CN109556766B - 力觉传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供力觉传感器，在静电电容型力觉传感器中价格低且灵敏度高、并且不易受到使用环境的温度变化、共态噪声的影响。力觉传感器(100c)包括：变形体(10)，具有受力部(14)和固定部(15)；位移体(20)，连接到变形体，通过在变形体产生的弹性变形而产生位移；以及检测电路(40)，基于在位移体产生的位移来检测作用的力。变形体包括具有长边方向(l)并配置在受力部与固定部之间的偏斜部(13)，位移体具有连接到偏斜部并因偏斜部的偏斜而位移的位移部(D1、D2)。检测电路具有配置于位移部的电容元件(C1、C2)，并基于电容元件的静电电容值的变动量来检测作用的力。

Description

力觉传感器

技术领域

本发明涉及力觉传感器，特别是涉及具有将作用于规定的轴向的力和绕规定的旋转轴作用的转矩作为电信号输出的功能的传感器。

背景技术

以往，作为具有将作用于规定的轴向的力和绕规定的旋转轴作用的转矩作为电信号输出的功能的力觉传感器，根据电容元件的静电电容值的变动量来检测力和转矩的静电电容型力觉传感器、根据应变计的电阻值的变动量来检测力和转矩的应变计型力觉传感器等已被商品化。

应变计式力觉传感器在传感器的制造工序中需要将应变计贴附于应变体的工序。因此，传感器的组装复杂。进而，应变计式力觉传感器内置用于防止过载所致的传感器故障的限动机构是极困难的，因此被应用于有限的用途。

另一方面，静电电容型力觉传感器的传感器的结构简单，内置用于防止过载所致的传感器故障的限动机构是容易的。进而，由于通过2组平行平板构成电容元件，因此能实现低价格化。由于这些特征，静电电容型力觉传感器在多数的市场上被利用。

但是，静电电容型力觉传感器中基于有关多个电容元件的静电电容值之和来检测Z轴方向的力。这样的检测方法例如在本申请人的专利文献1的图6和图7中有示出。在这种情况下，存在传感器的输出因使用环境的温度变化而发生变动、进而受到共态噪声的影响的问题。这些问题当然能通过变更检测电路来解決，但力觉传感器的制造成本会上升，不是优选的。

专利文献1：专利第2841240号公报

发明内容

本发明是鉴于以上的问题而创造的。即，本发明的目的在于，提供在静电电容型力觉传感器中价格低且灵敏度高、并且不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器。

根据本发明的力觉传感器的第一方面包括：变形体，具有受力部和固定部，所述变形体通过作用于所述受力部的力而产生弹性变形；位移体，连接到所述变形体，并通过在该变形体产生的弹性变形而产生位移；以及检测电路，基于在所述位移体产生的位移来检测所作用的力，所述变形体具有：偏斜部，具有长边方向，并配置在所述受力部与所述固定部之间；第一变形部，连接所述受力部和所述偏斜部；以及第二变形部，连接所述固定部和所述偏斜部，所述第一变形部在所述偏斜部的一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，所述第二变形部在所述偏斜部的另一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，所述第一变形部与所述偏斜部的连接部位和所述第二变形部与所述偏斜部的连接部位在该偏斜部的所述长边方向上位置不同，所述位移体连接到所述偏斜部，但与所述固定部分开，所述位移体具有通过该偏斜部的偏斜而位移的位移部，所述检测电路具有配置于所述位移部的电容元件，所述检测电路基于该电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的力。

根据这样的构成，通过由于偏斜部的偏斜而位移的位移部的作用，能容易地放大在偏斜部产生的位移。进而，若在位移部配置多个电容元件，则能通过电容元件的静电电容值的变动量的差分来检测所作用的力。即，根据本发明，能提供价格低且灵敏度高、并且不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器。

也可以是，以上的力觉传感器还包括支撑体，所述支撑体与所述位移体相对配置，并且相对于所述固定部不进行移动，所述电容元件具有：位移电极，配置于所述位移体的所述位移部；以及固定电极，与该位移电极相对地配置于所述支撑体上。

在这种情况下，能稳定地配置电容元件。

也可以是，所述位移体具有在与所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的梁。在这种情况下，能有效地放大在偏斜部产生的偏斜。

也可以是，所述位移体的所述位移部具有在所述梁上被限定于相互不同的位置的第一位移部和第二位移部，所述检测电路具有配置于所述第一位移部的第一电容元件和配置于所述第二位移部的第二电容元件，所述检测电路基于各电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的力。

在这种情况下，能通过电容元件的静电电容值的变动量的差分来检测所作用的力，因此能提供不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器。

也可以是，所述位移体具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的连接体，所述位移体的所述第一位移部和所述第二位移部关于所述连接体与所述梁的连接部位对称地配置于所述梁。

在这种情况下，若无视偏斜部向长边方向的位移，则在第一位移部产生的位移和在第二位移部产生的位移大小相同且符号彼此不同，因此能通过简单的运算来检测所作用的力。

也可以是，关于所述位移体，当特定方向的力作用于所述受力部时，通过在所述偏斜部产生的位移与在所述第一位移部和所述第二位移部中一方的位移部产生的位移彼此方向相反且大小相同，从而使得在该一方的位移部不产生位移。在这种情况下，能通过简单的运算来检测所作用的力。

也可以是，所述变形体的所述偏斜部的所述长边方向在XYZ三维坐标系中的与X轴和Y轴交叉的方向上延伸，所述位移体的所述梁与X轴平行地延伸，所述检测电路基于所述电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的X轴方向的力和Z轴方向的力中至少一方。

在这种情况下，能将构成电容元件的电极与XY平面平行地配置，因此能通过简单的结构来实现力觉传感器。

也可以是，还包括支撑体，所述支撑体与所述位移体的所述梁相对配置，并且相对于所述固定部不进行移动，所述第一电容元件具有：第一位移电极，配置于所述位移体的所述第一位移部；以及第一固定电极，与该第一位移电极相对地配置于所述支撑体上，所述第二电容元件具有：第二位移电极，配置于所述位移体的所述第二位移部；以及第二固定电极，与该第二位移电极相对地配置于所述支撑体上。

在这种情况下，能使各电容元件中的静电电容值的变动动向稳定。

也可以是，还包括：受力体，连接到所述变形体的所述受力部，用于接受所作用的力；以及固定体，连接到所述变形体的所述固定部，所述固定体连接到所述支撑体。

在这种情况下，能将作用的力可靠地传递到变形体。

也可以是，所述第一位移电极和所述第二位移电极、或者所述第一固定电极和所述第二固定电极由共同的电极构成。在这种情况下，也能可靠地检测所作用的力。

根据本发明的力觉传感器的第二方面包括：变形体，为闭环状，并具有2个受力部、2个固定部和4个变形部，所述2个固定部与所述2个受力部沿着闭环状的路径交替地配置，所述4个变形部将沿着所述闭环状的路径而相邻的所述受力部和所述固定部连接，并通过作用于所述受力部的力或者力矩而产生弹性变形；4个位移体，连接到各变形部，并通过在该变形部产生的弹性变形而产生位移；以及检测电路，基于在所述4个位移体各自产生的位移来检测所作用的力和力矩中至少一方，所述4个变形部分别具有：偏斜部，具有长边方向，并配置在所述受力部与所述固定部之间；第一变形部，连接对应的所述受力部和所述偏斜部；以及第二变形部，连接对应的所述固定部和所述偏斜部，所述第一变形部在所述偏斜部的一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，所述第二变形部在所述偏斜部的另一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，所述第一变形部与所述偏斜部的连接部位和所述第二变形部与所述偏斜部的连接部位在该偏斜部的所述长边方向上位置不同，在各偏斜部上各连接有所述4个位移体中的1个位移体，所述4个位移体与各固定部分开，所述4个位移体分别具有通过该偏斜部的偏斜而位移的位移部，所述检测电路具有至少4个电容元件，并基于该至少4个电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方，在各位移部上各配置有至少1个电容元件。

根据这样的构成，通过由于偏斜部的偏斜而位移的位移部的作用，能容易地放大在偏斜部产生的位移。进而，能使用多个电容元件，通过它们的静电电容值的变动量的差分来检测所作用的力和力矩中至少一方。即，从以上内容可知，根据本发明，能提供价格低且灵敏度高、并且不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器。

也可以是，所述4个位移体分别具有在与对应的所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的梁。在这种情况下，能有效地放大在偏斜部产生的偏斜。

也可以是，所述4个位移体的各位移部具有在对应的所述梁上被限定于相互不同的位置的第一位移部和第二位移部，所述电容元件包括配置于各位移体的所述第一位移部的4个第一电容元件和配置于各位移体的所述第二位移部的4个第二电容元件共8个电容元件，所述检测电路基于所述8个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方。

或者，也可以是，所述4个位移体中的2个位移体分别具有在对应的所述梁上被限定于相互不同的位置的第一位移部和第二位移部，所述4个位移体中的余下的2个移动体分别在对应的所述梁上具有单一位移部，所述电容元件包括在各第一位移部和各第二位移部各配置有1个的4个电容元件和在各单一位移部各配置有1个的2个电容元件共6个电容元件，所述检测电路基于所述6个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方。

在这种情况下，能使用多个电容元件，通过它们的静电电容值的变动量的差分而高精度地检测所作用的力和力矩中至少一方。

进而，也可以是，具有所述第一位移部和所述第二位移部的2个位移体隔着一所述固定部而相邻配置，并分别具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的第一连接体，该第一位移部和该第二位移部配置于所述第一连接体的两侧，具有所述单一位移部的2个位移体隔着另一所述固定部而相邻配置，并分别具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的第二连接体，各所述单一位移部在所述闭环状的路径上配置于比对应的第二连接体均靠前的位置、或者配置于比对应的第二连接体均靠后的位置。

在这种情况下，也能使用多个电容元件，通过它们的静电电容值的变动量的差分而高精度地检测所作用的力和力矩中至少一方。

也可以是，所述4个位移体中的具有所述第一位移部和所述第二位移部的位移体分别具有连接对应的所述偏斜部和所述梁的第一连接体，所述第一位移部和所述第二位移部关于所述第一连接体与所述梁的连接部位对称地配置。

在这种情况下，若无视偏斜部向长边方向的位移，则在第一位移部产生的位移和在第二位移部产生的位移大小相同且符号相互不同，因此能通过简单的运算来检测所作用的力和力矩中至少一方。

或者，也可以是，关于所述4个位移体中具有所述第一位移部和所述第二位移部的各个位移体，当特定方向的力作用于所述受力部时，通过在所述偏斜部产生的位移与在所述第一位移部和所述第二位移部中一方的位移部产生的位移彼此方向相反且大小相同，从而不在该一方的位移部产生位移。

或者，也可以是，所述4个位移体分别在对应的所述梁上具有单一位移部，所述电容元件包括在各位移部各配置有1个的4个电容元件，

各位移体具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的连接体，在所述变形体的周向上，各位移部配置于比对应的所述连接体均靠前的位置、或者配置于比对应的所述连接体均靠后的位置。

或者，也可以是，所述4个位移体分别在对应的所述梁上具有单一位移部，所述电容元件包括在各位移部各配置有1个的4个电容元件，各位移体具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的连接体，各位移部配置于比对应的所述连接体更接近相邻的受力部的位置。

在这些情况下，当偏斜部沿着其长边方向位移时，也能通过简单的运算来检测所作用的力和力矩中至少一方。

也可以是，所述4个位移体的各偏斜部的所述长边方向在XYZ三维坐标系中的与X轴和Y轴交叉的方向上延伸，所述4个位移体的各梁与XY平面平行地延伸，所述检测电路基于所述至少4个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的各轴方向的力和绕各轴的力矩中至少之一。

在这种情况下，能将构成电容元件的电极与XY平面平行地配置，因此能用简单的结构实现力觉传感器。

另外，也可以是，力觉传感器还包括：受力体，连接到所述变形体的所述2个受力部，用于接受所作用的力和力矩；以及固定体，与各位移体相对配置，并连接到所述变形体的所述2个固定部，各电容元件具有：位移电极，配置于对应的所述梁；以及固定电极，与该位移电极相对地配置于所述固定体上。

在这种情况下，能将作用的力和力矩可靠地传递到变形体。

也可以是，所述闭环状的变形体具有矩形或圆环的形状。在这种情况下，由于变形体为对称的结构，因此用于检测所作用的力和力矩的运算是容易的。

也可以是，所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位于XY平面上，所述2个受力部以原点对称的方式定位于X轴上，所述2个固定部以原点对称的方式定位于Y轴上。

在这种情况下，由于各电容元件对称地配置，因此用于检测所作用的力和力矩的运算是更为容易的。

根据本发明的力觉传感器的第三方面包括：变形体，为闭环状，并具有4个受力部、4个固定部和8个变形部，所述4个固定部与所述4个受力部沿着闭环状的路径交替地配置，所述8个变形部连接沿着所述闭环状的路径而相邻的所述受力部和所述固定部，并通过作用于所述受力部的力和力矩而产生弹性变形；8个位移体，连接到各变形部，并通过在该变形部产生的弹性变形而产生位移；以及检测电路，基于在所述8个位移体各自产生的位移来检测所作用的力和力矩中至少一方，所述8个变形部分别具有：偏斜部，具有长边方向，并配置在所述受力部与所述固定部之间；第一变形部，连接对应的所述受力部和所述偏斜部；以及第二变形部，连接对应的所述固定部和所述偏斜部，所述第一变形部在所述偏斜部的一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，所述第二变形部在所述偏斜部的另一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，所述第一变形部与所述偏斜部的连接部位和所述第二变形部与所述偏斜部的连接部位在该偏斜部的所述长边方向上位置不同，在各偏斜部上各连接有所述8个位移体中的1个位移体，所述8个位移体与各固定部分开，所述8个位移体分别具有通过该偏斜部的偏斜而位移的位移部，所述检测电路具有至少8个电容元件，并基于该至少8个电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方，在各位移部上各配置有至少1个电容元件。

根据这样的构成，通过由于偏斜部的偏斜而位移的位移部的作用，能容易地放大在偏斜部产生的位移。进而，能使用多个电容元件，通过它们的静电电容值的变动量的差分来检测所作用的力。即，根据本发明，能提供价格低且灵敏度高、并且不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器。

也可以是，所述8个位移体分别具有在与对应的所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的梁。在这种情况下，能有效地放大在偏斜部产生的偏斜。

也可以是，所述8个位移体的各位移部具有限定于对应的所述梁的相互不同的位置的第一位移部和第二位移部，所述电容元件包括配置于各位移体的所述第一位移部的8个第一电容元件和配置于各位移体的所述第二位移部的8个第二电容元件共16个电容元件，所述检测电路基于所述16个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方。

在这种情况下，能使用多个电容元件，通过它们的静电电容值的变动量的差分来高精度地检测所作用的力。

也可以是，所述8个位移体分别具有连接对应的所述偏斜部和所述梁的连接体，各位移体的所述第一位移部和所述第二位移部关于所述连接体与所述梁的连接部位对称地配置。

在这种情况下，若偏斜部没有沿着其长边方向位移，则在第一位移部产生的位移和在第二位移部产生的位移大小相同且符号相互不同，因此能通过简单的运算来检测所作用的力。

也可以是，在所述8个位移体各自中，当特定方向的力作用于所述受力部时，通过在所述偏斜部产生的位移与在所述第一位移部和所述第二位移部中一方的位移部产生的位移彼此方向相反且大小相同，由此不在该一方的位移部产生位移。

在这种情况下，当偏斜部沿着其长边方向位移时，预先将第一位移部或第二位移部配置于实质上不发生位移的位置，由此能通过简单的运算来检测所作用的力。

也可以是，所述8个位移体分别在对应的所述梁上具有单一位移部，所述电容元件包括在各位移部各配置有1个的8个电容元件，各位移体具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的第二连接体，与所述4个固定部中相互不相邻的2个固定部相邻配置的4个位移部相对于对应的所述第二连接体位于该固定部一侧，与所述4个固定部中余下的2个固定部相邻配置的4个位移部相对于对应的所述第二连接体位于与该固定部相反的一侧。

在这种情况下，也是当偏斜部沿着其长边方向位移时，预先将第一位移部或第二位移部配置于实质上不发生位移的位置，由此能通过简单的运算来检测所作用的力。

也可以是，所述8个变形部的各偏斜部的所述长边方向在XYZ三维坐标系中的与X轴和Y轴交叉的方向上延伸，所述8个变形部的各第一变形部和各第二变形部、以及所述8个位移体的各梁与X轴平行地延伸，所述检测电路基于所述至少8个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的各轴方向的力和绕各轴的力矩中至少之一。

在这种情况下，能将构成电容元件的电极与XY平面平行地配置，因此能用简单的结构来实现力觉传感器。

也可以是，还包括：受力体，连接到所述变形体的所述4个受力部，用于接受所作用的力和力矩；以及固定体，与各位移体的所述梁相对配置，并连接到所述变形体的所述4个固定部，各电容元件具有：位移电极，配置于对应的所述梁；以及固定电极，与该位移电极相对地配置于所述固定体上。

在这种情况下，能将作用的力可靠地传递到变形体。

也可以是，所述闭环状的变形体具有矩形或圆环的形状。在这种情况下，由于变形体为对称的结构，因此用于检测作用的力的运算是容易的。

也可以是，所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位于XY平面上，所述4个受力部中的2个受力部以原点对称的方式配置在X轴上，所述4个受力部中余下的2个受力部以原点对称的方式配置在Y轴上，在XY平面上定义了经过原点并相对于X轴和Y轴成45°的V轴和W轴的情况下，所述4个固定部中的2个固定部以原点对称的方式配置在V轴上，所述4个固定部中余下的2个固定部以原点对称的方式配置在W轴上。

在这种情况下，由于变形体具有高对称性，由此用于检测所作用的力的运算是更容易的。

也可以是，仅具有所述单一位移部的所述梁构成为由所述第二连接体支撑的悬臂梁。在这种情况下，能简化力觉传感器的结构。

也可以是，所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位在XY平面上，所述受力体以从Z轴方向观察时，至少一部分与所述变形体重叠的方式而配置。

在这种情况下，当从Z轴方向观察时，变形体的外形尺寸和传感器的外形尺寸成为大致相同的大小，因此能将力觉传感器设计得小型。

或者，也可以是，所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位在XY平面上，所述受力体在XY平面上以包围所述变形体的外周的方式而配置。

在这种情况下，变形体和受力体配置于同一平面上，因此能将力觉传感器的Z轴方向的尺寸设计得小(薄)。

在以上的力觉传感器中，也可以是，所述变形体配置于XYZ三维坐标系的XY平面上，所述偏斜部的所述长边方向是与Z轴平行的方向，所述第一变形部连接所述受力部和所述偏斜部的Z轴负侧的端部，所述第二变形部连接所述固定部和所述偏斜部的Z轴正侧的端部。

或者，也可以是，所述变形体配置于XYZ三维坐标系的XY平面上，所述偏斜部的所述长边方向是与Z轴平行的方向，所述第一变形部连接所述受力部和所述偏斜部的Z轴正侧的端部，所述第二变形部连接所述固定部和所述偏斜部的Z轴负侧的端部。

在这些情况下，通过作用于受力部的力，能使偏斜部有效地偏斜。

也可以是，所述位移体安装于所述变形体的所述偏斜部的Z轴负侧的端部。

或者，也可以是，所述位移体安装于所述变形体的所述偏斜部中在该偏斜部的所述长边方向上的两端部之间的中间部。

不管在哪种情况下，偏斜部的偏斜均可以可靠地传递到梁。

或者，也可以是，所述变形体配置于XYZ三维坐标系的XY平面上，所述偏斜部的所述长边方向是与Z轴交叉的方向，所述第一变形部连接所述受力部和所述偏斜部的一端部，所述第二变形部连接所述固定部和所述偏斜部的另一端部。

即便在这样的构成中，也可通过作用于受力部的力使偏斜部可靠地偏斜。

根据本发明，能提供价格低且灵敏度高、并且不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器。

附图说明

图1是表示根据本发明的一实施方式的力觉传感器的基本结构的概略主视图。

图2是图1的概略顶视图。

图3是表示当X轴正方向的力+Fx作用于受力部时的基本结构的变形状态的概略主视图。

图4是表示当X轴负方向的力－Fx作用于受力部时的基本结构的变形状态的概略主视图。

图5是表示当Z轴负方向的力－Fz作用于受力部时的基本结构的变形状态的概略主视图。

图6是表示当Z轴正方向的力+Fz作用于受力部时的基本结构的变形状态的概略主视图。

图7是表示采用了图1所示的基本结构的力觉传感器的例子的概略主视图。

图8是表示根据本发明的第二实施方式的力觉传感器的基本结构的概略顶视图。

图9是表示从图8的Y轴正侧观察到的基本结构的概略主视图。

图10是表示从图8的X轴正侧观察到的基本结构的概略侧视图。

图11是用于说明当X轴正方向的力+Fx作用于受力部时在图8的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图12是用于说明当Y轴正方向的力+Fy作用于受力部时在图8的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图13是用于说明当Z轴正方向的力+Fz作用于受力部时在图8的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图14是用于说明当正向绕X轴的力矩+Mx作用于受力部时在图8的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图15是用于说明当正向绕Y轴的力矩+My作用于受力部时在图8的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图16是用于说明当正向绕Z轴的力矩+Mz作用于受力部时在图8的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图17的(a)和(b)是一览示出当XYZ三维坐标系的各轴方向的力和各轴方向的力矩作用于受力部时在图8的基本结构的各位移体产生的位移的图表。

图18是表示采用了图8所示的基本结构的力觉传感器的例子的概略顶视图。

图19是表示从Y轴正侧观察时的、图18所示的力觉传感器的概略主视图。

图20是一览示出当XYZ三维坐标系的各轴方向的力和绕各轴的力矩作用于受力部时的各电容元件的静电电容值的增减的图表。

图21是针对图18所示的力觉传感器一览示出各轴方向的力和绕各轴的力矩的交叉轴灵敏度的图表。

图22是表示根据本发明的第三实施方式的力觉传感器的概略顶视图。

图23是一览示出当力和力矩的4个分量作用于图22所示的力觉传感器时各电容元件的静电电容值的变动的图表。

图24是针对图22所示的力觉传感器一览示出力和力矩的4个分量的交叉轴灵敏度的图表。

图25是表示根据图22的变形例的力觉传感器的概略顶视图。

图26是表示根据本发明的第四实施方式的力觉传感器的概略顶视图。

图27是一览示出当力和力矩的4个分量作用于图26所示的力觉传感器时各电容元件的静电电容值的变动的图表。

图28是表示根据图26的变形例的力觉传感器的概略顶视图。

图29是表示根据本发明的第五实施方式的力觉传感器的基本结构的概略顶视图。

图30是表示从图29的Y轴正侧观察到的基本结构的概略侧视图。

图31是用于说明当X轴正方向的力+Fx作用于受力体时在图29的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图32是用于说明当Z轴正方向的力+Fz作用于受力体时在图29的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图33是用于说明当正向绕X轴的力矩+Mx作用于受力体时在图29的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图34是用于说明当正向绕Z轴的力矩+Mz作用于受力体时在图29的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图35的(a)～(d)是一览示出当XYZ三维坐标系的各轴方向的力和各轴方向的力矩作用于受力部时图29的基本结构的各偏斜部的偏斜方向和在各位移部产生的位移的图表。

