CN110476045B - 力觉传感器 - Google Patents

Abstract

一种力觉传感器，具备：变形体，具有受力部和固定部；位移体，通过在变形体产生的弹性变形而产生位移；以及检测电路，基于在位移体产生的位移来检测所作用的力，变形体具有：偏斜部，配置在受力部与固定部之间；第一变形部，连接受力部和偏斜部；以及第二变形部，连接固定部和偏斜部，位移体具有连接到偏斜部、但与固定部分开的位移部，检测电路具有配置于位移部的第一位移传感器和第二位移传感器，检测电路基于第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号和该第二电信号判定力的检测是否正常地进行。

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力矩(转矩)作为电信号输出的功能的传感器。

背景技术

以往，已知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(例如专利文献1)。这种力觉传感器除了广泛地应用于工业用机器人的力控制以外，近年来还用于生活辅助机器人，被要求高安全性。但是，例如在现有的静电电容型的力觉传感器中，虽然具备机构部、静电电容的检测部(力的检测部)、包括微型计算机的电子电路，但由于结露、碰撞、过载、或者异物混入构成电容元件的一对平行平板间而有发生故障的可能性。特别是，力觉传感器的力检测部具有可挠性，因此由于过载、重复载荷而会发生金属疲劳。由此，有可能在构成该力检测部的弹性体产生裂纹等而最终会断裂。

作为判断力觉传感器是否处于故障的简便的方法，例如只要将专利文献1中记载的力觉传感器并列排列多个(例如3个)，评价各力觉传感器的输出信号的差即可。在该方法中，将3个输出信号两两比较，若各2个力觉传感器的输出信号的差存在于规定的范围内，则判断为该力觉传感器正常地发挥功能，另一方面，若该差未存在于规定的范围内，则判断为该力觉传感器没有正常地发挥功能(处于故障)。

专利文献1：日本特开2004-354049号公报

但是，在采用使用多个力觉传感器来判断该力觉传感器是否正常地发挥功能的方法的情况下，成本会随着力觉传感器的个数而增大。进而，设置力觉传感器所需的空间也增大，成为问题。当然，也可以将安装于机器人等处的力觉传感器拆下进行故障诊断，从而判定该力觉传感器是否正常地发挥功能。但是，若将一度安装好的力觉传感器拆下，则作业成本增大，因此期待能更简便地进行故障诊断的力觉传感器。

然而，本申请人在静电电容型的力觉传感器方面发明了价格低且灵敏度高、而又难以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，从而提出了特愿2017-185184申请。在这种力觉传感器中，若能更简便地进行故障诊断，则也是极有用的。

发明内容

本发明是鉴于以上的情况而发明的。即，本发明的目的在于，提供价格低且灵敏度高、而又能通过单一的力觉传感器进行其自身的故障诊断的力觉传感器。

根据本发明的第一方面的力觉传感器具备：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，各变形部在与所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，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，所述位移体具有连接到所述偏斜部、但与所述固定部分开的位移部，所述检测电路具有配置于所述位移部的第一位移传感器和第二位移传感器，所述检测电路基于所述第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于所述第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号和该第二电信号判定力的检测是否正常地进行。

也可以是，所述检测电路输出作为所述第一电信号与所述第二电信号之和的合计电信号，所述检测电路基于所述第一电信号和所述第二电信号中至少一方、以及所述合计电信号来判定力的检测是否正常地进行。

也可以是，以上的力觉传感器还具备支撑体，所述支撑体与所述位移体相对配置，并连接到所述固定部，各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于所述位移体的所述位移部，所述固定电极与该位移电极相对地配置在所述支撑体上。

也可以是，所述位移部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。

也可以是，在所述梁上限定有第一计测部位，所述检测电路具有计测所述第一计测部位的位移的第1－1位移传感器和第1－2位移传感器，所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值输出所述第一电信号、且基于所述第1－2位移传感器的检测值输出所述第二电信号。