图36是表示使用了图29的基本结构的根据本发明的第五实施方式的力觉传感器的概略顶视图。

图37是表示从图36的X轴正侧观察到的力觉传感器的概略侧视图。

图38是一览示出当力和力矩的6个分量作用于图36所示的力觉传感器时各电容元件的静电电容值的变动的图表。

图39是针对图36所示的力觉传感器一览示出力和力矩的4个分量的交叉轴灵敏度的图表。

图40是表示根据本发明的第六实施方式的力觉传感器的概略顶视图。

图41是表示从Y轴正侧观察时的、图40所示的力觉传感器的概略主视图。

图42是一览示出当力和力矩的6个分量作用于图40所示的力觉传感器时各电容元件的静电电容值的变动的图表。

图43是针对图40所示的力觉传感器一览示出力和力矩的6个分量的交叉轴灵敏度的图表。

图44是表示根据本发明的第七实施方式的力觉传感器的概略顶视图。

图45的(a)～(d)是一览示出当XYZ三维坐标系的各轴方向的力和各轴方向的力矩作用于受力部时图44所示的力觉传感器的各偏斜部的偏斜方向和在各位移部产生的位移的图表。

图46是表示根据图44的变形例的力觉传感器的概略顶视图。

图47是表示根据本发明的第八实施方式的力觉传感器的基本结构的概略主视图。

图48是图47的概略顶视图。

图49是表示当X轴负方向的力－Fx作用于受力部时的基本结构的变形状态的概略主视图。

图50是一览示出当各轴方向和绕各轴的力矩作用于根据图47的变形例的力觉传感器时所产生的电容元件的静电电容值的变动的图表。

图51是针对与图50对应的力觉传感器一览示出力和力矩的6个分量的交叉轴灵敏度的图表。

图52是针对与图50对应的力觉传感器一览示出通过与图51的情况不同的式子算出时的分量的交叉轴灵敏度的图表。

图53是一览示出当各轴方向和绕各轴的力矩作用于根据图47的又一变形例的力觉传感器时所产生的电容元件的静电电容值的变动的图表。

图54是针对与图53对应的力觉传感器一览示出力和力矩的6个分量的交叉轴灵敏度的图表。

图55是表示受力体配置于变形体的外周侧的力觉传感器的一例基本结构的概略截面图。

图56是表示根据第一实施方式的力觉传感器的变形例的概略侧视图。

图57是表示图56的又一变形例的概略侧视图。

图58是表示图56的又一变形例的概略侧视图。

图59是表示根据图18的变形例的力觉传感器的概略顶视图。

具体实施方式

＜＜＜§1.根据本发明的第一实施方式的力觉传感器＞＞＞

＜1－1.基本结构的构成＞

参照附图说明根据本发明的第一实施方式的力觉传感器。

图1是表示根据本发明的一实施方式的力觉传感器的基本结构100的概略主视图，图2是其概略顶视图。在此，如图1和图2所示，定义XYZ三维坐标系来进行以下的说明。

如图1和图2所示，基本结构100包括：变形体10，其具有受力部14和固定部15，并通过作用于受力部14的力而产生弹性变形；以及位移体20，其连接到变形体10，并通过在该变形体10产生的弹性变形而产生位移。受力部14是用于接受作为检测对象的力的部位，固定部15是即使对受力部14作用力也不位移的部位。

在本实施方式中，如图1和图2所示，变形体10具有：偏斜部13，其具有与Z轴平行的长边方向l，并配置在受力部14与固定部15之间；第一变形部11，其连接受力部P和偏斜部13；以及第二变形部12，其连接固定部15和偏斜部13。如图所示，第一变形部11在偏斜部13的一侧(图1和图2中的左方)沿与长边方向l交叉的方向延伸。另一方面，第二变形部12在偏斜部13的另一侧(图1和图2中的右方)沿与长边方向l交叉的方向延伸。在图示的例子中，与长边方向l交叉的方向是指X轴方向。

进而，第一变形部11与偏斜部13的连接部位R1和第二变形部12与偏斜部13的连接部位R2在偏斜部13的长边方向l上位置不同。具体地，连接部位R1位于偏斜部13的Z轴负侧的端部(图1中的下端部)附近，连接部位R2位于偏斜部13的Z轴正侧的端部(图1中的上端部)附近。

如图1和图2所示，受力部14和固定部15均与Z轴平行地延伸。受力部14、偏斜部13和固定部15的各上端部在Z轴方向上的位置彼此相同。另外，受力部14和偏斜部13的各下端部在Z轴方向上的位置也彼此相同。并且，受力部14的下端部和偏斜部13的下端部被与X轴平行延伸的第一变形部11连接，偏斜部13的上端部和固定部15的上端部被与X轴平行延伸的第二变形部12连接。进而，固定部15的下端部连接到隔着规定的间隔与偏斜部13相对配置的支撑体50。

如图1和图2所示，位移体20具有梁21，梁21经由安装于偏斜部13的下端的连接体22而连接到该偏斜部13。该梁21在与偏斜部13的长边方向l正交的方向上延伸，从Y轴方向观察时具有左右对称的形状。梁21与变形体10的固定部15和受力部14分开，该梁21的偏斜(转动)不受固定部15和受力部14妨碍。在梁21上关于该梁21与连接体22的连接部位对称地限定有第一位移部D1和第二位移部D2。如后所述，在这些第一位移部D1和第二位移部D2上分别配置电容元件，检测作用于受力部14的力。

＜1－2.基本结构的作用＞

下面，说明如上的基本结构100的作用。

图3是表示当X轴正方向的力+Fx作用于受力部14时的基本结构100的变形状态的概略主视图，图4是表示当X轴负方向的力－Fx作用于受力部14时的基本结构100的变形状态的概略主视图，图5是表示当Z轴负方向的力－Fz作用于受力部14时的基本结构100的变形状态的概略主视图，图6是表示当Z轴正方向的力+Fz作用于受力部14时的基本结构100的变形状态的概略主视图。

(1－2－1.当力+Fx作用时)

当X轴正方向的力+Fx作用于受力部14时，力沿着X轴正方向(图3的向右方向)作用于偏斜部13的下端附近的连接部位R1，作为作用的力+Fx的反作用，力沿着X轴负方向(图3的向左方向)作用于偏斜部13的上端附近的连接部位R2。由于这些力的作用，如图3所示，偏斜部13向逆时针方向偏斜。当然，由于作用的力+Fx的作用，第一变形部11和第二变形部12均被压缩而变形，因此，偏斜部13整体上稍微向X轴正方向位移。

由于这样的偏斜部13的偏斜，如图3所示，连接到偏斜部13的下端的梁21也向逆时针方向偏斜。由此，梁21的第一位移部D1向与支撑体50之间的分隔距离减少的方向(图3的下方)位移，第二位移部D2向与支撑体50之间的分隔距离增大的方向(图3的上方)位移。

(1－2－2.当力－Fx作用时)

下面，当X轴负方向的力－Fx作用于受力部14时，力沿着X轴负方向(图4的向左方向)作用于偏斜部13的下端附近的连接部位R1，作为作用的力－Fx的反作用，力沿着X轴正方向(图4的向右方向)作用于偏斜部13的上端附近的连接部位R2。由于这些力的作用，如图4所示，偏斜部13向顺时针方向偏斜。当然，由于作用的力－Fx的作用，第一变形部11和第二变形部12均被拉伸而变形，因此，偏斜部13整体上稍微向X轴负方向位移。

由于这样的偏斜部13的偏斜，如图4所示，连接到偏斜部13的下端的梁21也向顺时针方向偏斜。由此，梁21的第一位移部D1向与支撑体50之间的分隔距离增大的方向(图4的上方)位移，第二位移部D2向与支撑体50之间的分隔距离减少的方向(图4的下方)位移。

(1－2－3.当力－Fz作用时)

下面，当Z轴负方向的力－Fz作用于受力部14时，力沿着Z轴负方向(图5的向下方向)作用于偏斜部13的左下端的连接部位R1，作为作用的力－Fz的反作用，力沿着Z轴正方向(图5的向上方向)作用于偏斜部13的右上端的连接部位R2。由于这些力的作用，如图5所示，偏斜部13向逆时针方向偏斜。进而，由于作用的力－Fz的作用，偏斜部13经由第一变形部11被向Z轴负方向下拽，因此，该偏斜部13整体上稍微向Z轴负方向位移。

如图5所示，由于偏斜部13的偏斜，连接到偏斜部13的下端的梁21也向逆时针方向偏斜。由此，梁21的第一位移部D1向与支撑体50之间的分隔距离减少的方向(图5的向下方向)位移，第二位移部D2向与支撑体50之间的分隔距离增大的方向(图5的向上方向)位移。

需要说明的是，还设想下述情形：由于梁21的长度，第二位移部D2向Z轴正方向的位移比整个梁21向Z轴负方向的位移小，第二位移部D2也是与支撑体50之间的分隔距离减少。但是，在此，梁21具有足够的长度，不会发生这样的情况。

(1－2－4.当力+Fz作用时)

下面，当Z轴正方向的力+Fz作用于受力部14时，力沿着Z轴正方向(图6的向上方向)作用于偏斜部13的左下端的连接部位R1，作为作用的力+Fz的反作用，力沿着Z轴负向(图6的向下方向)作用于偏斜部13的右上端的连接部位R2。由于这些力的作用，如图6所示，偏斜部13向顺时针方向偏斜。当然，由于作用的力+Fz的作用，偏斜部13经由第一变形部11被向Z轴正方向上拉，因此，该偏斜部13整体上稍微向Z轴正方向位移。

由于这样的偏斜部13的偏斜，如图6所示，连接到偏斜部13的下端的梁21也向顺时针方向偏斜。由此，梁21的第一位移部D1向与支撑体50之间的分隔距离增大的方向(图6的上方)位移，第二位移部D2向与支撑体50之间的分隔距离减少的方向(图6的下方)位移。

需要说明的是，还设想下述情形：由于梁21的长度，第二位移部D2向Z轴负方向的位移比整个梁21向Z轴正方向的位移小，第二位移部D2也是与支撑体50之间的分隔距离增大。但是，在此，梁21具有足够的长度，不会发生这样的情况。

不管是在上述的哪种情况下，第一位移部D1和第二位移部D2中产生的位移均比在偏斜部13的下端产生的位移大。即，由于梁21的存在，在偏斜部13的下端部产生的位移在梁21的各位移部D1、D2处作为Z轴方向的位移而被放大并提取。

＜1－3.力觉传感器的构成＞

下面，说明具有在1－1、1－2中说明的基本结构100的力觉传感器100c的构成。

图7是表示采用了图1所示的基本结构100的力觉传感器100c的例子的概略主视图。

如图7所示，力觉传感器100c具有：上述的基本结构100；以及检测电路40，其基于在基本结构100的梁21的第一位移部D1和第二位移部D2产生的位移来检测所作用的力。如图7所示，本实施方式的检测电路40具有：第一电容元件C1，其配置于第一位移部D1；第二电容元件C2，其配置于第二位移部D2；以及计测部41，其连接到这些电容元件C1、C2，基于该电容元件C1、C2的静电电容值的变动量来计测所作用的力。

如图7所示，第一电容元件C1具有：第一位移电极Em1，其隔着绝缘体配置于梁21的第一位移部D1上；以及第一固定电极Ef1，其以与第一位移电极Em1相对的方式隔着绝缘体配置在支撑体50上。另外，第二电容元件C2具有：第二位移电极Em2，其隔着绝缘体配置在梁21的第二位移部D2上；以及第二固定电极Ef2，其以与第二位移电极Em2相对的方式隔着绝缘体配置在支撑体50上。这些电容元件C1、C2虽然在图7中未明确地图示，但它们通过规定的电路连接到计测部41，各电容元件C1、C2的静电电容值被提供到计测部41。

需要说明的是，在附图中，第一位移电极Em1、第二位移电极Em2、第一固定电极Ef1和第二固定电极Ef2分别由单独的电极构成，但在其它实施方式中，第一位移电极Em1和第二位移电极Em2、或第一固定电极Ef1和第二固定电极Ef2也可以由共同的电极构成。该情况在§2及其以后说明的其它实施方式中也是同样。

＜1－4.力觉传感器的作用＞

下面，说明在1－3.中说明的力觉传感器100c的作用。

(1－4－1.当力Fx作用时)

当X轴正方向的力+Fx作用于力觉传感器100c的受力部14时，如从1－2.中参照图3所说明的梁21的举动可理解的，在第一电容元件C1中，第一位移电极Em1与第一固定电极Ef1的分隔距离减少，在第二电容元件C2中，第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离增大。即，第一电容元件C1的静电电容值增大，第二电容元件C2的静电电容值减少。

在本实施方式中，如从第一位移部D1和第二位移部D2的配置可理解的，第一电容元件C1和第二电容元件C2按距离梁21的偏斜的中心彼此相等的距离配置。因此，第一电容元件C1的静电电容值的变动大小(|ΔC1|)和第二电容元件C2的静电电容值的变动大小(|ΔC2|)彼此相等。因此，当设为|ΔC1|＝|ΔC2|＝ΔC时，力+Fx作用时的第一电容元件C1和第二电容元件C2的各静电电容值C1a、C2a用下面的[式1]表示。在[式1]中，C1和C2分别表示力未作用时的第一电容元件C1和第二电容元件C2的静电电容值。需要注意的是，该情况在以下的各式中是同样的。

[式1]

C1a＝C1+ΔC

C2a＝C2－ΔC

基于这样的静电电容值的变动，计测部41通过下面的[式2]来计测作用的力+Fx。在[式2]中，力和静电电容值用“＝”连接，但它们是相互不同的物理量，因此实际上在进行了规定的转换后计测力+Fx。该表示方法不限于[式2]，在其之后的各式中是共通的。

[式2]

+Fx＝C1－C2

下面，当X轴负方向的力－Fx作用于力觉传感器100c的受力部14时，如从1－2中参照图4所说明的梁21的举动可理解的，在第一电容元件C1中，第一位移电极Em1与第一固定电极Ef1的分隔距离增大，在第二电容元件C2中，第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离减少。即，第一电容元件C1的静电电容值减少，第二电容元件C2的静电电容值增大。结果在此，使在先说明的作用有力+Fx时的符号全部相反来考虑即可。

因而，计测部41通过下面的[式3]来计测作用的力－Fx。

[式3]

－Fx＝C2－C1

结果是，[式2]和[式3]是相同的运算式，不管是在哪种情况下，所作用的力Fx均通过Fx＝C1－C2来计测。

(1－4－2.当力Fz作用时)

下面，当Z轴负方向的力－Fz作用于力觉传感器100c的受力部14时，如从1－2中参照图5所说明的梁21的举动可理解的，在第一电容元件C1中，第一位移电极Em1与第一固定电极Ef1的分隔距离减少，在第二电容元件C2中，第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离增大。即，第一电容元件C1的静电电容值增大，第二电容元件C2的静电电容值减少。

更详细地，当力－Fz作用时在第一位移部D1产生的位移是前述的偏斜部13整体向Z轴负方向的位移和梁21的偏斜所致的向Z轴负方向的位移之和，在第二位移部D2产生的位移是偏斜部13的该位移和梁21的偏斜所致的向Z轴正方向的位移之和。即，更准确地描述各电容元件C1、C2的静电电容值的变动的话，在第一电容元件C1中，由于偏斜部13整体向Z轴负方向的位移与梁21的偏斜所致的位移相加，因此第一位移电极Em1与第一固定电极Ef1的分隔距离大大地减少。另一方面，在第二电容元件C2中，由于梁21的偏斜所致的位移被偏斜部13整体向Z轴负方向的位移抵消，因此第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离稍微增大。

不过，如前所述，为了简化，使梁21在Z轴方向上的长度相对于偏斜部13在Z轴方向上的长度(高度)足够大，因此，可认为第一电容元件C1的静电电容值的变动大小(|ΔC1|)和第二电容元件C2的静电电容值的变动大小(|ΔC2|)实质上相等。因此，当设|ΔC1|＝|ΔC2|＝ΔC时，力－Fz作用时的第一电容元件C1和第二电容元件C2的各静电电容值C1b、C2b用下面的[式4]表示。

[式4]

C1b＝C1－ΔC

C2b＝C2+ΔC

基于这样的静电电容值的变动，计测部41通过下面的[式5]计测所作用的力－Fz。

[式5]

－Fz＝C1－C2

下面，当Z轴正方向的力+Fz作用于力觉传感器100c的受力部14时，如从1－2中参照图6所说明的梁21的举动可理解的，在第一电容元件C1中，第一位移电极Em1与第一固定电极Ef1的分隔距离增大，在第二电容元件C2中，第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离减少。即，第一电容元件C1的静电电容值减少，第二电容元件C2的静电电容值增大。在此，也与力－Fz作用时同样地，可认为第一电容元件C1的静电电容值的变动大小(|ΔC1|)和第二电容元件C2的静电电容值的变动大小(|ΔC2|)实质上相等。

因此，基于以上的静电电容值的变动，计测部41通过下面的[式6]计测所作用的力+Fz。

[式6]

+Fz＝C2－C1

结果，[式5]和[式6]是相同的运算式，不管在哪种情况下，所作用的力Fz均通过Fz＝C2－C1计测。

当比较以上的[式2]、[式3]、[式5]和[式6]时，[式2]的右边和[式5]的右边相同，[式3]的右边和[式6]的右边相同。因而，关于[式2]和[式5]，计测部41无法辨别所作用的力是+Fx还是－Fz。同样地，关于[式3]和[式6]，计测部41无法辨别所作用的力是－Fx还是+Fz。但是，在作用的力仅限于X轴方向或Z轴方向的一方向的环境下，计测部41能通过差分运算来计测所作用的力的方向(符号)及其大小。

根据以上那样的本实施方式，由于偏斜部13的偏斜而使各位移部D1、D2位移，由此能有效地放大在偏斜部13产生的偏斜。由此，可提供价格低且灵敏度高的力觉传感器100c。进而，计测部41通过配置于第一位移部D1的第一电容元件C1的静电电容值与配置于第二位移部D2的第二电容元件C2的静电电容值的差分来计测所作用的力，因此，能提供不易受到使用环境的温度变化、共态噪声的影响的力觉传感器100c。

另外，位移体20的第一位移部D1和第二位移部D2关于连接体22与梁21的连接部位对称地配置于梁21。因此，在第一位移部D1产生的位移和在第二位移部D2产生的位移的大小相同且符号相互不同，从而能通过简单的运算来检测所作用的力。

＜＜＜§2.根据本发明的第二实施方式的力觉传感器＞＞＞

＜2－1.基本结构的构成＞

下面，说明根据本发明的第二实施方式的力觉传感器。

图8是表示根据本发明的第二实施方式的力觉传感器200c的基本结构200的概略顶视图。图9是表示从图8的Y轴正侧观察到的基本结构200的概略主视图，图10是表示从图8的X轴正侧观察到的基本结构200的概略侧视图。在此，如图8至图10所示，定义XYZ三维坐标系来进行以下的说明。需要注意的是，在图8中，为了便于说明而省略了受力体260的图示。

如图8至图10所示，基本结构200包括：变形体，其为闭环状，并具有2个受力部218、219、2个固定部216、217以及4个变形部分(component)210A～210D，上述2个固定部216、217沿着闭环状的路径与该2个受力部218、219交替地配置，上述4个变形部分210A～210D在被沿着闭环状的路径而相邻的受力部218、219和固定部216、217夹着的4个间隙中各配置一个，通过作用于受力部218、219的力或者力矩而产生弹性变形；以及4个位移体220A～220D，其连接到各变形部分210A～210D，通过在该变形部分210A～210D发生的弹性变形而产生位移。

在本实施方式中，如图8所示，一方受力部218与另一方受力部219相互关于原点O对称地配置在正的X轴上与负的X轴上。另外，一方固定部216与另一方固定部217相互关于原点O对称地配置在正的Y轴上与负的Y轴上。包括这些受力部218、219和固定部216、217的闭环状的变形体在本实施方式中构成为以原点O为中心的圆形的环状变形体210。

如图8至图10所示，从Z轴方向观察时配置于XY平面的第二象限的第一变形部分210A在配置于X轴负侧的受力部219与配置于Y轴正侧的固定部216之间配置为弧形，并具有：第一偏斜部213A，其以Z轴方向(图8的进深方向)为长边方向；第1－1变形部211A，其连接受力部219和第一偏斜部213A；以及第1－2变形部212A，其连接固定部216和第一偏斜部213A。如图9所示，第1－1变形部211A与XY平面平行地延伸，在第一偏斜部213A的Z轴负侧的端部(下端)连接到该第一偏斜部213A。第1－2变形部212A与XY平面平行地延伸，在第一偏斜部213A的Z轴正侧的端部(上端)连接到该第一偏斜部213A。

从Z轴方向观察时配置于XY平面的第一象限的第二变形部分210B在配置于X轴正侧的受力部218与配置于Y轴正侧的固定部216之间配置为弧形，并具有：第二偏斜部213B，其以Z轴方向(图8的进深方向)为长边方向；第2－1变形部211B，其连接受力部218和第二偏斜部213B；以及第2－2变形部212B，其连接固定部216和第二偏斜部213B。如图9所示，第2－1变形部211B与XY平面平行地延伸，在第二偏斜部213B的Z轴负侧的端部(下端)连接到该第二偏斜部213B。第2－2变形部212B与XY平面平行地延伸，在第二偏斜部213B的Z轴正侧的端部(上端)连接到该第二偏斜部213B。

进而，虽未详细图示，但配置于XY平面的第三象限和第四象限的第四变形部分210D和第三变形部分210C分别与使环状变形体210的Y轴正侧(图8的环状变形体210的上半部)的部分绕原点旋转180°时的上述第二变形部分210B和第一变形部分210A的构成对应。因此，在此省略其详细的说明。在图8至图10中，对于第三变形部分210C的构成部分，在附图标记的末尾标有“C”，对于第四变形部分210D的构成部分，在附图标记的末尾标有“D”。进而，基本结构200的各固定部216、217的下端部连接到支撑体250，支撑体250隔着规定的间隔与后述的第一梁221A～第四梁221D相对配置。

如图8至图10所示，前述的4个位移体220A～220D在第一变形部分210A～第四变形部分210D的各偏斜部213A～213D的下端(Z轴负侧的端部)各连接有一个。各位移体220A～220D分别具有因对应的偏斜部213A～213D的偏斜而位移的位移部。如图8至图10所示，该位移部是经由连接体222A～222D分别安装于各偏斜部213A～213D的下端的第一梁221A～第四梁221D。

这些梁221A～222D在与对应的偏斜部213A～213D的长边方向(Z轴方向)正交的方向上延伸，从环状变形体210的径向观察时均具有左右对称的形状。不管哪个梁221A～222D均与固定部216、217和受力部218、219分开，该梁221A～222D的偏斜(转动)不受妨碍。并且，在第一梁221A上，关于该第一梁221A与第一连接体222A的连接部位对称地限定有第1－1位移部D11和第1－2位移部D12。同样地，在第二梁221B上，关于该第二梁221B与第二连接体222B的连接部位对称地限定有第2－1位移部D21和第2－2位移部D22，在第三梁221C上，关于该第三梁221C与第三连接体222C的连接部位对称地限定有第3－1位移部D31和第3－2位移部D32，在第四梁221D上，关于该第四梁221D与第四连接体222D的连接部位对称地限定有第4－1位移部D41和第4－2位移部D42。如后所述，在这些第1－1位移部D11～第4－2位移部D42各自上配置电容元件，检测作用于受力部218、219的力和力矩。结果，基本结构200构成为将在§1中说明的4个基本结构100作为第一变形部分210A～第四变形部分210D配置为圆环状。

进而，如图9和图10所示，在环状变形体210的Z轴正侧配置有用于接受检测对象的力的受力体260。受力体260从Z轴方向观察时具有：受力体主体261，其具有与环状变形体210完全重合的圆环形状；以及受力部连接体262、263，其设于受力体主体261中与环状变形体210的受力部218、219面对的部位。这些受力部连接体262、263连接到对应的受力部218、219，作用于受力体主体261的力和力矩传递到各受力部218、219。

＜2－2.基本结构的作用＞

下面，说明如上的基本结构200的作用。

(2－2－1.当力+Fx作用时)

图11是用于说明当X轴正方向的力+Fx作用于受力部218、219时在图8的基本结构200的各位移体220A～220D产生的位移的图。在图8中，作用于受力部218、219的力用涂黑的粗箭头表示。另外，当力作用时，在各变形部分210A～210D的偏斜部213A～213D产生的偏斜用弧状的细箭头表示。该箭头表示从原点O观测时各偏斜部213A～213D的偏斜的方向(是顺时针方向，还是逆时针方向)。进而，由于各偏斜部213A～213D的偏斜而在位移体220A～220D的梁221A～221D的各位移部D11～D42产生的Z轴方向的位移通过用圆圈包围点的记号和用圆圈包围×标记的记号表示。用圆圈包围点的记号表示从里侧向跟前侧的位移(向Z轴正方向的位移)，用圆圈包围×标记的记号表示从跟前侧向里侧的位移(向Z轴负方向的位移)。需要说明的是，这样的图示方法在后述的各实施方式中也是共通的。此外，作用于受力部218、219的力根据其方向，通过用圆圈包围点的记号和用圆圈包围×标记的记号来表示。这些记号的含义如前所述。

当X轴正方向的力+Fx经由受力体260作用于受力部218、219时，如图11所示，受力部218、219向X轴正方向位移。由此，第一变形部分210A受到如图3所示的压缩力的作用。在这种情况下，第一偏斜部213A向逆时针方向偏斜，因此第一梁221A也向逆时针方向偏斜。其结果是，第1－1位移部D11向Z轴负方向位移，第1－2位移部D12向Z轴正方向位移。

第二变形部分210B由于受力部218向X轴正方向的位移而受到如图4所示的拉伸力的作用。在这种情况下，第二偏斜部213B向逆时针方向偏斜，因此第二梁221B也向逆时针方向偏斜。其结果是，第2－1位移部D21向Z轴负方向位移，第2－2位移部D22向Z轴正方向位移。

第三变形部分210C由于受力部218向X轴正方向的位移而受到如图4所示的拉伸力的作用。在这种情况下，第三偏斜部213C向顺时针方向偏斜，因此第三梁221C也向顺时针方向偏斜。其结果是，第3－1位移部D31向Z轴正方向位移，第3－2位移部D32向Z轴负方向位移。

进而，第四变形部分210D由于受力部219向X轴正方向的位移而受到如图3所示的压缩力的作用。在这种情况下，第四偏斜部213D向顺时针方向偏斜，因此第四梁221D也向顺时针方向偏斜。其结果是，第4－1位移部D41向Z轴正方向位移，第4－2位移部D42向Z轴负方向位移。

(2－2－2.当力+Fy作用时)

下面，图12是用于说明当Y轴正方向的力+Fy作用于受力部218、219时在图8的基本结构200的各位移体220A～220D产生的位移的图。

当Y轴正方向的力+Fy经由受力体260作用于受力部218、219时，如图12所示，受力部218、219向Y轴正方向位移。由此，第一变形部分210A受到如图3所示的压缩力的作用。在这种情况下，如前所述，第一偏斜部213A和第一梁221A向逆时针方向偏斜，因此第1－1位移部D11向Z轴负方向位移，第1－2位移部D12向Z轴正方向位移。

第二变形部分210B由于受力部218向Y轴正方向的位移而受到如图3所示的压缩力的作用。在这种情况下，第二偏斜部213B和第二梁221B向顺时针方向偏斜，因此第2－1位移部D21向Z轴正方向位移，第2－2位移部D22向Z轴负方向位移。

第三变形部分210C由于受力部218向Y轴正方向的位移而受到如图4所示的拉伸力的作用。在这种情况下，第三偏斜部213C和第三梁221C向顺时针方向偏斜，因此第3－1位移部D31向Z轴正方向位移，第3－2位移部D32向Z轴负方向位移。

第四变形部分210D由于受力部219向Y轴正方向的位移而受到如图4所示的拉伸力的作用。在这种情况下，第四偏斜部213D和第四梁221D向逆时针方向偏斜，因此第4－1位移部D41向Z轴负方向位移，第4－2位移部D42向Z轴正方向位移。

(2－2－3.当力+Fz作用时)

下面，图13是用于说明当Z轴正方向的力+Fz作用于受力部218、219时在图8的基本结构200的各位移体220A～220D产生的位移的图。

当Z轴正方向的力+Fz经由受力体260作用于受力部218、219时，如图13所示，受力部218、219向Z轴正方向位移。由此，第一变形部分210A～第四变形部分210D均受到如图6所示的向上的力的作用。在这种情况下，第一偏斜部213A和第三偏斜部213C向顺时针方向偏斜，因此第一梁221A和第三梁221C也向顺时针方向偏斜。其结果是，第1－1位移部D11和第3－1位移部D13向Z轴正方向位移，第1－2位移部D12和第3－2位移部D32向Z轴负方向位移。

另一方面，第二偏斜部213B和第四偏斜部213D向逆时针方向偏斜，因此第二梁221B和第四梁221D也向逆时针方向偏斜。其结果是，第2－1位移部D21和第4－1位移部D41向Z轴负方向位移，第2－2位移部D22和第4－2位移部D42向Z轴正方向位移。

(2－2－4.当力矩+Mx作用时)

下面，图14是用于说明当正向绕X轴的力矩+Mx作用于受力部218、219时在图8的基本结构200的各位移体220A～220D产生的位移的图。需要说明的是，在本申请中，将向规定的坐标轴的正方向推进右螺旋时的该右螺旋的旋转方向定义为绕该坐标轴的正的力矩。

当正向绕X轴的力矩+Mx经由受力体260作用于受力部218、219时，各受力部218、219中的Y轴正侧(图14的上侧)的部位向Z轴正方向(跟前侧)位移，Y轴负侧(图14的下侧)的部位向Z轴负方向(里侧)位移。即，力沿与图13相同的方向作用于第一变形部分210A和第二变形部分210B。因而，如在2－2－3.中说明的，第1－1位移部D11向Z轴正方向位移，第1－2位移部D12向Z轴负方向位移，第2－1位移部D21向Z轴负方向位移，第2－2位移部D22向Z轴正方向位移。

另一方面，第三变形部分210C从受力部219受到如图5所示的向下的力的作用。在这种情况下，第三偏斜部213C向逆时针方向偏斜，因此第三梁221C也向逆时针方向偏斜。其结果是，第3－1位移部D31向Z轴负方向位移，第3－2位移部D32向Z轴正方向位移。

第四变形部分210D从受力部218受到如图5所示的向下的力的作用。在这种情况下，第四偏斜部213D向顺时针方向偏斜，因此第四梁221D也向顺时针方向偏斜。其结果是，第4－1位移部D41向Z轴正方向位移，第4－2位移部D42向Z轴正方向位移。

(2－2－5.当力矩+My作用时)

下面，图15是用于说明当正向绕Y轴的力矩+My作用于受力部218、219时在图8的基本结构200的各位移体220A～220D产生的位移的图。

当正向绕Y轴的力矩+My经由受力体260作用于受力部218、219时，位于X轴负侧的受力部218向Z轴正方向(图15的从里向跟前的方向)位移，位于X轴正侧的受力部219向Z轴负方向(图15的从跟前向里的方向)位移。即，力沿与图13相同的方向作用于第一变形部分210A和第四变形部分210D。因而，如在2－2－3.中说明的，第1－1位移部D11向Z轴正方向位移，第1－2位移部D12向Z轴负方向位移，第4－1位移部D41向Z轴负方向位移，第4－2位移部D42向Z轴正方向位移。

另一方面，如图15所示，第二变形部分210B和第三变形部分210C受到Z轴负方向的力的作用(参照图5)。由于这样的力的作用，在第二变形部分210B中，第二偏斜部213B向顺时针方向偏斜，因此第二梁221B也向顺时针方向偏斜。其结果是，第2－1位移部D21向Z轴正方向位移，第2－2位移部D22向Z轴负方向位移。在第三变形部分210C中，与图14同样地，第三偏斜部213C向逆时针方向偏斜，由此，第3－1位移部D31向Z轴负方向位移，第3－2位移部D32向Z轴正方向位移。

(2－2－6.当力矩+Mz作用时)

下面，图16是用于说明当正向绕Z轴的力矩+Mz作用于受力部218、219时在图8的基本结构200的各位移体220A～220D产生的位移的图。

当正向绕Z轴的力矩+Mz经由受力体260作用于受力部218、219时，位于X轴负侧的受力部219向Y轴负方向位移，位于X轴正侧的受力部218向Y轴正方向位移。位于X轴正侧的受力部218的位移是与力+Fy作用时相同的方向(参照图12)，因此在配置于X轴正侧的第二变形部分210B和第三变形部分210C产生与图12相同的弹性变形。即，第2－1位移部D21向Z轴正方向位移，第2－2位移部D22向Z轴负方向位移，第3－1位移部D41向Z轴正方向位移，第3－2位移部D32向Z轴负方向位移。

另一方面，第一变形部分210B由于受力部219向Y轴负方向的位移而受到如图4所示的拉伸力的作用。在这种情况下，第一偏斜部213A和第一梁221A向顺时针方向偏斜，因此第1－1位移部D11向Z轴正方向位移，第1－2位移部D12向Z轴负方向位移。

另外，第四变形部分210D由于受力部219向Y轴负方向的位移而受到如图3所示的压缩力的作用。在这种情况下，第四偏斜部213D和第四梁221D向顺时针方向偏斜，因此第4－1位移部D41向Z轴正方向位移，第4－2位移部D42向Z轴负方向位移。

综上，在图17中一览示出当XYZ三维坐标系的各轴方向的力+Fx、+Fy、+Fz和绕各轴的力矩+Mx、+My、+Mz作用于受力部218、219时在图8的基本结构200的各偏斜部213A～213D产生的偏斜的方向和在各位移体220A～220B的各位移部D11～D42产生的位移。在图17中，记载在各偏斜部213A～213D的栏中的转动的方向(顺时针转/逆时针转)是从原点O观测时的方向。另外，记载在各位移部D11～D42的栏中的“+”的记号意味着对应的位移部与支撑体250的分隔距离增大，“－”的记号意味着对应的位移部与支撑体250的分隔距离减少。

需要说明的是，当作用于受力体260的力和力矩是负方向和负向转动时，在上述各情况下，偏斜部213A～213D的偏斜方向全部相反。其结果是，在各位移体220A～220D的位移部D11～D42产生的位移的方向也相反，在图17中一览示出的偏斜的方向和各位移部D11～D42与支撑体250的分隔距离的增减(+/－)全部相反。

＜2－3.力觉传感器的构成＞

下面，说明具有在2－1、2－2中说明的基本结构200的力觉传感器200c的构成。

图18是表示采用了图8所示的基本结构200的力觉传感器200c的一例的概略顶视图，图19是表示从Y轴正侧观察到的图18所示的力觉传感器200c的概略主视图。

如图18和图19所示，力觉传感器200c具有：上述基本结构200；以及检测电路240，其基于在基本结构200的位移体220A～220D的各位移部D11～D42产生的位移来检测所作用的力和力矩。如图18和图19所示，本实施方式的检测电路240具有：总计8个电容元件C11～C42，其在各位移体220A～220D的各位移部D11～D42上各配置有一个；以及计测部241，其连接到这些电容元件C11～C42，基于该电容元件C11～C42的静电电容值的变动量来计测所作用的力。

8个电容元件C11～C42的具体构成如下所述。即，如图19所示，第1－1电容元件C11具有：第1－1位移电极Em11，其隔着绝缘体(未图示)配置于第一梁221A的第1－1位移部D11上；以及第1－1固定电极Ef11，其以与第1－1位移电极Em11相对的方式隔着绝缘体(未图示)配置于支撑体250上。另外，第1－2电容元件C12具有：第1－2位移电极Em12，其隔着绝缘体(未图示)配置于第一梁221A的第1－2位移部D12上；以及第1－2固定电极Ef12，其以与第1－2位移电极Em12相对的方式隔着绝缘体(未图示)配置于支撑体250上。

同样地，如图19所示，第2－1电容元件C21具有：第2－1位移电极Em21，其隔着绝缘体(未图示)配置于第二梁221B的第2－1位移部D21上；以及第2－1固定电极Ef21，其以与第2－1位移电极Em21相对的方式隔着绝缘体(未图示)配置于支撑体250上，第2－2电容元件C22具有：第2－2位移电极Em22，其隔着绝缘体(未图示)配置于第二梁221B的第2－2位移部D22上；以及第2－2固定电极Ef22，其以与第2－2位移电极Em22相对的方式隔着绝缘体(未图示)配置于支撑体250上。

进而，虽未图示，但第3－1电容元件C31具有：第3－1位移电极Em31，其隔着绝缘体配置于第三梁221C的第3－1位移部D31上；以及第3－1固定电极Ef31，其以与第3－1位移电极Em31相对的方式隔着绝缘体配置于支撑体250上，第3－2电容元件C32具有：第3－2位移电极Em32，其隔着绝缘体配置于第三梁221C的第3－2位移部D32上；以及第3－2固定电极Ef32，其以与第3－2位移电极Em32相对的方式隔着绝缘体配置于支撑体250上。

同样地，第4－1电容元件C41具有：第4－1位移电极Em41，其隔着绝缘体配置于第四梁221D的第4－1位移部D41上；以及第4－1固定电极Ef41，其以与第4－1位移电极Em41相对的方式隔着绝缘体配置于支撑体250上，第4－2电容元件C42具有：第4－2位移电极Em42，其隔着绝缘体配置于第四梁221D的第4－2位移部D42上；以及第4－2固定电极Ef42，其以与第4－2位移电极Em42相对的方式隔着绝缘体配置于支撑体250上。

这些电容元件C11～C42虽然在图18和图19中未明确地图示，但它们通过规定的电路连接到计测部241，各电容元件C11～C42的静电电容值提供到计测部241。

＜2－4.力觉传感器的作用＞

下面，说明在2－3.中说明的力觉传感器200c的作用。

(2－4－1.当X轴正方向的力+Fx作用时)

当X轴正方向的力+Fx经由受力体260作用于力觉传感器200c的受力部218、219时，如图17所示，在第1－1电容元件C1中，第1－1位移电极Em11与第1－1固定电极Ef11的分隔距离减少，另一方面，在第1－2电容元件C12中，第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离增大。即，第1－1电容元件C11的静电电容值增大，第1－2电容元件C12的静电电容值减少。同样地，如从图17可理解的，第2－1电容元件C21的静电电容值增大，第2－2电容元件C22的静电电容值减少。第3－1电容元件C31的静电电容值减少，第3－2电容元件C32的静电电容值增大。并且，第4－1电容元件C41的静电电容值减少，第4－2电容元件C42的静电电容值增大。

图20是一览示出XYZ三维坐标系的各轴方向的力+Fx、+Fy、+Fz或绕各轴的力矩+Mx、+My、+Mz作用于受力部218、219时的各电容元件的静电电容值的增减的图表。上述各电容元件C11～C42的静电电容值的增减在图20的Fx的栏中汇总示出。需要说明的是，图中的“+”的记号表示静电电容值增大，“－”的记号表示静电电容值减少。

本实施方式中，在各梁221A～221D中，第一位移部D11、D21、D31、D41和第二位移部D12、D22、D32、D42按距离对应的梁221A～221D的偏斜的中心彼此相等的距离配置。因此，在各梁221A～221D中，配置于第一位移部D11、D21、D31、D41的电容元件C11、C21、C31、C41的静电电容值的变动大小(|ΔC11|、|ΔC21|、|ΔC31|、|ΔC41|)和配置于第二位移部D12、D22、D32、D42的电容元件C12、C22、C32、C42的静电电容值的变动大小(|ΔC12|、|ΔC22|、|ΔC32|、|ΔC42|)彼此相等。因此，若设为|ΔC11|＝|ΔC12|＝|ΔC21|＝|ΔC22|＝|ΔC31|＝|ΔC32|＝|ΔC41|＝|ΔC42|＝ΔC，则力+Fx作用时的第1－1电容元件C11～第4－2电容元件C42的各静电电容值C11a～C42a用下面的[式7]表示。

[式7]

C11a＝C11+ΔC

C12a＝C12－ΔC

C21a＝C21+ΔC

C22a＝C22－ΔC

C31a＝C31－ΔC

C32a＝C32+ΔC

C41a＝C41－ΔC

C42a＝C42+ΔC

基于这样的静电电容值的变动，计测部241通过下面的[式8]来计测所作用的力+Fx。

[式8]

+Fx＝C11－C12+C21－C22－C31+C32－C41+C42

(2－4－2.当Y轴正方向的力+Fy作用时)

下面，当Y轴正方向的力+Fy经由受力体260作用于力觉传感器200c的受力部218、219时，如从图17可理解的，第1－1电容元件C11的静电电容值增大，第1－2电容元件C12的静电电容值减少，第2－1电容元件C21的静电电容值减少，第2－2电容元件C22的静电电容值增大。进一步地，第3－1电容元件C31的静电电容值减少，第3－2电容元件C32的静电电容值增大，第4－1电容元件C41的静电电容值增大，第4－2电容元件C42的静电电容值减少。这些电容元件C11～C42的静电电容值的增减在图20的Fy的栏中汇总示出。

在此，在各梁221A～221D中，配置于第一位移部D11、D21、D31、D41的电容元件C11、C21、C31、C41的静电电容值的变动大小和配置于第二位移部D12、D22、D32、D42的电容元件C12、C22、C32、C42的静电电容值的变动大小也视为彼此相等。因此，与前述的[式7]同样地考虑各电容元件C11～C42的静电电容值的变动，由此，计测部241通过下面的[式9]来计测所作用的力+Fy。

[式9]

+Fy＝C11－C12－C21+C22－C31+C32+C41－C42

(2－4－3.当Z轴正方向的力+Fz作用时)

下面，当Z轴正方向的力+Fz经由受力体260作用于力觉传感器200c的受力部218、219时，如从图17可理解的，第1－1电容元件C11的静电电容值减少，第1－2电容元件C12的静电电容值增大，第2－1电容元件C21的静电电容值增大，第2－2电容元件C22的静电电容值减少。进一步地，第3－1电容元件C31的静电电容值减少，第3－2电容元件C32的静电电容值增大，第4－1电容元件C41的静电电容值增大，第4－2电容元件C42的静电电容值减少。这些电容元件C11～C42的静电电容值的增减在图20的Fz的栏中汇总示出。

更详细地，当力+Fz作用时，各偏斜部213A～213D整体向Z轴正方向位移。因而，在第1－1位移部D11产生的位移是该第一偏斜部213A整体向Z轴正方向的位移与梁221A的偏斜所致的向Z轴正方向的位移之和，在第1－2位移部D12产生的位移是偏斜部213A的整体位移与梁221A的偏斜所致的向Z轴负方向的位移之和。即，更准确地描述各电容元件C11、C12的静电电容值的变动的话，第1－1位移电极Em11与第1－1固定电极Ef11的分隔距离同第一偏斜部213A整体向Z轴正方向的位移相应地较大地增大。另一方面，在第1－2电容元件C12中，第一梁221A的偏斜所致的位移被第一偏斜部213A整体向Z轴正方向的位移抵消，因此，第1－2位移电极Em12与第1－2固定电极Ef12的分隔距离稍微增大。这样的偏斜部213A～213D整体向Z轴正方向的位移带来的影响在余下的电容元件C21～C42中也同样地体现出来。

不过，在此为了简化，由于各梁221A～221D在Z轴方向上的长度相对于各偏斜部213A～221D在Z轴方向上的长度(高度)足够大，因此，可认为设于各梁221A～221D的第一位移部D11、D21、D31、D41的电容元件C11、C21、C31、C41的静电电容值的变动大小(|ΔC11|、|ΔC21|、|ΔC31|、|ΔC41|)和设于第二位移部D12、D22、D32、D42的电容元件C12、C22、C32、C42的静电电容值的变动大小(|ΔC12|、|ΔC22|、|ΔC32|、|ΔC42|)彼此相等。