或者，也可以是，在所述梁上限定有第一计测部位和第二计测部位，所述检测电路具有计测所述第一计测部位的位移的第1－1位移传感器和第1－2位移传感器、以及计测所述第二计测部位的位移的第2－1位移传感器和第2－2位移传感器，所述检测电路基于所述第1－1位移传感器和所述第1－2位移传感器的各检测值输出所述第一电信号、且基于所述第2－1位移传感器和所述第2－2位移传感器的各检测值输出所述第二电信号。

也可以是，所述位移部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计测部位和所述第二计测部位关于所述连接体与所述梁的连接部位对称地被限定，所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值与所述第2－2位移传感器的检测值之差输出所述第一电信号、且基于所述第1－2位移传感器的检测值与所述第2－1位移传感器的检测值之差输出所述第二电信号。

也可以是，所述检测电路基于所述第一电信号、或者作为所述第一电信号与所述第二电信号之和的合计电信号来检测所作用的力。

根据本发明的第二方面的力觉传感器具备：变形体，为闭环状，并具有2个受力部、2个固定部和4个变形部分，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个变形部分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，连接到各变形部分，并通过在该变形部分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，所述第一变形部和所述第二变形部在与所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，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4个位移体分别具有连接到对应的所述偏斜部、但与对应的所述固定部分开的位移部，所述检测电路具有至少4个第一位移传感器和至少4个第二位移传感器，所述至少4个第一位移传感器和所述至少4个第二位移传感器在各位移部上各配置有至少1个，所述检测电路基于各第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于各第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号和该所述第二电信号判定力的检测是否正常地进行。

也可以是，所述检测电路输出作为所述第一电信号与所述第二电信号之和的合计电信号，所述检测电路基于所述第一电信号和所述第二电信号中至少一方、以及所述合计电信号来判定力的检测是否正常地进行。

也可以是，这样的力觉传感器还具备支撑体，所述支撑体与所述4个位移体相对配置，并连接到所述固定部，各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于各位移体的所述位移部，所述固定电极与各位移电极相对地配置在所述支撑体上。

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。

也可以是，在各梁上限定有第一计测部位，所述检测电路具有计测各第一计测部位的位移的第1－1位移传感器和第1－2位移传感器，所述检测电路基于各第1－1位移传感器的检测值输出所述第一电信号、且基于各第1－2位移传感器的检测值输出所述第二电信号。

或者，也可以是，在各梁上限定有第一计测部位和第二计测部位，所述检测电路具有计测各第一计测部位的位移的第1－1位移传感器和第1－2位移传感器、以及计测各第二计测部位的位移的第2－1位移传感器和第2－2位移传感器，所述检测电路基于各第1－1位移传感器和各第2－1位移传感器的各检测值输出所述第一电信号、且基于各第1－2位移传感器和各第2－2位移传感器的各检测值输出所述第二电信号。

也可以是，各位移部具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的连接体，各位移体的所述第一计测部位和所述第二计测部位关于所述连接体与所述梁的连接部位对称地被限定，各第1－1位移传感器、各第1－2位移传感器、各第2－2位移传感器以及各第2－1位移传感器沿着对应的所述梁的长度方向依次配置，所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值与所述第2－1位移传感器的检测值之差输出所述第一电信号、且基于所述第1－2位移传感器的检测值与所述第2－2位移传感器的检测值之差输出所述第二电信号。