因此，与前述的[式7]同样地考虑各电容元件C11～C42的静电电容值的变动，由此，计测部241通过下面的[式10]来计测所作用的力+Fz。

[式10]

+Fz＝－C11+C12+C21－C22－C31+C32+C41－C42

(2－4－4.当正向绕X轴的力矩+Mx作用时)

下面，当正向绕X轴的力矩+Mx经由受力体260作用于力觉传感器200c的受力部218、219时，如从图17可理解的，第1－1电容元件C11的静电电容值减少，第1－2电容元件C12的静电电容值增大，第2－1电容元件C21的静电电容值增大，第2－2电容元件C22的静电电容值减少。进一步地，第3－1电容元件C31的静电电容值增大，第3－2电容元件C32的静电电容值减少，第4－1电容元件C41的静电电容值减少，第4－2电容元件C42的静电电容值增大。这些电容元件C11～C42的静电电容值的增减在图20的Mx的栏中汇总示出。

在这种情况下，也与Z轴正方向的力+Fz作用时同样地，各偏斜部213A～213D整体向Z轴方向位移，因此准确地说，需要参考该位移来评价各位移部D11～D42的位移。不过，如前所述，由于各梁221A～221D在Z轴方向上的长度相对于各偏斜部213A～221D在Z轴方向上的长度(高度)足够大，因此能无视各偏斜部213A～213D向Z轴方向的整体的位移。即，在此也是当作设于各梁221A～221D的一方的位移部D11、D21、D31、D41的电容元件C11、C21、C31、C41的静电电容值的变动大小和设于另一方的位移部D12、D22、D32、D42的电容元件C12、C22、C32、C42的静电电容值的变动大小彼此相等。需要注意的是，该情况在后述的正向绕Y轴的力矩+My作用时也是同样的。

因此，与前述的[式7]同样地考虑各电容元件C11～C42的静电电容值的变动，由此，计测部241通过下面的[式11]来计测所作用的力矩+Mx。

[式11]

+Mx＝－C11+C12+C21－C22+C31－C32－C41+C42

(2－4－5.当正向绕Y轴的力矩+My作用时)

下面，当正向绕Y轴的力矩+My经由受力体260作用于力觉传感器200c的受力部218、219时，如从图17可理解的，第1－1电容元件C11的静电电容值减少，第1－2电容元件C12的静电电容值增大，第2－1电容元件C21的静电电容值减少，第2－2电容元件C22的静电电容值增大。进一步地，第3－1电容元件C31的静电电容值增大，第3－2电容元件C32的静电电容值减少，第4－1电容元件C41的静电电容值增大，第4－2电容元件C42的静电电容值减少。这些电容元件C11～C42的静电电容值的增减在图20的My的栏中汇总示出。

因此，与前述的[式7]同样地考虑各电容元件C11～C42的静电电容值的变动，由此，计测部241通过下面的[式12]来计测所作用的力矩+My。

[式12]

+My＝－C11+C12－C21+C22+C31－C32+C41－C42

(2－4－6.当正向绕Z轴的力矩+Mz作用时)

下面，当正向绕Z轴的力矩+Mz经由受力体260作用于力觉传感器200c的受力部218、219时，如从图17可理解的，第1－1电容元件C11的静电电容值减少，第1－2电容元件C12的静电电容值增大，第2－1电容元件C21的静电电容值减少，第2－2电容元件C22的静电电容值增大。进一步地，第3－1电容元件C31的静电电容值减少，第3－2电容元件C32的静电电容值增大，第4－1电容元件C41的静电电容值减少，第4－2电容元件C42的静电电容值增大。这些电容元件C11～C42的静电电容值的增减在图20的Mz的栏中汇总示出。

因此，与前述的[式7]同样地考虑各电容元件C11～C42的静电电容值的变动，由此，计测部241通过下面的[式13]来计测所作用的力矩+Mz。

[式13]

+Mz＝－C11+C12－C21+C22－C31+C32－C41+C42

需要说明的是，在各轴方向的负的力－Fx、－Fy、－Fz或负向绕各轴的力矩－Mx、－My、－Mz作用于力觉传感器200c的受力体260的情况下，如前所述，各电容元件C11～C42的电极间的分隔距离的增减与图17相反。因此，为了检测力－Fx、－Fy、－Fz或力矩－Mx、－My、－Mz，只要在[式8]～[式13]的右边使C11～C42的符号全部相反即可。

＜2－5.力觉传感器的交叉轴灵敏度＞

下面，参照图21说明根据本实施方式的力觉传感器200c的交叉轴灵敏度。图21是一览示出图18所示的力觉传感器200c中的、各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度VFx～VMz的图表。

为了便于说明，如下面的[式14]所示地重新将[式8]～[式13]汇总示出。需要说明的是，在[式14]中，省略了表示力和力矩为正的“+”的记号。

[式14]

式8：Fx＝C11－C12+C21－C22－C31+C32－C41+C42

式9：Fy＝C11－C12－C21+C22－C31+C32+C41－C42

式10：Fz＝－C11+C12+C21－C22－C31+C32+C41－C42

式11：Mx＝－C11+C12+C21－C22+C31－C32－C41+C42

式12：My＝－C11+C12－C21+C22+C31－C32+C41－C42

式13：Mz＝－C11+C12－C21+C22－C31+C32－C41+C42

图21的图表中所配的数字是针对图20所示的图表的各力Fx、Fy、Fz和各力矩Mx、My、Mz将带有“+”的记号的电容元件设为+1、将带有“－”的记号的电容元件设为－1并代入上述的[式14]([式8]～[式13])各自的右边而得到的值。即，在列Fx与行VFx相交的格子中记载的“8”这一数字是在表示Fx的式子([式8])中基于图20的Fx的行设C11＝C21＝C32＝C42＝+1、设C12＝C22＝C31＝C41＝－1而得到的值。另外，在列Fx与VFy相交的格子中记载的“0”这一数字是在表示Fx的式子([式8])中基于图20的Fy的行设C11＝C22＝C32＝C41＝+1、设C12＝C21＝C31＝C42＝－1而得到的值。其它格子的数字也是同样。

根据图21，Fx和My的交叉轴灵敏度以及Fy和Mx的交叉轴灵敏度为100％。确实，[式8]和[式12]的右边的符号互为相反关系，[式9]和[式11]的右边的符号互为相反关系。因此，根据本实施方式的力觉传感器200c无法区分Fx和My，也无法区分Fy和Mx。即，力觉传感器200c无法检测所有各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz。但是，通过限定于Fx和Fy不作用的用途或者Mx和My不作用的用途来进行使用，能有用地活用力觉传感器200c。

根据如上所述的本实施方式，通过因偏斜部213A～213D的偏斜而位移的梁221A～221D的作用，能容易地放大在偏斜部213A～213D产生的位移。进而，能使用第1－1电容元件C11～第4－2电容元件C42，通过它们的静电电容值的变动量的差分来检测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz中的4个分量。即，根据本实施方式，能提供价格低且灵敏度高、进而由于通过差分检测用[式8]～[式13]算出的Fx～Mz的所有分量而不易受到使用环境的温度变化、共态噪声带来的影响的力觉传感器200c。

另外，各位移体220A～220D分别具有连接对应的偏斜部213A～213D和梁221A～221D的连接体222A～222D，各位移体220A～220D的第一位移部D11、D21、D31、D41和第二位移部D12、D22、D32、D42关于连接体222A～222D与对应的梁221A～221D的连接部位对称地配置。因此，在第一位移部D11、D21、D31、D41产生的位移和在第二位移部D12、D22、D32、D42产生的位移的大小相同且符号相互不同，因此能通过简单的运算来检测所作用的力和力矩。

另外，力觉传感器200c包括：受力体260，其连接到变形体210的2个受力部218、219，用于接受作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz；以及支撑体250，其与各位移体220A～220D相对配置，并连接到变形体210的2个固定部216、217。因此，能将作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz可靠地传递到变形体210。

进而，变形体210具有圆环形状，2个受力部218、219在X轴上关于原点O对称地被定位，2个固定部216、217在Y轴上关于原点O对称地被定位。因此，用于检测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz的运算是容易的。

＜＜＜§3.根据本发明的第三实施方式的力觉传感器及其变形例＞＞＞

＜3－1.根据本发明的第三实施方式的力觉传感器＞

在§2中说明的力觉传感器200c能检测各轴方向的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz中的4个分量。然而，为了检测这4个分量，未必一定要在力觉传感器中设置8个电容元件。在此，作为上述的力觉传感器200c的变形例，说明能通过更少的电容元件来检测4个分量的根据第三实施方式的力觉传感器。

图22是表示根据本发明的第三实施方式的力觉传感器300c的概略顶视图。

如图22所示，力觉传感器300c与第二实施方式的力觉传感器200c的不同之处在于梁321A～321D构成为悬臂梁。具体地，力觉传感器300c的各梁321A～321D成为去除力觉传感器200c的各梁221A～221D中的、位于在图18的顺时针方向上靠前一侧的部位后的悬臂梁结构。因而，在力觉传感器300c中，在各梁321A～321D上各限定有1个位移部D11、D21、D31、D41。并且，在这4个位移部D11、D21、D31、D41上各配置有1个电容元件C11、C12、C31、C41。各电容元件C11～C41的构成与第二实施方式相同。

这4个电容元件C11～C41虽然在图22中未图示，但它们通过规定的电路连接到检测电路340的计测部341，各电容元件C11～C41的静电电容值被提供到该计测部341。并且，如后所述，计测部341基于各电容元件C11～C41的静电电容值的变动量来检测作用于力觉传感器300c的力。

力觉传感器300c的其它构成与第二实施方式相同。因此，对与第二实施方式共同的构成部分标注大致相同的附图标记，并省略其详细的说明。

下面，说明根据本实施方式的力觉传感器300c的作用。在此，针对检测XYZ三维坐标系中的各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz中的Fz、Mx、My和Mz这4个分量的情况进行说明。需要注意的是，这4个分量也是根据第二实施方式的力觉传感器200c能检测的4个分量。

如上所述，根据本实施方式的力觉传感器300c除了梁321A～321D构成为悬臂梁这一点以外，具有与根据第二实施方式的力觉传感器200c大致相同的结构。因而，当力或力矩经由受力体360作用于受力部318、319时，在各梁321A～321D的各检测部D11、D21、D31、D41产生与根据第二实施方式的力觉传感器200c的对应的各检测部D11、D21、D31、D41相同的位移。

综上，当力和力矩的4个分量Fz、Mx、My、Mz作用于力觉传感器300c时，各电容元件C11～C41的静电电容值如在图23中一览所示地发生变动。与图20同样地，图中的“+”的记号表示静电电容值增大，“－”的记号表示静电电容值减少。需要说明的是，图23的图表与图20中的、力Fz和力矩Mx、My、Mz作用时的4个电容元件C11、C21、C31、C41的静电电容值的增减相同。

基于这样的静电电容值的变动，计测部341通过下面的[式15]来计测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz。[式15]从[式14]的Fz、Mx、My和Mz的式中删除了C12、C22、C32、C42。

[式15]

Fz＝－C11+C21－C31+C41

Mx＝－C11+C21+C31－C41

My＝－C11－C21+C31+C41

Mz＝－C11－C21－C31－C41

当基于[式15]求出力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度时，如在图24中一览所示。交叉轴灵敏度与图21同样地是针对图23所示的图表的力Fz和力矩Mx、My、Mz将标有“+”记号的电容元件设为+1、将标有“－”记号的电容元件设为－1并代入上述[式15]各自的右边而得到的值。如图24所示，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度是零。不过，根据[式15]，绕Z轴的力矩Mz通过C11～C41之和求出。因此，关于力矩Mz，需要注意易于受力觉传感器300c的使用环境中的温度变化、共态噪声的影响这一点。

根据如上所述的本实施方式，通过由于偏斜部313A～313D的偏斜而位移的梁321A～321D的作用，能容易地将在偏斜部313A～313D产生的位移放大。进而，除了绕Z轴的力矩Mz以外，能通过4个电容元件C11～C41的静电电容值的变动量的差分来检测所作用的力Fz和力矩Mx、My。即，根据本实施方式，能提供价格低且灵敏度高、并且关于力Fz和力矩Mx、My不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器300c。

另外，力觉传感器300c包括：受力体360，其连接到变形体310的2个受力部318、319，用于接受作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz；以及固定体350，其与各位移体320A～320D相对配置，并连接到变形体310的2个固定部316、317。因此，能将作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz可靠地传递到变形体310。

进而，变形体310具有圆环形状，2个受力部318、319在X轴上关于原点O对称地被定位，2个固定部316、317在Y轴上关于原点O对称地被定位。因此，用于检测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz的运算是容易的。

＜3－2.根据变形例的力觉传感器＞

如上所述，当计测绕Z轴的力矩Mz时，力觉传感器300c易于受到使用环境中的温度变化的影响、共态噪声的影响。因此，当计测该力矩Mz时，若能不易受到它们的影响则是更优选的。在此，作为这样的力觉传感器，说明包括6个电容元件的变形例。

图25是表示根据第三实施方式的变形例的力觉传感器301c的概略顶视图。

如图25所示，力觉传感器301c与根据第二实施方式的力觉传感器200c的不同之处在于第一梁321A和第二梁321B构成为悬臂梁。具体地，根据本变形例的力觉传感器301c的第一梁321A和第二梁321B与根据第三实施方式的力觉传感器300c的第一梁321A和第二梁321B同样，力觉传感器301c的第三梁321C和第四梁321D与图18所示的根据第二实施方式的力觉传感器200c的第三梁221C和第四梁221D同样。因而，在力觉传感器301c中，分别在第一梁321A上限定有第1－1位移部D11，在第二梁321B上限定有第2－1位移部D21，分别在第三梁321C上限定有第3－1位移部D31和第3－2位移部D32，在第四梁321D上限定有第4－1位移部D41和第4－2位移部D42。第3－1位移部D31、第3－2位移部D32、第4－1位移部D41以及第4－2位移部D42的配置与根据第二实施方式的力觉传感器200c的对应的位移部D31～D42的配置相同。并且，在上述6个位移部D11、D21、D31、D32、D41、D42上各配置有1个电容元件C11、C21、C31、C32、C41、C42。各电容元件的构成与第二实施方式相同。

虽然在图25中未明确地图示，但上述6个电容元件C11、C21、C31、C32、C41、C42通过规定的电路连接到计测部341，各电容元件的静电电容值被提供到计测部341。并且，如后所述，计测部341基于各电容元件的静电电容值的变动量来检测作用于力觉传感器301c的力。

力觉传感器301c的其它构成与第二实施方式同样。因此，对与第二实施方式共同的构成部分标注大致同样的附图标记，并省略其详细的说明。

下面，说明根据本实施方式的力觉传感器301c的作用。在此，与第三实施方式同样地，针对检测XYZ三维坐标系中的各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz中的、Fz、Mx、My和Mz这4个分量的情况进行说明。

在根据本实施方式的力觉传感器301c中，当力或力矩经由受力体360作用于受力部318、319时，在6个检测部D11、D21、D31、D32、D41、D42分别产生与根据第二实施方式的力觉传感器200c的对应的检测部D11、D21、D31、D32、D41、D42相同的位移。

因而，当力和力矩作用于力觉传感器301c时，各电容元件的静电电容值与图20中对应的电容元件同样地变动。基于这样的静电电容值的变动，计测部341通过下面的[式16]来计测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz。在[式16]所示的4个式子中，Fz、Mx和My的式子分别与[式15]的对应的式子相同。当然，在[式16]中，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度均是零。

[式16]

Fz＝－C11+C21－C31+C41

Mx＝－C11+C21+C31－C41

My＝－C11－C21+C31+C41

Mz＝－C11－C21+C32+C42

根据如上所述的本实施方式，除了在第三实施方式中说明的效果以外，还能通过差分来运算绕Z轴的力矩Mz，因此，能排除力觉传感器301c的使用环境中的温度变化、共态噪声的影响来高精度地计测该力矩Mz。

＜3－3.根据再一变形例的力觉传感器＞

(3－3－1.变形例1)

作为用于检测力Fz和力矩Mx、My、Mz的力觉传感器300c，在图22中示出了删除了4个电容元件C12、C22、C32、C42的情况，但不限于这样的方式。作为根据其它例子的力觉传感器，可考虑删除了4个电容元件C11、C22、C31、C42的情况。即，该力觉传感器具有4个电容元件C12、C21、C32、C41。

当力和力矩作用于该力觉传感器时的各电容元件C12、C21、C32、C41的增减与图20所示的电容元件C12、C21、C32、C41的增减相同。因而，该力觉传感器的计测部341通过下面的[式17]来计测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz。[式17]从[式14]的Fz、Mx、My和Mz的式子中删除了C11、C22、C31、C42。

[式17]

Fz＝C12+C21+C32+C41

Mx＝C12+C21－C32－C41

My＝C12－C21－C32+C41

Mz＝C12－C21+C32－C41

当基于各电容元件C12、C21、C32、C41的增减和[式17]求出力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度时，与图24相同。因而，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度是零。不过，根据[式17]，Z轴方向的力Fz是基于C12、C21、C32、C41之和求出的。因此，关于力Fz，需要注意易于受到力觉传感器的使用环境中的温度变化、共态噪声的影响这一点。

(3－3－2.变形例2)

或者，作为用于检测力Fz和力矩Mx、My、Mz的力觉传感器300c，还可考虑删除了4个电容元件C12、C21、C32、C41的情况。即，该力觉传感器具有4个电容元件C11、C22、C31、C42。

力和力矩作用于该力觉传感器时的各电容元件C12、C21、C32、C41的增减与图20所示的电容元件C11、C22、C31、C42的增减相同。因而，该力觉传感器的计测部341通过下面的[式18]来计测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz。[式18]与从[式14]的Fz、Mx、My和Mz的式子中删除了C12、C21、C32、C41的式子一致。

[式18]

Fz＝－C11－C22－C31－C42

Mx＝－C11－C22+C31+C42

My＝－C11+C22+C31－C42

Mz＝－C11+C22－C31+C42

当基于各电容元件C11、C22、C31、C42的增减和[式18]求出力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度时，与图24相同。因而，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度是零。不过，根据[式18]，Z轴方向的力Fz是基于C11、C22、C31、C42之和而求出的。因此，在本变形例中，关于力Fz，也需要注意易于受到力觉传感器的使用环境中的温度变化、共态噪声的影响这一点。

＜＜＜§4.根据本发明的第四实施方式的力觉传感器及其变形例＞＞＞

＜4－1.根据本发明的第四实施方式的力觉传感器＞

在§3中，作为第三实施方式及其变形例，特别就适合重点计测力矩Mx、My、Mz的力觉传感器进行了说明。在此，说明适合重点计测力Fx、Fy、Fz的根据第四实施方式的力觉传感器。

图26是表示根据本发明的第四实施方式的力觉传感器400c的概略顶视图。

根据本实施方式的力觉传感器400c与第三实施方式同样地是具有4个电容元件的力觉传感器300c，但它们的配置不同。具体地，力觉传感器400c的各梁421A～421D为分别删除了力觉传感器200c的各梁221A～221D中的、固定部216、217侧的部位的悬臂梁结构。因而，在力觉传感器400c中，在各梁421A～421D上各限定有1个位移部D11、D22、D31、D42。并且，在这4个位移部D11、D22、D31、D42上各配置有1个电容元件C11、C22、C31、C42。各电容元件的构成与第二实施方式相同。

上述4个电容元件C11、C22、C31、C42虽然在图26中未明确地图示，但它们通过规定的电路连接到计测部441，各电容元件的静电电容值被提供到计测部441。并且，如后所述，计测部441基于各电容元件的静电电容值的变动量来检测作用于力觉传感器400c的力。

力觉传感器400c的其它构成与第二和第三实施方式相同。因此，对与第二和第三实施方式共同的构成部分标注大致同样的附图标记，并省略其详细的说明。

下面，说明根据本实施方式的力觉传感器400c的作用。在此，针对检测XYZ三维坐标系中的各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz中的Fx、Fy、Fz和Mz这4个分量的情况进行说明。需要注意的是，上述4个分量也是根据第二实施方式的力觉传感器200c能检测的4个分量。

图27是一览示出力和力矩的4个分量Fx、Fy、Fz、Mz作用于图26所示的力觉传感器400c时的各电容元件的静电电容值的变动的图表。如上所述，根据本实施方式的力觉传感器400c除了梁421A～421D构成为悬臂梁这一点以外具有与根据第二实施方式的力觉传感器200c相同的结构。因而，当力或力矩经由受力体460作用于受力部418、419时，在各梁421A～421D的各检测部D11、D22、D31、D42分别产生与根据第二实施方式的力觉传感器200c中的对应的检测部D11、D22、D31、D42相同的位移。

因而，当力和力矩的4个分量Fx、Fy、Fz、Mz作用于力觉传感器400c时，各电容元件的静电电容值如在图27中一览所示地变动。与图20同样地，图中的“+”的记号表示静电电容值增大，“－”的记号表示静电电容值减少。需要说明的是，图27的图表与图20中的、力Fx、Fy、Fz和力矩Mz作用时的4个电容元件C11、C22、C31、C42的静电电容值的增减相同。

基于这样的静电电容值的变动，计测部441通过下面的[式19]来计测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mz。[式19]与从[式14]的Fx、Fy、Fz和Mz的式子中削除了C12、C21、C32、C41的式子一致。

[式19]

Fx＝C11－C22－C31+C42

Fy＝C11+C22－C31－C42

Fz＝－C11－C22－C31－C42

Mz＝－C11+C22－C31+C42

当基于[式19]求出力Fx、Fy、Fz和力矩Mz的交叉轴灵敏度时，如在图24中一览所示地，均为零。交叉轴灵敏度的算出方法与其它实施方式相同。不过，根据[式19]，Z轴方向的力Fz通过C11、C22、C31、C42之和求出。因此，关于力Fz，需要注意易于受到力觉传感器400c的使用环境中的温度变化、共态噪声的影响这一点。

根据如上所述的本实施方式，通过由于偏斜部413A～413D的偏斜而位移的梁411A～411D的作用，能容易地放大在偏斜部413A～413D产生的位移。进而，除了Z轴方向的力Fz以外，能通过4个电容元件C11、C22、C31、C42的静电电容值的变动量的差分来检测所作用的力Fx、Fy和力矩Mz。即，根据本实施方式，能提供价格低且灵敏度高、并且关于力Fx、Fy和力矩Mz不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器400c。

另外，力觉传感器400c包括：受力体460，其连接到变形体410的2个受力部418、419，用于接受作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mz；以及固定体450，其与各位移体420A～420D相对配置，并连接到变形体410的2个固定部416、417。因此，能将作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mz可靠地传递到变形体410。

进而，变形体410具有圆环的形状，2个受力部418、419在X轴上关于原点O对称地被定位，2个固定部416、417在Y轴上关于原点O对称地被定位。因此，用于检测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mz的运算是容易的。

＜4－2.根据变形例的力觉传感器＞

如上所述，力觉传感器400c在计测Z轴方向的力Fz时易于受到使用环境中的温度变化的影响、共态噪声的影响。因此，当计测该力Fz时，若能不易受到它们的影响则是更优选的。在此，作为这样的力觉传感器，说明包括6个电容元件的变形例。

图28是表示根据第四实施方式的变形例的力觉传感器401c的概略顶视图。

如图28所示，力觉传感器401c与根据第二实施方式的力觉传感器200c的不同之处在于第一梁421A和第二梁421B构成为悬臂梁。具体地，力觉传感器401c的第一梁421A和第二梁421B与根据第三实施方式的力觉传感器400c的第一梁421A和第二梁421B同样，力觉传感器401c的第三梁421C和第四梁421D与图18所示的根据第二实施方式的力觉传感器200c的第三梁221C和第四梁221D同样。因而，在力觉传感器401c中，分别在第一梁421A上限定有第1－1位移部D11，在第二梁421B上限定有第2－2位移部D22，在第三梁421C上限定有第3－1位移部D31和第3－2位移部D32，在第四梁421D上限定有第4－1位移部D41和第4－2位移部D42。第3－1位移部D31、第3－2位移部D32、第4－1位移部D41和第4－2位移部D42的配置与根据第二实施方式的力觉传感器200c的对应的位移部D31～D42的配置相同。并且，在上述6个位移部D11、D22、D31、D32、D41、D42上各配置有1个电容元件C11、C22、C31、C32、C41、C42。各电容元件的构成与第二实施方式相同。

虽然在图28中未明确地图示，但上述6个电容元件C11、C22、C31、C32、C41、C42通过规定的电路连接到计测部441，各电容元件的静电电容值被提供到计测部441。并且，如后所述，计测部441基于各电容元件的静电电容值的变动量来检测作用于力觉传感器401c的力。

力觉传感器401c的其它构成与第二实施方式同样。因此，对与第二实施方式共同的构成部分标注大致同样的附图标记，并省略其详细的说明。

下面，说明根据本实施方式的力觉传感器401c的作用。在此，与第四实施方式同样地，针对检测XYZ三维坐标系中的各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz中的Fx、Fy、Fz和Mz这4个分量的情况进行说明。

在根据本实施方式的力觉传感器401c中，当力或力矩经由受力体460作用于受力部418、419时，在6个检测部D11、D22、D31、D32、D41、D42产生与根据第二实施方式的力觉传感器200c的对应的检测部D11、D22、D31、D32、D41、D42相同的位移。

因而，当力和力矩作用于力觉传感器401c时，各电容元件的静电电容值与图20中对应的电容元件同样地变动(关于C11、C22、C31、C42与图27相同)。基于这样的静电电容值的变动，计测部441通过下面的[式20]来计测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mz。在[式20]所示的4个式中，Fx、Fy和Mz的式子与[式19]的对应的式子分别相同。当然，在[式20]中，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度均是零。

[式20]

Fx＝C11－C22－C31+C42

Fy＝C11+C22－C31－C42

Fz＝－C11－C22+C32+C41

Mz＝－C11+C22－C31+C42

根据如上所述的本实施方式，除了在第四实施方式中说明的效果以外，能通过差分来运算Z轴方向的力Fz，因此能排除力觉传感器401c的使用环境中的温度变化、共态噪声的影响来高精度地计测该力Fz。

综上，如在§3和§4中说明的，通过将4个图1所示的力觉传感器100c排列为闭环状，从而能检测力的4个分量(Fz、Mx、My、Mz的组、或Fx、Fy、Fz、Mz的组)。当然，也可以仅检测上述4个分量中的任意的分量。

需要说明的是，根据在§3和§4中说明的各实施方式及它们的变形例的力觉传感器300c、301c、400c、401c以将特定的梁替换为悬臂梁结构的模型进行了说明。但是，不限于这样的例子，也可以在维持图18所示的双支梁结构的原样下着眼于在各力觉传感器300c、301c、400c、401c中使用的特定的电容元件，基于这些电容元件的静电电容值的变动量来计测所作用的力和力矩。

＜＜＜§5.根据本发明的第五实施方式的力觉传感器＞＞＞

＜5－1.基本结构的构成＞

下面，说明根据本发明的第五实施方式的力觉传感器。

图29是表示根据本发明的第五实施方式的力觉传感器的基本结构500的概略顶视图，图30是表示从Y轴正侧观察到的基本结构500的概略侧视图。在此，如图29和图30所示，定义XYZ三维坐标系来进行以下的说明。此外，在图29中，为了便于说明而省略了受力体560的图示。

如图29和图30所示，基本结构500包括：矩形变形体510，其为闭环状，并具有4个受力部514A、514B、514D、514F、4个固定部515B、515C、515E、515H以及8个变形部分510A～510H，上述4个固定部515B、515C、515E、515H沿着闭环状的路径与上述4个受力部514A、514B、514D、514F交替地配置，上述8个变形部分510A～510H在被沿着闭环状的路径而相邻的受力部和固定部夹着的8个间隙中各配置有一个，通过作用于受力部514A、514B、514D、514F的力或力矩而产生弹性变形；以及8个位移体520A～520H，其连接到各变形部分510A～510H，通过在该变形部分510A～510H产生的弹性变形而产生位移。

如图29所示，4个受力部514A、514B、514D、514F分别以距离原点O相等的距离在正的X轴上、负的X轴上、正的Y轴上以及负的Y轴上各配置有一个。另外，4个固定部515B、515C、515E、515H分别关于原点O对称地逐一配置在经过原点O并在逆时针方向上与正的X轴呈45°的角度的直线上、以及经过原点O并在逆时针方向上与正的Y轴呈45°的角度的直线上。上述4个固定部515B、515C、515E、515H构成矩形变形体510的4个顶点。因而，如图29所示，从Z轴方向观察时，矩形变形体510具有正方形的形状。

当观察矩形变形体510的各变形部分510A～510H的配置时，在配置于负的X轴上的第一受力部514A的两侧配置的第一变形部分510A和第八变形部分510H与在配置于正的X轴上的第三受力部514D的两侧配置的第四变形部分510D和第五变形部分510E均与Y轴平行地延伸。另外，在配置于正的Y轴上的第二受力部514B的两侧配置的第二变形部分510B和第三变形部分510C与在配置于负的Y轴上的第四受力部514F的两侧配置的第六变形部分510F和第七变形部分510G均与X轴平行地延伸。

下面，说明各变形部分510A～510H的构成。在此，参照图29和图30详细地说明第二变形部分510B和第三变形部分510C的构成，基于该说明对余下的变形部分的构成进行说明。

如图29和图30所示，与X轴平行地配置于XY平面的第二象限(图29中的左上的区域)的第二变形部分510B配置于在X轴负侧配置的第一固定部515B与在Y轴上配置的第二受力部514B之间，并具有以Z轴方向(图29中的进深方向)为长边方向的第二偏斜部513B、连接第二受力部514B和第二偏斜部513B的第2－1变形部511B、以及连接第一固定部515B和第二偏斜部513B的第2－2变形部512B。如图30所示，第2－1变形部511B与XY平面平行地延伸，并在第二偏斜部513B的Z轴负侧的端部(图30中的下端部)处连接到该第二偏斜部513B。第2－2变形部512B与XY平面平行地延伸，并在第二偏斜部513B的Z轴正侧的端部(图30中的上端部)处连接到该第二偏斜部513B。

如图29和图30所示，与X轴平行地配置于XY平面的第一象限(图29中的右上的区域)的第三变形部分510C配置于在X轴正侧配置的第二固定部515C与在Y轴上配置的第二受力部514B之间，并具有以Z轴方向为长边方向的第三偏斜部513C、连接第二受力部514B和第三偏斜部513C的第3－1变形部511C、以及连接第二固定部515C和第三偏斜部513C的第3－2变形部512C。如图30所示，第3－1变形部511C与XY平面平行地延伸，并第三偏斜部513C的Z轴负侧的端部(下端)处连接到该第三偏斜部513C。第3－2变形部512C与XY平面平行地延伸，并在第三偏斜部513C的Z轴正侧的端部(上端)处连接到该第三偏斜部513C。

进而，虽然未详细地图示，但在X坐标为负的区域(图29中的Y轴左侧的区域)中与Y轴平行配置的第一变形部分510A和第八变形部分510H与使上述第二变形部分510B和第三变形部分510C以原点O为中心向逆时针方向旋转90°时的该第三变形部分510C和第二变形部分510B的构成分别对应。

另外，在X坐标为正的区域(图29中的Y轴右侧的区域)中与Y轴平行配置的第四变形部分510D和第五变形部分510E与使上述第二变形部分510B和第三变形部分510C以原点O为中心向顺时针方向旋转90°时的该第二变形部分510B和第三变形部分510C的构成分别对应。在Y坐标为负的区域(图29中的X轴下侧的区域)中与X轴平行配置的第六变形部分510F和第七变形部分510G与使上述第二变形部分510B和第三变形部分510C以原点O为中心向顺时针方向旋转180°时的该第二变形部分510B和第三变形部分510C的构成分别对应。

根据以上的对应关系，在此省略第一变形部分510A和第四变形部分510D～第八变形部分510H的详细说明。需要注意的是，在图29和图30中，对于第一变形部分510A和第四变形部分510D～第八变形部分510H的构成部分，分别在附图标记的末尾标有“A”、“D”～“H”。

进而，基本结构500的各固定部515B、515C、515E、515H的下端部连接到支撑体550，该支撑体550与后述的第一梁521A～第八梁521H隔着规定的间隔而相对配置。

如图29和图30所示，前述的8个位移体520A～520H在第一变形部分510A～第八变形部分510H的各偏斜部513A～513H的下端(Z轴负侧的端部)各连接有1个。各位移体520A～520H分别具有由于对应的偏斜部513A～513H的偏斜而位移的位移部。如图29和图30所示，该位移部是经由连接体522A～522H分别安装于各偏斜部513A～513H的下端的第一梁521A～第八梁521H。

各位移体520A～520H的具体的构成与在第二实施方式中说明的第一位移体220A的构成同样。因此，在图29和图30中，对与第二实施方式对应的构成部分标注同样的附图标记，并省略其详细的说明。如后所述，在各位移体520A～520H的各位移部D11～D82各自上配置有电容元件，检测作用于受力部514A、514B、514D、514F的力和力矩。结果是，基本结构500将8个在§1中说明的基本结构100作为第一变形部分510A～第八变形部分510H配置为矩形的闭环状而构成。

进而，如图30所示，在矩形变形体510的Z轴正侧配置有用于接受检测对象的力的受力体560(在图29中省略了图示)。从Z轴方向观察时，受力体560具有：受力体主体561，其具有与矩形变形体510重叠的矩形的形状；以及受力部连接体562～565(563～565未图示)，其设于受力体主体561中的、与矩形变形体510的受力部514A、514B、514D、514F面对的部位。这些受力部连接体562～565连接到对应的受力部514A、514B、514D、514F，作用于受力体主体561的力和力矩传递到该受力部514A、514B、514D、514F。

＜5－2.基本结构的作用＞

下面，说明如上的基本结构500的作用。

(5－2－1.当力+Fx作用时)

图31是用于说明当X轴正方向的力+Fx作用于受力体560时在图29的基本结构500的各位移体520A～520H产生的位移的图。图中的箭头等记号的含义如在§2中所说明的。

X轴正方向的力+Fx经由受力体560作用于受力部514A、514B、514D、514F，由此，各受力部514A、514B、514D、514F向X轴正方向位移。其结果是，如图31所示，第三变形部分510C和第六变形部分510F接受如图3所示的压缩力的作用。在这种情况下，第三偏斜部513C向逆时针方向偏斜，第六偏斜部513F向顺时针方向偏斜。即，第三梁521C向逆时针方向偏斜，第六梁513F向顺时针方向偏斜。其结果是，第3－1位移部D31向Z轴负方向位移，第3－2位移部D32向Z轴正方向位移，第6－1位移部D61向Z轴正方向位移，第6－2位移部D62向Z轴负方向位移。

同时，如图31所示，第二变形部分510B和第七变形部分510G受到如图4所示的拉伸力的作用。其结果是，第二偏斜部513B向逆时针方向偏斜，第七偏斜部513G向顺时针方向偏斜。即，第二梁521B向逆时针方向偏斜，第七梁513G向顺时针方向偏斜。其结果是，第2－1位移部D21向Z轴负方向位移，第2－2位移部D22向Z轴正方向位移，第7－1位移部D71向Z轴正方向位移，第7－2位移部D72向Z轴负方向位移。

另一方面，位于X轴上的2个受力部514A、514D向相对于第一变形部分510A、第四变形部分510D、第五变形部分510E、第八变形部分510H的排列方向(Y轴方向)正交的方向(X轴方向)移动。因此，在与上述4个变形部分510A、510D、510E、510H对应的电容元件C11、C12、C41、C42、C51、C52、C81、C82中，在构成各电容元件的位移电极Em11、Em12、Em41、Em42、Em51、Em52、Em81、Em82各自中，一部分向Z轴正方向位移，另一部分向Z轴负方向位移。即，各电容元件在一部分处极板间的分隔距离增大，另一方面，在另一部分处该分隔距离减少。因而，可以认为该8个电容元件C11、C12、C41、C42、C51、C52、C81、C82的静电电容值均实质上没有变化。

需要注意的是，当Y轴正方向的力+Fy作用于基本结构500的受力部514A、514B、514D、514F时的该基本结构500的作用只要使上述的当X轴正方向的力+Fx作用时的基本结构500的作用以原点O为中心向逆时针方向旋转90°来考虑即可。因此，在此省略其详细的说明。

(5－2－2.当力+Fz作用时)

下面，图32是用于说明当Z轴正方向的力+Fz作用于受力体560时在图29的基本结构500的各位移体520A～520H产生的位移的图。图中的箭头等记号的含义如在§2中说明的。

通过Z轴正方向的力+Fz经由受力体560作用于受力部514A、514B、514D、514F，各受力部514A、514B、514D、514F向Z轴正方向位移。其结果是，如图32所示，第一变形部分510A～第八变形部分510H均受到如图6所示的向上的力的作用。在这种情况下，第一偏斜部513A、第三偏斜部513C、第五偏斜部513E和第七偏斜部513G向顺时针方向偏斜，余下的第二偏斜部513B、第四偏斜部513D、第六偏斜部513F和第八偏斜部513H向逆时针方向偏斜。即，第一梁521A、第三梁521C、第五梁521E和第七梁521G向顺时针方向偏斜，余下的第二偏斜部513B、第四偏斜部513D、第六偏斜部513F和第八偏斜部513H向逆时针方向偏斜。

其结果是，第1－1位移部D11、第2－2位移部D22、第3－1位移部D31、第4－2位移部D42、第5－1位移部D51、第6－2位移部D62、第7－1位移部D71和第8－2位移部D82向Z轴正方向位移，余下的第1－2位移部D12、第2－1位移部D21、第3－2位移部D32、第4－1位移部D41、第5－2位移部D52、第6－1位移部D61、第7－2位移部D72和第8－1位移部D81向Z轴负方向位移。

(5－2－3.当力矩+Mx作用时)

下面，说明当正向绕X轴的力矩+Mx作用于基本结构500的受力体560(受力部)时的该基本结构500的作用。

图33是用于说明正向绕X轴的力矩+Mx作用于受力体560时在图29的基本结构500的各位移体520A～520H产生的位移的图。图中的箭头等记号的含义如在§2中说明的。

当正向绕X轴的力矩+Mx作用于受力体560时，位于正的Y轴上的第二受力部514B向Z轴正方向(图33中的跟前方向)位移，位于负的Y轴上的第四受力部514F向Z轴负方向(图33中的进深方向)位移。因而，如图33所示，第二变形部分510B和第三变形部分510C与力+Fz作用时同样地，受到如图6所示的向上的力的作用。即，如在5－2－2.中说明的，第2－1位移部D21和第3－2位移部D32向Z轴负方向位移，第2－2位移部D22和第3－1位移部D31向Z轴正方向位移。

另一方面，如图33所示，第六变形部分510F和第七变形部分510G与力+Fz作用时相反地受到如图5所示的向下的力的作用。在这种情况下，第六偏斜部513F向顺时针方向偏斜，第七偏斜部513G向逆时针方向偏斜。即，第六梁521F向顺时针方向偏斜，第七梁521G向逆时针方向偏斜。其结果是，第6－1位移部D61和第7－2位移部D72向Z轴正方向位移，第6－2位移部D62和第7－1位移部D71向Z轴负方向位移。

另一方面，位于力矩+Mx的中心轴线上(X轴上)的第一受力部514A和第三受力部514D实质上没有位移。因此，实质上压缩力和拉伸力均不作用于连接到第一受力部514A和第三受力部514D的第一变形部分510A、第四变形部分510D、第五变形部分510E和第八变形部分510H。即，与各变形部分510A、510D、510E、510H对应的位移部D11、D12、D41、D42、D51、D52、D81、D82不会通过绕X轴的力矩Mx而向Z轴方向位移。

需要说明的是，当正向绕Y轴的力矩+My作用于基本结构500的受力部514A、514B、514D、514F时的该基本结构500的作用只要将上述的、正向绕X轴的力矩+Mx作用了的情况以原点O为中心向逆时针方向旋转90°来考虑即可。因此，在此省略其详细的说明。

(5－2－4.当力矩+Mz作用时)

下面，图34是用于说明当正向绕Z轴的力矩+Mz作用于受力体560时在图29的基本结构500的各位移体520A～520H产生的位移的图。图中的箭头等记号的含义如在§2中说明的。

当正向绕Z轴的力矩+Mz作用于受力体560时，如图34所示，位于负的X轴上的第一受力部514A向X轴负方向位移，位于正的Y轴上的第二受力部514B向X轴负方向位移，位于正的X轴上的第三受力部514D向Y轴正方向位移，位于负的Y轴上的第四受力部514F向X轴正方向位移。因而，如图34所示，第二变形部分510B、第四变形部分510D、第六变形部分510F和第八变形部分510H受到如图3所示的压缩力的作用。在这种情况下，第二偏斜部513B、第四偏斜部513D、第六偏斜部513F和第八偏斜部513H向顺时针方向偏斜，因此第二梁521B、第四梁521D、第六梁521F和第八梁521H也向顺时针方向偏斜。其结果是，第2－1位移部D21、第4－1位移部D41、第6－1位移部D61和第8－1位移部D81向Z轴正方向位移，第2－2位移部D22、第4－2位移部D42、第6－2位移部D62和第8－2位移部D82向Z轴负方向位移。

进而，如图34所示，第一变形部分510A、第三变形部分510C、第五变形部分510E和第七变形部分510G受到如图4所示的拉伸力的作用。在这种情况下，第一偏斜部513A、第三偏斜部513C、第五偏斜部513E和第七偏斜部513G向顺时针方向偏斜，因此第一梁521A、第三梁521C、第五梁521E和第七梁521G也向顺时针方向偏斜。其结果是，第1－1位移部D11、第3－1位移部D31、第5－1位移部D51和第7－1位移部D71向Z轴正方向位移，第1－2位移部D12、第3－2位移部D32、第5－2位移部D52和第7－2位移部D72向Z轴负方向位移。

综上，在图35中一览示出了当XYZ三维坐标系的各轴方向的力+Fx、+Fy、+Fz和各轴方向的力矩+Mx、+My、+Mz作用于受力体560时在图29的基本结构500的各偏斜部513A～513H产生的偏斜的方向和在各位移体520A～520H的各位移部D11～D82产生的位移。在图35中，记载在各偏斜部513A～513H的栏中的转动的方向(顺时针转/逆时针转)是从原点O观测时的方向。另外，记载在各位移部D11～D48的栏中的“+”的记号意味着对应的位移部与支撑体550的分隔距离增大，“－”的记号意味着对应的位移部与支撑体550的分隔距离减少。

需要说明的是，当作用于受力体560的力和力矩是负方向和负向转动时，在上述各情况下，偏斜部513A～513H的偏斜方向全部相反。其结果是，在各位移体520A～520H的位移部D11～D82产生的位移的方向相反，在图35中一览示出的偏斜的方向和各位移部D11～D82与支撑体550的分隔距离的增减(+/－)全部相反。

＜5－3.力觉传感器的构成＞

下面，说明具有在5－1、5－2中说明的基本结构500的力觉传感器500c的构成。

图36是表示使用了图29的基本结构500的根据本发明的第五实施方式的力觉传感器500c的概略顶视图，图37是表示从图36的X轴正侧观察到的力觉传感器500c的概略侧视图。

如图36和图37所示，力觉传感器500c具有：上述的基本结构500；以及检测电路540，其基于在基本结构500的位移体520A～520H的各位移部D11～D82产生的位移来检测所作用的力和力矩。如图36和图37所示，本实施方式的检测电路540具有：总计16个电容元件C11～C82，其在位移体520A～520H的各位移部D11～D82上各配置有一个；以及计测部541，其连接到这些电容元件C11～C82，并基于该电容元件C11～C82的静电电容值的变动量来计测所作用的力。

16个电容元件C11～C82的具体构成如下所述。即，如图37所示，第2－1电容元件C21具有：第2－1位移电极Em21，其隔着绝缘体(未图示)配置于第二梁221B的第2－1位移部D21上；以及第2－1固定电极Ef21，其以与第2－1位移电极Em21相对的方式隔着绝缘体(未图示)配置于支撑体550上。另外，第2－2电容元件C22具有：第2－2位移电极Em22，其隔着绝缘体(未图示)配置于第二梁221B的第2－2位移部D22上；以及第2－2固定电极Ef22，其以与第2－2位移电极Em22相对的方式隔着绝缘体(未图示)配置于支撑体550上。

同样地，如图37所示，第3－1电容元件C31具有：第3－1位移电极Em31，其隔着绝缘体(未图示)配置于第三梁221C的第3－1位移部D31上；以及第3－1固定电极Ef31，其以与第3－1位移电极Em31相对的方式隔着绝缘体(未图示)配置于支撑体550上，第3－2电容元件C32具有：第3－2位移电极Em32，其隔着绝缘体(未图示)配置于第三梁221C的第3－2位移部D32上；以及第3－2固定电极Ef32，其以与第3－2位移电极Em32相对的方式隔着绝缘体(未图示)配置于支撑体550上。