也可以是，所述检测电路基于所述第一电信号、或者作为所述第一电信号与所述第二电信号之和的合计电信号来检测所作用的力。

此外，也可以是，所述检测电路基于所述合计电信号与所述第一电信号和所述第二电信号中至少一方的差或比来判定力的检测是否正常地进行。

根据本发明的第三方面的力觉传感器具备：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：第一偏斜部和第二偏斜部，具有长边方向，并在所述受力部与所述固定部之间从该受力部朝向该固定部依次配置；力传递部，配置于所述第一偏斜部与所述第二偏斜部之间；以及第1－1变形部、第1－2变形部、第2－1变形部和第2－2变形部，所述第1－1变形部连接所述受力部和所述第一偏斜部，所述第1－2变形部连接所述力传递部和所述第一偏斜部，所述第2－1变形部连接所述力传递部和所述第二偏斜部，所述第2－2变形部连接所述固定部和所述第二偏斜部，各变形部分别在与各偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，所述第1－1变形部与所述第一偏斜部的连接部位和所述第1－2变形部与所述第一偏斜部的连接部位在该第一偏斜部的所述长边方向上位置不同，所述第2－1变形部与所述第二偏斜部的连接部位和所述第2－2变形部与所述第二偏斜部的连接部位在该第二偏斜部的所述长边方向上位置不同，所述第1－1变形部和第1－2变形部的弹簧常数与所述第2－1变形部和第2－2变形部的弹簧常数不同，所述位移体具有第一位移部和第二位移部，所述第一位移部连接到所述第一偏斜部、但与所述固定部分开，所述第二位移部连接到所述第二偏斜部、但与所述固定部分开，所述检测电路具有计测所述第一位移部的位移的第一位移传感器和计测所述第二位移部的位移的第二位移传感器，所述检测电路基于所述第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于所述第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号与该第二电信号的比率的变化判定力的检测是否正常地进行。

也可以是，这样的力觉传感器还具备支撑体，所述支撑体与所述位移体相对配置，并连接到所述固定部，各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于所述位移体的各位移部，所述固定电极与该位移电极相对地配置在所述支撑体上。

也可以是，所述第一位移部具有在与所述第一偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的第一梁，所述第二位移部具有在与所述第二偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的第二梁。

也可以是，在所述第一梁上限定有第1－1计测部位，在所述第二梁上限定有第2－1计测部位，所述检测电路具有计测所述第1－1计测部位的位移的第1－1位移传感器和计测所述第2－1计测部位的位移的第2－1位移传感器，所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值输出所述第一电信号、且基于所述第2－1位移传感器的检测值输出所述第二电信号。

或者，也可以是，在所述第一梁上限定有第1－1计测部位和第1－2计测部位，在所述第二梁上限定有第2－1计测部位和第2－2计测部位，所述检测电路具有计测所述第1－1计测部位的位移的第1－1位移传感器、计测所述第1－2计测部位的位移的第1－2位移传感器、计测所述第2－1计测部位的位移的第2－1位移传感器以及计测所述第2－2计测部位的位移的第2－2位移传感器，所述检测电路基于所述第1－1位移传感器和所述第1－2位移传感器的各检测值输出所述第一电信号、且基于所述第2－1位移传感器和所述第2－2位移传感器的各检测值输出所述第二电信号。

也可以是，所述第一位移部具有连接所述第一偏斜部和所述第一梁的第一连接体，所述第二位移部具有连接所述第二偏斜部和所述第二梁的第二连接体，所述第一位移部的所述第1－1计测部位和所述第1－2计测部位关于所述第一连接体与所述第一梁的连接部位对称地被限定，所述第二位移部的所述第2－1计测部位和所述第2－2计测部位关于所述第二连接体与所述第二梁的连接部位对称地被限定，所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值与所述第1－2位移传感器的检测值之差输出所述第一电信号，并基于所述第2－1位移传感器的检测值与所述第2－2位移传感器的检测值之差输出所述第二电信号。