进而，虽然未详细地图示，但在X坐标为负的区域(图36的Y轴左侧的区域)中与Y轴平行配置的第1－1电容元件C11、第1－2电容元件C12、第8－1电容元件C81和第8－2电容元件C82与使上述第3－1电容元件C31、第3－2电容元件C32、第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22以原点O为中心向逆时针方向旋转了90°时的各电容元件C31、C32、C21、C22的构成分别对应。

另外，在X坐标为正的区域(图36的Y轴右侧的区域)中与Y轴平行配置的第4－1电容元件C41、第4－2电容元件C42、第5－1电容元件C51和第5－2电容元件C52与使上述第3－1电容元件C31、第3－2电容元件C32、第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22以原点O为中心向顺时针方向旋转了90°时的各电容元件C31、C32、C21、C22的构成分别对应。在Y坐标为负的区域(图36的X轴下侧的区域)中与X轴平行配置的第6－1、第6－2、第7－1和第7－2电容元件与使上述第2－1电容元件C21、第2－2电容元件C22、第3－1电容元件C31和第3－2电容元件C32以原点O为中心向顺时针方向旋转了180°时的该各电容元件C21、C22、C31、C32的构成分别对应。

根据以上的对应关系，在此省略关于第2－1电容元件C21、第2－2电容元件C22、第3－1电容元件C31和第3－2电容元件C32以外的电容元件的详细说明。

这些电容元件C11～C82虽然在图36和图37中未明确地图示，但它们通过规定的电路连接到检测电路540的计测部541，各电容元件C11～C82的静电电容值被提供到计测部541。

＜5－4.力觉传感器的作用＞

下面，说明在5－3.中说明的力觉传感器500c的作用。

(5－4－1.当X轴正方向的力+Fx作用时)

当X轴正方向的力+Fx经由受力体560作用于力觉传感器500c的受力部514A、514B、514D、514F时，如从图35所示的各检测部D11～D82的位移可理解的，第2－1电容元件C21、第3－1电容元件C31、第6－2电容元件C62和第7－2电容元件C72的静电电容值增大，另一方面，第2－2电容元件C22、第3－2电容元件C32、第6－1电容元件C61和第7－1电容元件C71的静电电容值减少。余下的第1－1电容元件C11、第1－2电容元件C12、第4－1电容元件C41、第4－2电容元件C42、第5－1电容元件C51、第5－2电容元件C52、第8－1电容元件C81和第8－2电容元件C82的静电电容值不变动。

图38是一览示出XYZ三维坐标系中的各轴方向的力+Fx、+Fy、+Fz或绕各轴的力矩+Mx、+My、+Mz作用于受力部514A、514B、514D、514F时的各电容元件的静电电容值的增减的图表。上述的各电容元件C11～C82的静电电容值的增减在图38的Fx的栏中汇总示出。需要说明的是，图中的“+”的记号表示静电电容值增大，“－”的记号表示静电电容值减少。

在本实施方式中，在各梁521A～521H中，第一位移部D11、D21、……、D81和第二位移部D12、D22、……、D82按距离对应的梁521A～521H的偏斜的中心彼此相等的距离配置。因此，在发生偏斜的4个梁521B、521C、521F、521G中，配置于第一位移部D21、D31、D61、D71的电容元件C21、C31、C61、C71的静电电容值的变动大小(|ΔC21|、|ΔC31|、|ΔC61|、|ΔC71|)和配置于第二位移部D22、D32、D62、D72的电容元件C22、C32、C62、C72的静电电容值的变动大小(|ΔC22|、|ΔC32|、|ΔC62|、|ΔC72|)彼此相等。因此，若设为|ΔC21|＝|ΔC22|＝|ΔC31|＝|ΔC32|＝|ΔC61|＝|ΔC62|＝|ΔC71|＝|ΔC72|＝ΔC，则力+Fx作用时的第1－1电容元件C11～第8－2电容元件C82的各静电电容值C11a～C82a用下面的[式21]表示。

[式21]

C11a＝C11

C12a＝C12

C21a＝C21+ΔC

C22a＝C22－ΔC

C31a＝C31+ΔC

C32a＝C32－ΔC

C41a＝C41

C42a＝C42

C51a＝C51

C52a＝C52

C61a＝C61－ΔC

C62a＝C62+ΔC

C71a＝C71－ΔC

C72a＝C72+ΔC

C81a＝C81

C82a＝C82

基于这样的静电电容值的变动，计测部541通过下面的[式22]来计测所作用的力+Fx。

[式22]

+Fx＝C21－C22+C31－C32－C61+C62－C71+C72

(5－4－2.当Y轴正方向的力+Fy作用时)

下面，当Y轴正方向的力+Fy经由受力体560作用于力觉传感器500c的受力部514A、514B、514D、514F时，如从图35所示的各检测部D11～D82的位移可理解的，第1－1电容元件C11、第4－2电容元件C42、第5－2电容元件C52和第8－1电容元件C81的静电电容值增大，另一方面，第1－2电容元件C12、第4－1电容元件C41、第5－1电容元件C51和第8－2电容元件C82的静电电容值减少。余下的第2－1电容元件C21、第2－2电容元件C22、第3－1电容元件C31、第3－2电容元件C32、第6－1电容元件C61、第6－2电容元件C62、第7－1电容元件C71和第7－2电容元件C72的静电电容值不变动。这些电容元件C11～C82的静电电容值的增减在图38的Fy的栏中汇总示出。

在此，在各梁521A～521H中，配置于第一位移部D11、D21、……、D81的电容元件C11、C21、……、C81的静电电容值的变动大小和配置于第二位移部D12、D22、……、D82的电容元件C12、C22、……、C82的静电电容值的变动大小也被视为彼此相等。因此，与前述的[式21]同样地考虑各电容元件C11～C82的静电电容值的变动，由此，计测部541通过下面的[式23]来计测所作用的力+Fy。

[式23]

+Fy＝C11－C12－C41+C42－C51+C52+C81－C82

(5－4－3.当Z轴正方向的力+Fz作用时)

下面，当Z轴正方向的力+Fz经由受力体560作用于力觉传感器500c的受力部514A、514B、514D、514F时，如从图35所示的各检测部D11～D82的位移可理解的，第1－2电容元件C12、第2－1电容元件C21、第3－2电容元件C32、第4－1电容元件C41、第5－2电容元件C52、第6－1电容元件C61、第7－2电容元件C72和第8－1电容元件C81的静电电容值增大，另一方面，余下的第1－1电容元件C11、第2－2电容元件C22、第3－1电容元件C31、第4－2电容元件C42、第5－1电容元件C51、第6－2电容元件C62、第7－1电容元件C71、第8－2电容元件C82的静电电容值减少。这些电容元件C11～C82的静电电容值的增减在图38的Fz的栏中汇总示出。

更详细地，当力+Fz作用时，各偏斜部513A～513H整体向Z轴正方向位移。因而，如在§2中详细说明的，在各位移部D11～D82产生的位移是各偏斜部513A～513H的偏斜所致的向Z轴正方向或Z轴负方向的位移与各偏斜部513A～513H向Z轴正方向的位移之和。即，在向Z轴正方向位移的位移部D11、D22、D31、D42、D51、D62、D71、D82中，该位移被放大，在向Z轴负方向位移的位移部D12、D21、D32、D41、D52、D61、D72、D81中，其位移被抵消。

在此，各梁521A～521H在Z轴方向上的长度相对于各偏斜部513A～521H在Z轴方向上的长度(高度)足够大，因此可认为，设于各梁521A～521H的第一位移部D11、D21、……、D81的电容元件C11、C21、……、C81的静电电容值的变动大小(|ΔC11|、|ΔC21|、……、|ΔC81|)和设于第二位移部D12、D22、……、D82的电容元件C12、C22、……、C82的静电电容值的变动大小(|ΔC12|、|ΔC22|、……、|ΔC82|)彼此相等。

因此，与前述的[式21]同样地考虑各电容元件C11～C82的静电电容值的变动，由此，计测部541通过下面的[式24]来计测所作用的力+Fz。

[式24]

+Fz＝－C11+C12+C21－C22－C31+C32+C41－C42－C51+C52+C61－C62－C71+C72+C81－C82

(5－4－4.当正向绕X轴的力矩+Mx作用时)

下面，当正向绕X轴的力矩+Mx经由受力体560作用于力觉传感器500c的受力部514A、514B、514D、514F时，如从图35所示的各检测部D11～D82的位移可理解的，第2－1电容元件C21、第3－2电容元件C32、第6－2电容元件C62和第7－1电容元件C71的静电电容值增大，另一方面，第2－2电容元件C22、第3－1电容元件C31、第6－1电容元件C61和第7－2电容元件C72的静电电容值减少。余下的第1－1电容元件C11、第1－2电容元件C12、第4－1电容元件C41、第4－2电容元件C42、第5－1电容元件C51、第5－2电容元件C52、第8－1电容元件C81和第8－2电容元件C82的静电电容值不变动。这些电容元件C11～C82的静电电容值的增减在图38的Mx的栏中汇总示出。

在此，在各梁521A～521H中，配置于第一位移部D11、D21、……、D81的电容元件C11、C21、……、C81的静电电容值的变动大小和配置于第二位移部D12、D22、……、D82的电容元件C12、C22、……、C82的静电电容值的变动大小也视为彼此相等。因此，与前述的[式21]同样地考虑各电容元件C11～C82的静电电容值的变动，由此，计测部541通过下面的[式25]来计测所作用的力矩+Mx。

[式25]

+Mx＝C21－C22－C31+C32－C61+C62+C71－C72

(5－4－5.当正向绕Y轴的力矩+My作用时)

下面，当正向绕Y轴的力矩+My经由受力体560作用于力觉传感器500c的受力部514A、514B、514D、514F时，如从图35所示的各检测部D11～D82的位移可理解的，第1－2电容元件C12、第4－2电容元件C42、第5－1电容元件C51和第8－1电容元件C81的静电电容值增大，另一方面，第1－1电容元件C11、第4－1电容元件C41、第5－2电容元件C52和第8－2电容元件C82的静电电容值减少。余下的第2－1电容元件C21、第2－2电容元件C22、第3－1电容元件C31、第3－2电容元件C32、第6－1电容元件C61、第6－2电容元件C62、第7－1电容元件C71和第7－2电容元件C72的静电电容值不变动。这些电容元件C11～C82的静电电容值的增减在图38的My的栏中汇总示出。

在此，在各梁521A～521H中，配置于第一位移部D11、D21、……、D81的电容元件C11、C21、……、C81的静电电容值的变动大小和配置于第二位移部D12、D22、……、D82的电容元件C12、C22、……、C82的静电电容值的变动大小也视为彼此相等。因此，与前述的[式21]同样地考虑各电容元件C11～C82的静电电容值的变动，由此，计测部541通过下面的[式26]来计测所作用的力矩+My。

[式26]

+My＝－C11+C12－C41+C42+C51－C52+C81－C82

(5－4－6.当正向绕Z轴的力矩+Mz作用时)

下面，当正向绕Z轴的力矩+Mz经由受力体560作用于力觉传感器500c的受力部514A、514B、514D、514F时，如从图35所示的各检测部D11～D82的位移可理解的，第1－2电容元件C12、第2－2电容元件C22、第3－2电容元件C32、第4－2电容元件C42、第5－2电容元件C52、第6－2电容元件C62、第7－2电容元件C72和第8－2电容元件C82的静电电容值增大，另一方面，余下的第1－1电容元件C11、第2－1电容元件C21、第3－1电容元件C31、第4－1电容元件C41、第5－1电容元件C51、第6－1电容元件C61、第7－1电容元件C71、第8－1电容元件C81的静电电容值减少。这些电容元件C11～C82的静电电容值的增减在图38的Mz的栏中汇总示出。

在此，在各梁521A～521H中，配置于第一位移部D11、D21、……、D81的电容元件C11、C21、……、C81的静电电容值的变动大小和配置于第二位移部D12、D22、……、D82的电容元件C12、C22、……、C82的静电电容值的变动大小也视为彼此相等。因此，与前述的[式21]同样地考虑各电容元件C11～C82的静电电容值的变动，由此，计测部541通过下面的[式27]来计测所作用的力矩+Mz。

[式27]

+Mz＝－C11+C12－C21+C22－C31+C32－C41+C42－C51+C52－C61+C62－C71+C72－C81+C82

需要说明的是，在各轴方向的负的力－Fx、－Fy、－Fz或负向绕各轴的力矩－Mx、－My、－Mz作用于力觉传感器500c的受力体560的情况下，如前所述，各电容元件C11～C82的电极间的分隔距离的增减与图35相反。因此，为了检测力－Fx、－Fy、－Fz或力矩－Mx、－My、－Mz，只要使[式22]～[式27]右边的C11～C82的符号全部相反即可。

＜5－5.力觉传感器的交叉轴灵敏度＞

下面，参照图39说明根据本实施方式的力觉传感器500c的交叉轴灵敏度。图39是一览示出图36所示的力觉传感器500c的各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度VFx～VMz的图表。如在2－5.中说明的，在图39的图表中记载的数字是针对图38所示的图表的各力Fx、Fy、Fz和各力矩Mx、My、Mz将标有“+”的记号的电容元件设为+1、将标有“－”的记号的电容元件设为－1并代入上述的[式22]～[式27]各自的右边而得到的值。

根据图39可知，各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度是零。因而，图36所示的力觉传感器500c能检测全部各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz。

需要说明的是，在实际的力觉传感器500c中，在图38中将静电电容值的变动记为“0”的电容元件中也会发生微小的静电电容值的变动。另外，在力Fz和力矩Mx、My作用于受力体560的情况下，如前所述，在偏斜部513A～513H产生向Z轴方向的位移，因此在第一位移部D11、D21、……D81产生的Z轴方向的位移和在第二位移部D21、D22、……、D82产生的Z轴方向的位移的大小相互不同。若考虑这些情况，则实际上存在一点交叉轴灵敏度。但是，即便在这样的情况下，通过求出实际的交叉轴灵敏度的矩阵(与图39的图表对应的6行6列的矩阵)的逆矩阵并将该逆矩阵与力觉传感器500c的输出相乘这一校正运算，也能使交叉轴灵敏度为零。

根据如上所述的本实施方式，通过由于偏斜部513A～513H的偏斜而位移的梁521A～521H的作用，能容易地放大在偏斜部513A～513H产生的位移。进而，能使用第1－1电容元件C11～第8－2电容元件C82，通过它们的静电电容值的变动量的差分来检测所作用的全部的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz。即，根据本实施方式，能提供价格低且灵敏度高、并且不易受到使用环境的温度变化、共态噪声所带来的影响的力觉传感器500c。

另外，各位移体520A～520H分别具有连接对应的偏斜部513A～513H和梁521A～521H的连接体522A～522H，各位移体520A～520H的第一位移部D11、D21、……、D81和第二位移部D12、D22、……、D82关于连接体522A～522H与对应的梁521A～521H的连接部位对称地配置。因此，在第一位移部D11、D21、……、D81产生的位移和在第二位移部D12、D22、……、D82产生的位移的大小相同且符号相互不同，因此能通过简单的运算来检测所作用的力和力矩。

另外，力觉传感器500c包括：受力体560，其连接到变形体510的受力部514A、514B、514D、514F，用于接受作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz；以及支撑体550，其与各位移体520A～520H相对配置，并连接到变形体510的4个固定部515B、515C、515E、515H。因此，能将作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz可靠地传递到变形体510。

进而，变形体510具有正方形的形状，4个受力部514A、514B、514D、514F被定位于各边的中点，4个固定部515B、515C、515E、515H被定位于各顶点。因此，用于检测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz的运算是容易的。

＜＜＜§6.根据本发明的第六实施方式的力觉传感器＞＞＞

＜6－1.基本结构的构成＞

在§5中说明的力觉传感器500c能检测各轴方向的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz这6个分量。然而，为了检测上述6个分量，未必一定要将16个电容元件设于力觉传感器。在此，作为上述的力觉传感器500c的变形例，说明能通过更少的电容元件来检测6个分量的根据第六实施方式的力觉传感器。

图40是表示根据本发明的第六实施方式的力觉传感器600c的概略顶视图，图41是表示从Y轴正侧观察到的力觉传感器600c的概略主视图。

如图40所示，力觉传感器600c与根据第五实施方式的力觉传感器500c的不同之处在于全部的梁621A～621H构成为悬臂梁。具体地，在与X轴平行延伸的第二梁621B、第三梁621C、第六梁621F和第七梁621G中，隔着各连接体622B、622C、622F、622G位于在图40的逆时针方向上靠前一侧的部位被删除。另一方面，在与Y轴平行地延伸的第一梁621A、第四梁621D、第五梁621E和第八梁621H中，隔着各连接体622A、622D、622E、622H位于在图40的顺时针方向上靠前一侧的部位被删除。

因而，在力觉传感器600c中，在各梁621A～621H上各一个地限定有总计8个位移部D11、D22、D32、D41、D51、D62、D72、D81。并且，在上述8个位移部上各一个地配置有总计8个电容元件C11、C22、C32、C41、C51、C62、C72、C81。各电容元件的构成与第五实施方式相同。

上述8个电容元件虽然在图40和图41中未图示，但它们通过规定的电路连接到检测电路640的计测部641，各电容元件的静电电容值被提供到该计测部641。并且，如后所述，计测部641基于各电容元件的静电电容值的变动量来检测作用于力觉传感器600c的力和力矩。

力觉传感器600c的其它构成与第五实施方式同样。因此，对与第五实施方式共同的构成部分标注大致同样的附图标记，并省略其详细的说明。

下面，说明根据本实施方式的力觉传感器600c的作用。在此，关于检测XYZ三维坐标系中的各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz的全部6个分量的情况进行说明。

如上所述，根据本实施方式的力觉传感器600c除了梁621A～621H构成为悬臂梁这一点以外，具有与根据第五实施方式的力觉传感器500c大致相同的结构。因而，当力或力矩经由受力体660作用于受力部614A、614B、614D、614F时，在各梁621A～621H的各检测部D11、D22、D32、D41、D51、D62、D72、D81产生与根据第五实施方式的力觉传感器500c的对应的检测部D11、D22、D32、D41、D51、D62、D72、D81相同的位移。

综上，当力和力矩的6个分量Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz作用于力觉传感器600c时，各电容元件的静电电容值如在图42中一览所示地发生变动。与图38同样地，图中的“+”的记号表示静电电容值增大，“－”的记号表示静电电容值减少。需要注意的是，图42的图表与图38中的8个电容元件C11、C22、C32、C41、C51、C62、C72、C81的静电电容值的增减相同。

基于这样的静电电容值的变动，计测部641通过下面的[式28]来计测所作用的力和力矩。[式28]与从[式22]～[式27]的各式中删除了C12、C21、C31、C42、C52、C61、C71和C82的式子一致。

[式28]

+Fx＝－C22－C32+C62+C72

+Fy＝C11－C41－C51+C81

+Fz＝－C11－C22+C32+C41－C51－C62+C72+C81

+Mx＝－C22+C32+C62－C72

+My＝－C11－C41+C51+C81

+Mz＝－C11+C22+C32－C41－C51+C62+C72－C81

当基于[式28]求出力和力矩的6个分量各自的交叉轴灵敏度时，如在图43中一览示出的。交叉轴灵敏度与图21同样地是针对图23所示的图表的力Fz和力矩Mx、My、Mz将标有“+”的记号的电容元件设为+1、将标有“－”的记号的电容元件设为－1并代入上述的[式28]的各个式子的右边而得到的值。如图43所示，各分量的交叉轴灵敏度是零。进而，如从[式28]可理解的，在本实施方式中，根据静电电容值的差分来检测各分量，因此其检测结果不易受到周边环境的温度变化、共态噪声的影响。

根据如上所述的本实施方式，能提供起到与根据上述第五实施方式的力觉传感器500c同样的作用效果的力觉传感器600c。

＜＜＜§7.根据本发明的第七实施方式的力觉传感器及其变形例＞＞＞

＜7－1.根据第七实施方式的力觉传感器＞

下面，说明根据本发明的第七实施方式的力觉传感器。

图44是表示根据本发明的第七实施方式的力觉传感器700c的概略顶视图。在此，也如图44所示地定义XYZ三维坐标系来进行以下的说明。需要注意的是，在图44中，为了便于说明而省略了受力体760的图示。

如图44所示，力觉传感器700c与第五实施方式的不同之处在于将第五实施方式的矩形变形体510的四角弄圆而构成为以原点O为中心的环状变形体710。因而，例如根据第五实施方式的力觉传感器500c的第一梁521A以长度方向与Y轴平行的方式配置，但本实施方式的第一梁721A的长度方向与Y轴不平行。具体地，第一梁721A以与连结原点O和第一连接体722A的直线正交的方式配置。这样的配置在第二梁721B～第八梁721H中也是同样的。

下面，说明如上的力觉传感器700c的作用。

在力觉传感器700c中，各个变形部分710A～710H的配置大致与第五实施方式同样。因而，例如当X轴正方向的力+Fx作用于力觉传感器700c时，如图35所示，第2－1位移部D21、第3－1位移部D31、第6－2位移部D62和第7－2位移部D72向Z轴负方向位移，第2－2位移部D22、第3－2位移部D32、第6－1位移部D61和第7－1位移部D71向Z轴正方向位移。

进而，在本实施方式中，如前所述，各梁721A～721H的长度方向均与X轴和Y轴不平行。因而，在第五实施方式中未向Z轴方向位移的第1－1位移部D11、第1－2位移部D12、第4－1位移部D41、第4－2位移部D42、第5－1位移部D51、第5－2位移部D52、第8－1位移部D81和第8－2位移部D82中虽然也是相对小的值，但产生Z轴方向的位移。具体地，可认为第一变形部分710A、第四变形部分710D、第五变形部分710E和第八变形部分710H分别与在§2中说明的基本结构200(参照图8)的第一变形部分210A～第四变形部分210D对应，因此第1－1位移部D11、第4－1位移部D41、第5－2位移部D52和第8－2位移部D82向Z轴负方向位移，第1－2位移部D12、第4－2位移部D42、第5－1位移部D51和第8－1位移部D81向Z轴正方向位移。需要注意的是，该情况在Y轴正方向的力+Fy作用时也是同样的。

另一方面，在Z轴正方向的力+Fz和正向绕各轴的力矩+Mx、+My、+Mz作用的情况下，各电容元件C11～C82的电极间距离的变动与第五实施方式同样。

图45是一览示出当XYZ三维坐标系中的各轴方向的力和各轴方向的力矩Fx～Mz作用于受力部时在图44的力觉传感器的各偏斜部713A～713H产生的偏斜的方向和在各位移部D11～D82产生的位移的图表。在图45所示的图表中，变形部分呈现相对小的弹性变形，由此在与展示相对小的偏斜的偏斜部和展示相对小的位移的位移部对应的栏中，用括弧示出了偏斜方向和位移的符号。需要说明的是，在图45所示的图表中，带括弧的栏以外的部分与图35相同。另外，虽未图示，但当XYZ三维坐标系中的各轴方向的力和各轴方向的力矩Fx～Mz作用时在各电容元件C11～C82产生的静电电容值的变动在图45的表中只要使与该电容元件C11～C82对应的位移部D11～D82的栏中记载的位移的符号相反即可。当然，“+”的符号表示静电电容值增大，“－”的符号表示静电电容值减少。

并且，计测部741通过下面的[式29]来计测所作用的力和力矩Fx～Mz。

[式29]

+Fx＝C11－C12+C21－C22+C31－C32+C41－C42－C51+C52－C61+C62－C71+C72－C81+C82

+Fy＝C11－C12+C21－C22－C31+C32－C41+C42－C51+C52－C61+C62+C71－C72+C81－C82

+Fz＝－C11+C12+C21－C22－C31+C32+C41－C42－C51+C52+C61－C62－C71+C72+C81－C82

+Mx＝C21－C22－C31+C32－C61+C62+C71－C72

+My＝－C11+C12－C41+C42+C51－C52+C81－C82

+Mz＝－C11+C12－C21+C22－C31+C32－C41+C42－C51+C52－C61+C62－C71+C72－C81+C82

需要说明的是，在各轴的负方向的力－Fx、－Fy、－Fz或负向绕各轴的力矩－Mx、－My、－Mz作用于力觉传感器700c的受力体760的情况下，如前所述，各位移部D11～D82在Z轴方向上的位移与图45为反方向。因此，为了检测力－Fx、－Fy、－Fz或力矩－Mx、－My、－Mz，只要使[式29]右边的C11～C82的符号全部相反即可。

在根据本实施方式的力觉传感器700c中，如前所述，在第五实施方式中静电电容值的变动为零的电容元件中也产生静电电容值的变动。因此，在本实施方式中，存在交叉轴灵敏度。但是，如前所述，通过求出实际的交叉轴灵敏度的矩阵的逆矩阵并将该逆矩阵与力觉传感器700c的输出相乘这一校正运算，能使交叉轴灵敏度为零。

通过如上的本实施方式，也能提供起到与根据上述的第五实施方式的力觉传感器500c同样的作用效果的力觉传感器700c。

＜7－2.变形例＞

在7－1.中说明的力觉传感器700c能检测各轴方向的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz这6个分量。然而，为了检测上述6个分量，未必一定要将16个电容元件设于力觉传感器。在此，作为上述力觉传感器700c的变形例，说明能通过更少的电容元件来检测6个分量的力觉传感器701c。

图46是表示根据图44的变形例的力觉传感器701c的概略顶视图。

如图46所示，力觉传感器701c与根据第七实施方式的力觉传感器700c的不同之处在于梁721A～721H构成为悬臂梁。具体地，在第二梁721B、第三梁721C、第六梁721F和第七梁721G中，隔着各连接体722B、722C、722F、722G位于在图46的逆时针方向上靠前一侧的部位被删除。另一方面，在第一梁721A、第四梁721D、第五梁721E和第八梁721H中，隔着各连接体722A、722D、722E、722H位于在图46的顺时针方向上靠前一侧的部位被删除。

因而，在力觉传感器701c中，在各梁721A～721H上各一个地限定有总计8个位移部D11、D22、D32、D41、D51、D62、D72、D81。并且，在上述8个位移部上各一个地配置有总计8个电容元件C11、C22、C32、C41、C51、C62、C72、C81。各电容元件的构成与第五实施方式～第七实施方式相同。

上述8个电容元件虽然在图46中未图示，但它们通过规定的电路连接到检测电路740的计测部741，各电容元件的静电电容值被提供到该计测部741。并且，如后所述，计测部741基于各电容元件的静电电容值的变动量来检测作用于力觉传感器701c的力和力矩。

力觉传感器701c的其它构成与第七实施方式相同。因此，对与第七实施方式共同的构成部分标注相同的符号，并省略其详细的说明。结果是，根据第七实施方式的力觉传感器700c使根据第五实施方式的力觉传感器500c的变形体的形状为环状，但根据本变形例的力觉传感器701c使根据第六实施方式的力觉传感器600c的变形体的形状为环状。

下面，说明根据本实施方式的力觉传感器701c的作用。在此，关于检测XYZ三维坐标系中的各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz的全部6个分量的情况进行说明。

如上所述，根据本变形例的力觉传感器701c除了梁721A～721H构成为悬臂梁这一点以外具有与根据第七实施方式的力觉传感器700c大致同样的结构。因而，当力或力矩经由受力体760作用于受力部714A、714B、714D、714F时，在各梁721A～721H的各检测部D11、D22、D32、D41、D51、D62、D72、D81产生与根据第七实施方式的力觉传感器700c的对应的检测部D11、D22、D32、D41、D51、D62、D72、D81相同的位移。

综上，当力和力矩的6个分量Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz作用于力觉传感器701c时，各电容元件的静电电容值与力和力矩作用于根据第七实施方式的力觉传感器700c时对应的8个电容元件C11、C22、C32、C41、C51、C62、C72、C81的静电电容值的增减相同。

基于这样的静电电容值的变动，计测部741通过下面的[式30]来计测所作用的力和力矩。[式30]与从[式29]的各式中删除了C12、C21、C31、C42、C52、C61、C71和C82的式子一致。

[式30]

+Fx＝C11－C22－C32+C41－C51+C62+C72－C81

+Fy＝C11－C22+C32－C41－C51+C62－C72+C81

+Fz＝－C11－C22+C32+C41－C51－C62+C72－C82

+Mx＝－C22+C32+C62－C72

+My＝－C11－C41+C51+C81

+Mz＝－C11+C22+C32－C41－C51+C62+C72－C81

需要说明的是，在各轴方向的负的力－Fx、－Fy、－Fz或负向绕各轴的力矩－Mx、－My、－Mz作用于力觉传感器701c的受力体760的情况下，如前所述，各电容元件的电极间的分隔距离的增减与针对对应的位移部的图45所示的增减相反。因此，为了检测力－Fx、－Fy、－Fz或力矩－Mx、－My、－Mz，只要使[式30]右边的C11……C81的符号全部相反即可。

在根据本变形例的力觉传感器701c中，通过前述的校正运算，也能使交叉轴灵敏度为零。

通过如上的本变形例，也能提供起到与根据上述的第七实施方式的力觉传感器700c同样的作用效果的力觉传感器701c。

＜＜＜§8.根据本发明的第八实施方式的力觉传感器＞＞＞

＜8－1.力觉传感器的构成＞

下面，说明根据本发明的第八实施方式的力觉传感器800c。

图47是表示根据本发明的第八实施方式的力觉传感器800c的基本结构800的概略主视图，图48是其概略顶视图。

如图47和图48所示，基本结构800的整体构成与在§1中示出的第一实施方式相同。进而，配置于该基本结构800的电容元件C1、C2也与第一实施方式同样(参照图7)。因而，在图47和图48中，对与根据第一实施方式的基本结构100共同的构成部分标注大致同样的附图标记，并省略其详细的说明。不过，在本实施方式中，以使当Z轴负方向的力－Fz作用于受力部814时第二位移部D2不向Z轴方向位移的方式来设定连接体822在Z轴方向上的长度以及从偏斜部813的长边方向l到第二位移部D2的距离。以下详细说明该点。

图49是表示当Z轴负方向的力－Fz作用于受力部814时的基本结构800的变形状态的概略主视图。如在§1中说明的，当Z轴负方向的力－Fz作用于受力部814时，力沿着Z轴负方向(图49中的向下方向)作用于偏斜部813的左下端的连接部位R1，作为所作用的力－Fz的反作用，力沿着Z轴正方向(图49中的向上方向)作用于偏斜部813的右上端的连接部位R2。由于这些力的作用，如图49所示，偏斜部813向逆时针方向偏斜。进而，由于所作用的力－Fz的作用，偏斜部813经由第一变形部811被向Z轴负方向下拽，因此该偏斜部813整体上稍微向Z轴负方向位移。

同时，如图49所示，由于偏斜部813的偏斜，连接到偏斜部813的下端的梁821向逆时针方向偏斜。由此，梁821的第一位移部D1向与支撑体850之间的分隔距离减少的方向(图49的下方)位移，第二位移部D2向与支撑体850之间的分隔距离增大的方向(图49的上方)位移。更详细地，当力－Fz作用时在第一位移部D1产生的位移是前述的偏斜部813整体向Z轴负方向的位移与梁821的偏斜所致的向Z轴负方向的位移之和，在第二位移部D2产生的位移是偏斜部813的该位移与梁821的偏斜所致的向Z轴正方向的位移之和。即，当Z轴负方向的力－Fz作用于受力部814时，在第一位移部D1中，偏斜部813整体向Z轴负方向的位移与梁821的偏斜所致的位移相加，因此该第一位移部D1与支撑体850的分隔距离大地减少。另一方面，在第二位移部D2中，梁821的偏斜所致的位移被偏斜部813整体向Z轴负方向的位移抵消，因此第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离止步于稍许的变化。特别是在连接体822在Z轴方向上的长度和从偏斜部813的长边方向l到第二位移部D2的距离满足规定的关系的情况下，能使第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离实质上不变化。本实施方式是着眼于该点而发明的。

即，在连接体822在Z轴方向上的长度和从偏斜部813的长边方向l到第二位移部D2的距离满足上述规定关系的情况下，用下面的[式31]来表示Z轴负方向的力－Fz作用于受力部814时的力觉传感器800c的电容元件C1、C2(未图示)的静电电容值C1a、C2a。

[式31]

C1a＝C1+ΔC

C2a＝C2

另一方面，当Z轴正方向的力+Fz作用于力觉传感器800c时，虽未图示，但偏斜部813向顺时针方向偏斜，并且，由于所作用的力+Fz的作用而经由第一变形部811使偏斜部813向Z轴正方向被上拉，因此该偏斜部813整体上稍微向Z轴正方向位移。

同时，由于偏斜部813的偏斜，连接到偏斜部813的下端的梁821向顺时针方向偏斜。由此，梁821的第一位移部D1向与支撑体850之间的分隔距离增大的方向位移，第二位移部D2向与支撑体850之间的分隔距离减少的方向位移。因而，与之前的情况同样地，当力+Fz作用时在第一位移部D1产生的位移是前述的偏斜部813整体向Z轴正方向的位移与梁821的偏斜所致的向Z轴正方向的位移之和，在第二位移部D2产生的位移是偏斜部813的该位移与梁821的偏斜所致的向Z轴负方向的位移之和。在此，在本实施方式中，由于连接体822在Z轴方向上的长度和从偏斜部813的长边方向l到第二位移部D2的距离满足前述的规定的关系，所以第二位移电极Em2与第二固定电极Ef2的分隔距离实质上没有变化。

因而，根据本实施方式的力觉传感器800c，当偏斜部813沿着其长边方向l位移时，第二位移部D2以实质上不向Z轴方向位移的方式配置，因此能通过简单的运算来检测所作用的Z轴方向的力Fz。

＜8－2.图18所示的力觉传感器200c的变形例＞

下面，说明在8－1.中说明的构成起作用的、图18所示的力觉传感器200c的变形例。

如前所述，图18所示的力觉传感器200c构成为将图1所示的4个基本结构100配置成圆环状(参照2－1.)。将这4个基本结构100(第一变形部分210A～第四变形部分210D)分别替换为在8－1.中说明的基本结构800而构成的力觉传感器801c是本变形例。因此，与图18所示的力觉传感器200c的构成部分对应的构成部分使用与说明该力觉传感器200c时所使用的名称相同的名称。

关于X轴正方向的力+Fx、Y轴正方向的力+Fy和正向绕Z轴的力矩作用于根据本变形例的力觉传感器801c的情况，由于Z轴方向的力不作用于各变形部分810A～810D的受力部814A～814D，因此各电容元件C11～C42的静电电容值的变动如图20所示的图表的Fx、Fy、Mz的各栏所示。

另一方面，当Z轴正方向的力+Fz作用于力觉传感器801c时，Z轴方向的力作用于第一变形部分810A～第四变形部分810D的各受力部。因此，在第一变形部分810A中，第1－2位移部D12的Z轴方向的位移为零，在第二变形部分810B中，第2－1位移部D21的Z轴方向的位移为零，在第三变形部分810C中，第3－2位移部D32的Z轴方向的位移为零，在第四变形部分810D中，第4－1位移部D41的Z轴方向的位移为零。在Z轴负方向的力－Fz作用于力觉传感器801c时也是同样。进而，像这样地4个位移部D12、D21、D32、D41的Z轴方向的位移为零的现象在绕X轴的力矩Mx和绕Y轴的力矩My作用的情况下也同样地产生。立基于以上的结果，在图50中一览示出当力和力矩Fx～Mz作用于力觉传感器801c时产生的电容元件C11～C42的静电电容值的变动。

基于各电容元件C11～C42的静电电容值的变动，检测电路840的计测部841通过下面的[式32]来计测所作用的力和力矩。[式32]是从[式14]的Mx和My删除了C12、C21、C32和C41的式子。

[式32]

Fx＝C11－C12+C21－C22－C31+C32－C41+C42

Fy＝C11－C12－C21+C22－C31+C32+C41－C42

Fz＝－C11+C12+C21－C22－C31+C32+C41－C42

Mx＝－C11－C22+C31+C42

My＝－C11+C22+C31－C42

Mz＝－C11+C12－C21+C22－C31+C32－C41+C42

需要注意的是，[式32]的Fz保留了C12、C21、C32和C41。其是为了通过差分检测来计测Fz而排除由环境温度的变化、共态噪声带来的影响。

下面，说明根据本变形例的力觉传感器801c的交叉轴灵敏度。

图51是关于根据图47的变形例的力觉传感器801c一览示出力和力矩的6个分量的交叉轴灵敏度的图表。根据图51可理解，在力觉传感器801c中，X轴方向的力Fx和绕Y轴的力矩My相互带来影响，Y轴方向的力Fy和绕X轴的力矩Mx相互带来影响。因而，力觉传感器801c只要例如在Mx和My不作用的环境下用作检测4个分量Fx、Fy、Fz和Mz的传感器、或者在Fx和Fy不作用的环境下用作检测4个分量Fz、Mx、My和Mz的传感器即可。

或者，也能通过使用下面的[式33]来计测所作用的力和力矩。

[式33]

Fx＝－C12+C31+C32－C41

Fy＝－C12－C21+C32+C41

Fz＝－C11+C12+C21－C22－C31+C32+C41－C42

Mx＝－C11－C12－C21－C22+C31+C32+C41+C42

My＝－C11+C12－C21+C22+C31+C32－C41－C42

Mz＝－C11+C21－C21+C22－C31+C32－C41+C42

在[式33]中，表示Fx和Fy的式子是仅着眼于设于各梁的2个位移部中的单方的式子。6个分量均能通过差分来计测，因此能不受环境温度的变化、共态噪声所带来的影响地求出所作用的力和力矩。

进而，当基于[式33]求出各轴方向的力和绕各轴的力矩Fx～Mz的交叉轴灵敏度时，如在图52中一览所示。交叉轴灵敏度是针对图51所示的图表的6个分量Fx～Mz将标有“+”的记号的电容元件设为+1、将标有“－”的记号的电容元件设为－1、将为“0”的电容元件设为0并代入上述的[式33]各自的右边而得到的值。如图52所示，不管是在检测哪个分量Fx～Mz的情况下，交叉轴灵敏度均是零。

根据如上的本变形例，除了能起到与根据第二实施方式的力觉传感器200c同样的作用效果以外，还能通过更简单的运算来检测所作用的力和力矩。

＜8－3.图36所示的力觉传感器500c的变形例＞

下面，说明在8－1.中说明的构成起作用的、图36所示的力觉传感器500c的变形例。

如前所述，图36所示的力觉传感器200c将图1所示的8个基本结构100配置为矩形的闭环状而构成(参照5－1.)。将这8个基本结构100(第一变形部分210A～第八变形部分210H)分别替换为在8－1.中说明的基本结构800而构成的力觉传感器802c是本变形例。在此，与图36所示的力觉传感器500c的构成部分对应的构成部分使用与说明该力觉传感器500c时所用的名称相同的名称。

关于X轴正方向的力+Fx、Y轴正方向的力+Fy和正向绕Z轴的力矩作用于根据本变形例的力觉传感器802c的情况，由于Z轴方向的力不作用于各变形部分810A～810H的受力部814A～814H，因此各电容元件C11～C82的静电电容值的变动如图38所示的图表的Fx、Fy、Mz的各栏所示。

另一方面，当Z轴正方向的力+Fz作用于力觉传感器801c时，Z轴正方向的力作用于第一变形部分810A～第八变形部分810H的各受力部。因此，在第一变形部分810A中，第1－2位移部D12的Z轴方向的位移为零，在第二变形部分810B中，第2－1位移部D21的Z轴方向的位移为零，在第三变形部分810C中，第3－2位移部D32的Z轴方向的位移为零，在第四变形部分810D中，第4－1位移部D41的Z轴方向的位移为零，在第五变形部分810E中，第5－2位移部D52的Z轴方向的位移为零，在第六变形部分810F中，第6－1位移部D61的Z轴方向的位移为零，在第七变形部分810G中，第7－2位移部D72的Z轴方向的位移为零，在第八变形部分810H中，第8－1位移部D81的Z轴方向的位移为零。Z轴负方向的力－Fz作用于力觉传感器802c时也是同样。进而，像这样地8个位移部D12、D21、D32、D41、D52、D61、D72、D81的Z轴方向的位移为零的现象在绕X轴的力矩Mx和绕Y轴的力矩My作用时也同样地产生。立基于以上的结果，在图53中一览示出当力和力矩Fx～Mz作用于力觉传感器802c时产生的电容元件C11～C82的静电电容值的变动。

基于各电容元件C11～C82的静电电容值的变动，检测电路840的计测部841通过下面的[式34]来计测所作用的力和力矩。[式34]基于[式22]～[式27]，是从Mx和My的式子中删除了C12、C21、C32、C41、C52、C61、C72和C81的式子。

[式34]

+Fx＝C21－C22+C31－C32－C61+C62－C71+C72

+Fy＝C11－C12－C41+C42－C51+C52+C81－C82

+Fz＝－C11+C12+C21－C22－C31+C32+C41－C42－C51+C52+C61－C62－C71+C72+C81－C82

+Mx＝－C22－C31+C62+C71

+My＝－C11+C42+C51－C82

+Mz＝－C11+C12－C21+C22－C31+C32－C41+C42－C51+C52－C61+C62－C71+C72－C81+C82

需要注意的是，[式34]的Fz保留了C12、C21、C32、C41、C52、C61、C72和C81。这是为了通过差分检测计测Fz而排除由环境温度的变化、共态噪声所带来的影响。根据[式34]，6个分量均能通过差分计测，因此能不受由环境温度的变化、共态噪声所带来的影响地求出所作用的力和力矩。

下面，说明根据本变形例的力觉传感器802c的交叉轴灵敏度。

图54是关于与图53对应的力觉传感器802c一览示出力和力矩的6个分量的交叉轴灵敏度的图表。交叉轴灵敏度的算出方法如在8－2.中描述的。如图54所示，在力觉传感器802c中，不管在检测哪种分量Fx～Mz的情况下，交叉轴灵敏度均是零。

根据如上的本变形例，除了能起到与根据第五实施方式的力觉传感器500c同样的作用效果以外，还能通过更简单的运算来检测所作用的力和力矩。

需要说明的是，在[式34]中，根据C11～C82这16个变量求出6个分量Fx～Mz，因此存在冗余。为了进行更高效的计测，例如考虑通过计算机模拟进行静电电容的解析，从16个电容元件中选择6个以上的电容元件。在这种情况下，通过使用前述的校正运算，能排除交叉轴灵敏度的影响。

＜＜＜§9.变形例＞＞＞

＜9－1.受力体的变形例＞

在§2～§8中说明的各力觉传感器200c～802c中，如图9、图10、图19、图30、图37、图41等所示，变形体和受力体在Z轴方向上(在各图的上下方向上)排列。但是，不限于这样的方式。

图55是表示受力体配置于变形体的外周侧的力觉传感器的基本结构201的一例的概略截面图。在图55中，与根据第二实施方式的力觉传感器200c的基本结构200的变形例对应。因此，在图55中，如图55所示，也可以在上述各力觉传感器200c～802c中将受力体260a的受力体主体261a构成为与变形体210外周的轮廓线的形状相似的形状，以包围该变形体210的外周的方式进行配置。在这种情况下，连接受力体主体261a和变形体210的受力部连接体262a、263a设于变形体210的外周面上。

在这种情况下，变形体210和受力体260a配置于同一平面上，因此能将力觉传感器的Z轴方向的尺寸设计得小(薄)。

＜9－2.变形体的变形例(1)＞

下面，图56是表示§1的力觉传感器100c的变形例的概略侧视图。

如图56所示，根据本变形例的力觉传感器100ca的第一变形部11a和第二变形部12a的配置与根据第一实施方式的力觉传感器100c不同。即，根据第一实施方式的力觉传感器100c的第一变形部11和偏斜部13在该偏斜部13的下端部(Z轴负侧的端部)连接，但在本变形例中，在该偏斜部13的上端部(Z轴正侧的端部)连接。进而，根据第一实施方式的力觉传感器100c的第二变形部12和偏斜部13在该偏斜部13的上端部连接，但在本变形例中，第二变形部12a与偏斜部13在该偏斜部13的下端部连接。其它构成与根据第一实施方式的力觉传感器100c相同。在图56中，对与力觉传感器100c共同的构成部分标注相同的附图标记，并省略其详细的说明。

在根据本变形例的力觉传感器100ca中，当X轴正方向(图56中的向右方向)的力+Fx作用于受力部14时，偏斜部13向顺时针方向偏斜，当X轴负方向(图56中的向左方向)的力－Fx作用于受力部14时，偏斜部13向逆时针方向偏斜。这些偏斜的方向与第一实施方式相反。另一方面，当Z轴正方向(图56中的向上方向)的力+Fz作用于受力部14时，偏斜部13向顺时针方向偏斜，当Z轴负方向(图56中的向下方向)的力－Fz作用于受力部14时，偏斜部13向逆时针方向偏斜。这些偏斜的方向与第一实施方式相同。

因而，为了通过根据本变形例的力觉传感器100ca来计测作用于受力部14的力，在检测X轴方向的力的情况下，只要使[式3]的右边的符号相反即可，在检测Z轴方向的力的情况下，只要原样采用[式5]即可。

当然，如上的变形部10a不限于第一实施方式，可应用于§2～§8中所示的根据各实施方式和各变形例的力觉传感器。这时，在X轴方向的力作用于变形部10a的情况下，关于在§2～§8的各实施方式和各变形例中示出的电容元件的静电电容值的变动，只要使各自的符号相反即可。

＜9－3.变形体的变形例(2)＞

下面，图57是表示§1的力觉传感器100c的又一变形例的概略侧视图。

根据本变形例的力觉传感器100cb的位移体20的构成与第一实施方式不同。即，如图57所示，力觉传感器100cb的位移体20b不是连接到偏斜部13的下端，而是连接到该偏斜部13的上端和下端之间的中间部13m。在这种情况下，梁21也展示出与根据第一实施方式的力觉传感器100c同样的举动，因此可原样采用在§1中说明的力Fx和Fz的计测方法。

当然，本变形例的变形部10b不限于第一实施方式，可应用于§2～§8中所示的根据各实施方式和各变形例的力觉传感器。

＜9－4.变形体的变形例(3)＞

图58是表示图57的力觉传感器101cb的又一变形例的概略侧视图。

如图58所示，根据本变形例的力觉传感器101cc的偏斜部13c构成为比图1、图56、图57等所示的偏斜部短、且在初始状态下长边方向l与Z轴成锐角。进而，力觉传感器101cc的第一变形部11c具有：第1－1变形部11c1，其从受力部14与X轴平行地延伸出；以及第1－2变形部11c2，其从该第1－1变形部11c1的前端与偏斜部13c的长边方向l平行地延伸出，并与该偏斜部13的一端部连结。另外，力觉传感器101cc的第二变形部12c具有：第2－1变形部12c1，其从固定部15的上端与X轴平行地延伸出；以及第2－2变形部12c2，其从该第2－1变形部的前端与偏斜部13c的长边方向l平行地延伸出，并与该偏斜部13的另一端部连结。进而，位移体20c具有：连接体22c，其从偏斜部13c与Z轴平行地向下方延伸出；以及梁21c，其与该连接体22c的下端连结。

通过这样的力觉传感器100cc，梁21也展示出与根据第一实施方式的力觉传感器100c同样的举动，因此通过在§1中说明的力Fx和Fz的计测方法，能适当地计测该力Fx、Fz。当然，本变形例的变形部10c不限于第一实施方式，可应用于§2～§8中所示的根据各实施方式和各变形例的力觉传感器。

需要说明的是，虽未进行进一步的例示，但总之只要是在固定体不位移的情况下当Z轴方向和X轴方向的力作用于受力部时位移体偏斜(转动)那样的结构即可。

此外，在图56～图58所示的3个变形例中，2个位移电极和2个固定电极分别配置于单一的绝缘体(绝缘层)之上。根据这样的配置，能从单一的基板制造绝缘体(玻璃环氧基板、陶瓷基板等)，因此具有力觉传感器的生产性提高的优点。

＜9－4.变形体的变形例(4)＞

下面，说明图18所示的根据第二实施方式的力觉传感器200c的又一变形例。

图59是表示根据图18的变形例的力觉传感器202c的概略顶视图。在本图中，为了便于说明，也省略了受力体的图示。

如图59所示，力觉传感器202c与图18所示的力觉传感器200c的不同之处在于变形体210b具有矩形形状。变形体210b具有：2个受力部218b、219b，其在X轴上隔着原点O对称地配置；以及2个固定部216b、217b，其在Y轴上隔着原点O对称地配置。并且，沿着闭环状的路径而相邻的受力部和固定部由直线状的4个变形部分210Ab～210Db连结。因而，力觉传感器202c的基本结构202具有将2个受力部218b、219b和2个固定部216b、217b作为4个顶点的矩形形状，在该矩形的4条边上各一个地配置有变形部分210Ab～210Db。

关于其它构成，与图18所示的力觉传感器200c大致同样。因此，在图59中，对与图18所示的力觉传感器200c对应的构成部分标注大致同样的附图标记(末尾附加“b”)，并省略其详细的说明。

结果是，以上的力觉传感器202c将图18所示的力觉传感器200c的各变形部分210A～210D不是构成为弧状，而是构成为直线状。因而，当力和力矩作用于图59所示的力觉传感器202c时，在各变形部分210Ab～210Db产生的弹性变形实质上与图18所示的力觉传感器200c同样。即，对于作用的力和力矩，根据本变形例的力觉传感器202c的各电容元件C11～C41的静电电容值如在图20中记载的那样变动。

因而，通过根据如上的本变形例的力觉传感器202c，也能提供与图18所示的力觉传感器200c同样的作用效果。

需要说明的是，在本变形例中，也能采用在9－1.中说明的受力体的变形例。在这种情况下，只要在变形体210b的外周配置构成为与该变形体210b外周的轮廓线形状相似的矩形形状的受力体即可。

附图标记说明

10变形体；10a、10b、10c变形部；11、11a、11c第一变形部；12、12a、12c第二变形部；13、13c偏斜部；13m中间部；14受力部；15固定部；20、20b、20c位移体；21、21c梁；22、22c连接体；40检测电路；41计测部；50支撑体；100基本结构；100c、100ca、100cb、100cc、101cb、101cc力觉传感器；200基本结构；200c力觉传感器；201基本结构；210环状变形体；210A～210D变形部分；213A～213D偏斜部；216、217固定部；218、219受力部；220A～220D位移体；221A～221D梁；222A～222D连接体；240检测电路；241计测部；250支撑体；260、260a受力体；261、261a受力体主体；262、262a受力部连接体；263、263a受力部连接体；300c、301c力觉传感器；310变形体；313A～313D偏斜部；316、317固定部；318、319受力部；321A～321D梁；340检测电路；341计测部；350固定体；360受力体；400c、401c力觉传感器；410变形体；411A～411D梁；413A～413D偏斜部；416、417固定部；418、419受力部；421A～421D梁；441计测部；450固定体；460受力体；500基本结构；500c力觉传感器；510矩形变形体；510A～510H变形部分；513A～513H偏斜部；514A、514B、514D、514F受力部；515B、515C、515E、515H固定部；520A～520H位移体；521A～521H梁；522A～522H连接体；540检测电路；541计测部；550支撑体；560受力体；561受力体主体；562～565受力部连接体；600c力觉传感器；614A、614B、614D、614F受力部；621A～621H梁；622A～622H连接体；640检测电路；641计测部；660受力体；700c、701c力觉传感器；710环状变形体；710A～710H变形部分；713A～713H偏斜部；714A、714B、714D、714F受力部；721A～721H梁；722A～722H连接体；740检测电路；741计测部；760受力体；800基本结构；800c、801c、802c力觉传感器；810变形体；811第一变形部；812第二变形部；813偏斜部；814受力部；821梁；822连接体；840检测电路；841计测部；850支撑体。

Claims (43)

1.一种力觉传感器，其特征在于，包括：

变形体，具有受力部和固定部，所述变形体通过作用于所述受力部的力而产生弹性变形；

位移体，连接到所述变形体，并通过在该变形体产生的弹性变形而产生位移；以及

检测电路，基于在所述位移体产生的位移来检测所作用的力，

所述变形体具有：

偏斜部，具有长边方向，并配置在所述受力部与所述固定部之间；

第一变形部，连接所述受力部和所述偏斜部；以及

第二变形部，连接所述固定部和所述偏斜部，

所述第一变形部在所述偏斜部的一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，

所述第二变形部在所述偏斜部的另一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，

所述第一变形部与所述偏斜部的连接部位和所述第二变形部与所述偏斜部的连接部位在该偏斜部的所述长边方向上位置不同，

所述位移体连接到所述偏斜部，但与所述固定部分开，所述位移体具有通过该偏斜部的偏斜而位移的位移部，

所述检测电路具有配置于所述位移部的电容元件，所述检测电路基于该电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的力。

2.根据权利要求1所述的力觉传感器，其特征在于，

所述力觉传感器还包括支撑体，所述支撑体与所述位移体相对配置，并且相对于所述固定部不进行移动，

所述电容元件具有：位移电极，配置于所述位移体的所述位移部；以及固定电极，与该位移电极相对地配置于所述支撑体上。

3.根据权利要求1或2所述的力觉传感器，其特征在于，

所述位移体具有在与所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的梁。

4.根据权利要求3所述的力觉传感器，其特征在于，

所述位移体的所述位移部具有在所述梁上被限定于相互不同的位置的第一位移部和第二位移部，

所述检测电路具有配置于所述第一位移部的第一电容元件和配置于所述第二位移部的第二电容元件，所述检测电路基于各电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的力。

5.根据权利要求4所述的力觉传感器，其特征在于，

所述位移体具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的连接体，

所述位移体的所述第一位移部和所述第二位移部关于所述连接体与所述梁的连接部位对称地配置于所述梁。

6.根据权利要求4所述的力觉传感器，其特征在于，

关于所述位移体，当特定方向的力作用于所述受力部时，通过在所述偏斜部产生的位移与在所述第一位移部和所述第二位移部中一方的位移部产生的位移彼此方向相反且大小相同，从而使得在该一方的位移部不产生位移。

7.根据权利要求3所述的力觉传感器，其特征在于，

所述变形体的所述偏斜部的所述长边方向在XYZ三维坐标系中的与X轴和Y轴交叉的方向上延伸，

所述位移体的所述梁与X轴平行地延伸，

所述检测电路基于所述电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的X轴方向的力和Z轴方向的力中至少一方。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述力觉传感器还包括支撑体，所述支撑体与所述位移体的所述梁相对配置，并且相对于所述固定部不进行移动，

所述第一电容元件具有：

第一位移电极，配置于所述位移体的所述第一位移部；以及

第一固定电极，与该第一位移电极相对地配置于所述支撑体上，

所述第二电容元件具有：

第二位移电极，配置于所述位移体的所述第二位移部；以及

第二固定电极，与该第二位移电极相对地配置于所述支撑体上。

9.根据权利要求8所述的力觉传感器，其特征在于，所述力觉传感器还包括：

受力体，连接到所述变形体的所述受力部，用于接受所作用的力；以及

固定体，连接到所述变形体的所述固定部，

所述固定体连接到所述支撑体。

10.根据权利要求8所述的力觉传感器，其特征在于，

所述第一位移电极和所述第二位移电极、或者所述第一固定电极和所述第二固定电极由共同的电极构成。

11.一种力觉传感器，其特征在于，包括：

变形体，为闭环状，并具有2个受力部、2个固定部和4个变形部，所述2个固定部与所述2个受力部沿着闭环状的路径交替地配置，所述4个变形部将沿着所述闭环状的路径而相邻的所述受力部和所述固定部连接，并通过作用于所述受力部的力或者力矩而产生弹性变形；

4个位移体，连接到各变形部，并通过在该变形部产生的弹性变形而产生位移；以及

检测电路，基于在所述4个位移体各自产生的位移来检测所作用的力和力矩中至少一方，

所述4个变形部分别具有：

偏斜部，具有长边方向，并配置在所述受力部与所述固定部之间；

第一变形部，连接对应的所述受力部和所述偏斜部；以及

第二变形部，连接对应的所述固定部和所述偏斜部，

所述第一变形部在所述偏斜部的一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，

所述第二变形部在所述偏斜部的另一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，

所述第一变形部与所述偏斜部的连接部位和所述第二变形部与所述偏斜部的连接部位在该偏斜部的所述长边方向上位置不同，

在各偏斜部上各连接有所述4个位移体中的1个位移体，所述4个位移体与各固定部分开，所述4个位移体分别具有通过该偏斜部的偏斜而位移的位移部，

所述检测电路具有至少4个电容元件，并基于该至少4个电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方，在各位移部上各配置有至少1个电容元件。

12.根据权利要求11所述的力觉传感器，其特征在于，

所述4个位移体分别具有在与对应的所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的梁。

13.根据权利要求12所述的力觉传感器，其特征在于，

所述4个位移体的各位移部具有在对应的所述梁上被限定于相互不同的位置的第一位移部和第二位移部，

所述电容元件包括配置于各位移体的所述第一位移部的4个第一电容元件和配置于各位移体的所述第二位移部的4个第二电容元件共8个电容元件，

所述检测电路基于所述8个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方。

14.根据权利要求12所述的力觉传感器，其特征在于，

所述4个位移体中的2个位移体分别具有在对应的所述梁上被限定于相互不同的位置的第一位移部和第二位移部，

所述4个位移体中的余下的2个移动体分别在对应的所述梁上具有单一位移部，

所述电容元件包括在各第一位移部和各第二位移部各配置有1个的4个电容元件和在各单一位移部各配置有1个的2个电容元件共6个电容元件，

所述检测电路基于所述6个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方。

15.根据权利要求14所述的力觉传感器，其特征在于，

具有所述第一位移部和所述第二位移部的2个位移体隔着一所述固定部而相邻配置，并分别具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的第一连接体，该第一位移部和该第二位移部配置于所述第一连接体的两侧，

具有所述单一位移部的2个位移体隔着另一所述固定部而相邻配置，并分别具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的第二连接体，各所述单一位移部在所述闭环状的路径上配置于比对应的第二连接体均靠前的位置、或者配置于比对应的第二连接体均靠后的位置。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述4个位移体中的具有所述第一位移部和所述第二位移部的位移体分别具有连接对应的所述偏斜部和所述梁的第一连接体，

所述第一位移部和所述第二位移部关于所述第一连接体与所述梁的连接部位对称地配置。

17.根据权利要求13至15中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

关于所述4个位移体中具有所述第一位移部和所述第二位移部的各个位移体，当特定方向的力作用于所述受力部时，通过在所述偏斜部产生的位移与在所述第一位移部和所述第二位移部中一方的位移部产生的位移彼此方向相反且大小相同，从而使得在该一方的位移部不产生位移。

18.根据权利要求12所述的力觉传感器，其特征在于，

所述4个位移体分别在对应的所述梁上具有单一位移部，

所述电容元件包括在各位移部各配置有1个的4个电容元件，

各位移体具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的连接体，在所述变形体的周向上，各位移部配置于比对应的所述连接体均靠前的位置、或者配置于比对应的所述连接体均靠后的位置。

19.根据权利要求12所述的力觉传感器，其特征在于，

所述4个位移体分别在对应的所述梁上具有单一位移部，

所述电容元件包括在各位移部各配置有1个的4个电容元件，

各位移体具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的连接体，

各位移部配置于比对应的所述连接体更接近相邻的受力部的位置。

20.根据权利要求12至15中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述4个位移体的各偏斜部的所述长边方向在XYZ三维坐标系中的与X轴和Y轴交叉的方向上延伸，

所述4个位移体的各梁与XY平面平行地延伸，

所述检测电路基于所述至少4个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的各轴方向的力和绕各轴的力矩中至少之一。

21.根据权利要求12至15中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，所述力觉传感器还包括：

受力体，连接到所述变形体的所述2个受力部，用于接受所作用的力和力矩；以及

固定体，与各位移体相对配置，并连接到所述变形体的所述2个固定部，

各电容元件具有：位移电极，配置于对应的所述梁；以及固定电极，与该位移电极相对地配置于所述固定体上。

22.根据权利要求11至15中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述闭环状的变形体具有矩形或圆环的形状。

23.根据权利要求11至15中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位于XY平面上，

所述2个受力部以原点对称的方式定位于X轴上，

所述2个固定部以原点对称的方式定位于Y轴上。

24.根据权利要求21所述的力觉传感器，其特征在于，

所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位在XY平面上，

所述受力体以从Z轴方向观察时，至少一部分与所述变形体重叠的方式而配置。

25.根据权利要求21所述的力觉传感器，其特征在于，

所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位在XY平面上，

所述受力体在XY平面上以包围所述变形体的外周的方式而配置。

26.一种力觉传感器，其特征在于，包括：

变形体，为闭环状，并具有4个受力部、4个固定部和8个变形部，所述4个固定部与所述4个受力部沿着闭环状的路径交替地配置，所述8个变形部将沿着所述闭环状的路径而相邻的所述受力部和所述固定部连接，并通过作用于所述受力部的力和力矩而产生弹性变形；

8个位移体，连接到各变形部，并通过在该变形部产生的弹性变形而产生位移；以及

检测电路，基于在所述8个位移体各自产生的位移来检测所作用的力和力矩中至少一方，

所述8个变形部分别具有：

偏斜部，具有长边方向，并配置在所述受力部与所述固定部之间；

第一变形部，连接对应的所述受力部和所述偏斜部；以及

第二变形部，连接对应的所述固定部和所述偏斜部，

所述第一变形部在所述偏斜部的一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，

所述第二变形部在所述偏斜部的另一侧沿与所述长边方向交叉的方向延伸，

所述第一变形部与所述偏斜部的连接部位和所述第二变形部与所述偏斜部的连接部位在该偏斜部的所述长边方向上位置不同，

在各偏斜部上各连接有所述8个位移体中的1个位移体，所述8个位移体与各固定部分开，所述8个位移体分别具有通过该偏斜部的偏斜而位移的位移部，

所述检测电路具有至少8个电容元件，并基于该至少8个电容元件的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方，在各位移部上各配置有至少1个电容元件。

27.根据权利要求26所述的力觉传感器，其特征在于，

所述8个位移体分别具有在与对应的所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的梁。

28.根据权利要求27所述的力觉传感器，其特征在于，

所述8个位移体的各位移部具有限定于对应的所述梁的相互不同的位置的第一位移部和第二位移部，

所述电容元件包括配置于各位移体的所述第一位移部的8个第一电容元件和配置于各位移体的所述第二位移部的8个第二电容元件共16个电容元件，

所述检测电路基于所述16个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的力和力矩中至少一方。

29.根据权利要求28所述的力觉传感器，其特征在于，

所述8个位移体分别具有连接对应的所述偏斜部和所述梁的连接体，

各位移体的所述第一位移部和所述第二位移部关于所述连接体与所述梁的连接部位对称地配置。

30.根据权利要求28所述的力觉传感器，其特征在于，

关于所述8个位移体中的各位移体，当特定方向的力作用于所述受力部时，通过在所述偏斜部产生的位移与在所述第一位移部和所述第二位移部中一方的位移部产生的位移彼此方向相反且大小相同，从而使得在该一方的位移部不产生位移。

31.根据权利要求27所述的力觉传感器，其特征在于，

所述8个位移体分别在对应的所述梁上具有单一位移部，

所述电容元件包括在各位移部各配置有1个的8个电容元件，

各位移体具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的第二连接体，与所述4个固定部中相互不相邻的2个固定部相邻配置的4个位移部相对于对应的所述第二连接体位于该固定部一侧，

与所述4个固定部中余下的2个固定部相邻配置的4个位移部相对于对应的所述第二连接体位于与该固定部相反的一侧。

32.根据权利要求27至31中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述8个变形部的各偏斜部的所述长边方向在XYZ三维坐标系中的与X轴和Y轴交叉的方向上延伸，

所述8个变形部的各第一变形部和各第二变形部以及所述8个位移体的各梁与X轴平行地延伸，

所述检测电路基于所述至少8个电容元件各自的静电电容值的变动量来检测所作用的各轴方向的力和绕各轴的力矩中至少之一。

33.根据权利要求27至31中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，所述力觉传感器还包括：

受力体，连接到所述变形体的所述4个受力部，用于接受所作用的力和力矩；以及

固定体，与各位移体的所述梁相对配置，并连接到所述变形体的所述4个固定部，

各电容元件具有：位移电极，配置于对应的所述梁；以及固定电极，与该位移电极相对地配置于所述固定体上。

34.根据权利要求27至31中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述闭环状的变形体具有矩形或圆环的形状。

35.根据权利要求27至31中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位于XY平面上，

所述4个受力部中的2个受力部以原点对称的方式配置在X轴上，

所述4个受力部中余下的2个受力部以原点对称的方式配置在Y轴上，

在XY平面上定义了经过原点并相对于X轴和Y轴成45°的V轴和W轴的情况下，

所述4个固定部中的2个固定部以原点对称的方式配置在V轴上，

所述4个固定部中余下的2个固定部以原点对称的方式配置在W轴上。

36.根据权利要求15或31所述的力觉传感器，其特征在于，

仅具有所述单一位移部的所述梁构成为由所述第二连接体支撑的悬臂梁。

37.根据权利要求33所述的力觉传感器，其特征在于，

所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位在XY平面上，

所述受力体以从Z轴方向观察时，至少一部分与所述变形体重叠的方式而配置。

38.根据权利要求33所述的力觉传感器，其特征在于，

所述闭环状的变形体以包围XYZ三维坐标系的原点的方式定位在XY平面上，

所述受力体在XY平面上以包围所述变形体的外周的方式而配置。

39.根据权利要求1、11、26中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述变形体配置于XYZ三维坐标系的XY平面上，

所述偏斜部的所述长边方向是与Z轴平行的方向，

所述第一变形部连接所述受力部和所述偏斜部的Z轴负侧的端部，

所述第二变形部连接所述固定部和所述偏斜部的Z轴正侧的端部。

40.根据权利要求1、11、26中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述变形体配置于XYZ三维坐标系的XY平面上，

所述偏斜部的所述长边方向是与Z轴平行的方向，

所述第一变形部连接所述受力部和所述偏斜部的Z轴正侧的端部，

所述第二变形部连接所述固定部和所述偏斜部的Z轴负侧的端部。

41.根据权利要求39所述的力觉传感器，其特征在于，

所述位移体安装于所述变形体的所述偏斜部的Z轴负侧的端部。

42.根据权利要求39所述的力觉传感器，其特征在于，

所述位移体安装于所述变形体的所述偏斜部中在该偏斜部的所述长边方向上的两端部之间的中间部。

43.根据权利要求1、11、26中任一项所述的力觉传感器，其特征在于，

所述变形体配置于XYZ三维坐标系的XY平面上，

所述偏斜部的所述长边方向是与Z轴交叉的方向，

所述第一变形部连接所述受力部和所述偏斜部的一端部，

所述第二变形部连接所述固定部和所述偏斜部的另一端部。

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