根据本发明的第四方面的力觉传感器具备：变形体，为闭环状，并具有2个受力部、2个固定部和4个变形部分，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个变形部分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；位移体，连接到各变形部分，并通过在该变形部分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和力矩中至少一方，所述4个变形部分分别具有：第一偏斜部和第二偏斜部，具有长边方向，并在所述受力部与所述固定部之间从该受力部朝向该固定部依次配置；力传递部，配置于所述第一偏斜部与所述第二偏斜部之间；以及第1－1变形部、第1－2变形部、第2－1变形部和第2－2变形部，所述第1－1变形部连接所述第一偏斜部和对应的所述受力部，所述第1－2变形部连接所述力传递部和所述第一偏斜部，所述第2－1变形部连接所述力传递部和所述第二偏斜部，所述第2－2变形部连接所述第二偏斜部和对应的所述固定部，所述第1－1变形部、所述第1－2变形部、所述第2－1变形部和所述第2－2变形部在与各偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，所述第1－1变形部与所述第一偏斜部的连接部位和所述第1－2变形部与所述第一偏斜部的连接部位在该第一偏斜部的所述长边方向上位置不同，所述第2－1变形部与所述第二偏斜部的连接部位和所述第2－2变形部与所述第二偏斜部的连接部位在该第二偏斜部的所述长边方向上位置不同，所述第1－1变形部和第1－2变形部的弹簧常数与所述第2－1变形部和第2－2变形部的弹簧常数不同，各位移体具有第一位移部和第二位移部，所述第一位移部连接到对应的所述第一偏斜部、但与各固定部分开，所述第二位移部连接到对应的第二偏斜部、但与各固定部分开，所述检测电路具有计测各第一位移部的位移的至少4个第一位移传感器和计测各第二位移部的位移的至少4个第二位移传感器，所述检测电路基于各第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于各第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号与该第二电信号的比率的变化判定力的检测是否正常地进行。

也可以是，这样的力觉传感器还具备支撑体，所述支撑体与所述第一位移部和所述第二位移部相对配置，并连接到所述固定部，各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于所述位移体的各位移部，所述固定电极与该位移电极相对地配置在所述支撑体上。

也可以是，各第一位移部具有在与对应的所述第一偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的第一梁，各第二位移部具有在与对应的所述第二偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的第二梁。

也可以是，在各第一梁上限定有第1－1计测部位，在各第二梁上限定有第2－1计测部位，所述检测电路具有计测各第1－1计测部位的位移的第1－1位移传感器和计测各第2－1计测部位的位移的第2－1位移传感器，所述检测电路基于各第1－1位移传感器的检测值输出所述第一电信号、且基于各第2－1位移传感器的检测值输出所述第二电信号。

或者，也可以是，在各第一梁上限定有第1－1计测部位和第1－2计测部位，在各第二梁上限定有第2－1计测部位和第2－2计测部位，所述检测电路具有计测各第1－1计测部位的位移的第1－1位移传感器、计测各第1－2计测部位的位移的第1－2位移传感器、计测各第2－1计测部位的位移的第2－1位移传感器以及计测各第2－2计测部位的位移的第2－2位移传感器，所述检测电路基于各第1－1位移传感器和各第1－2位移传感器的各检测值输出所述第一电信号、且基于各第2－1位移传感器和各第2－2位移传感器的各检测值输出所述第二电信号。

也可以是，各第一位移部具有连接所述第一偏斜部和所述第一梁的第一连接体，各第二位移部具有连接所述第二偏斜部和所述第二梁的第二连接体，所述第一位移部的所述第1－1计测部位和所述第1－2计测部位关于所述第一连接体与所述第一梁的连接部位对称地被限定，所述第二位移部的所述第2－1计测部位和所述第2－2计测部位关于所述第二连接体与所述第二梁的连接部位对称地被限定，所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值与所述第1－2位移传感器的检测值之差输出所述第一电信号、且基于所述第2－1位移传感器的检测值与所述第2－2位移传感器的检测值之差输出所述第二电信号。

也可以是，所述检测电路将正常地进行力的检测时的所述第一电信号与所述第二电信号的比率作为基准比率进行存储，所述检测电路基于所述第一电信号和所述第二电信号的比率与所述基准比率之差来判定力的检测是否正常地进行。

在以上的各力觉传感器中，也可以是，所述受力部相对于所述固定部的相对移动被限制在规定的范围内。

或者，也可以是，所述受力部相对于所述固定部和所述支撑体中至少一方的相对移动被限制在规定的范围内。

根据本发明的第五方面的力觉传感器具备：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；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；以及支撑体，连接到所述固定部，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，各变形部在与所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，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，所述位移体具有连接到所述偏斜部、但与所述固定部分开的位移部，所述受力部相对于所述固定部和所述支撑体中至少一方的相对移动被限制在规定的范围内。

也可以是，以上的力觉传感器还具备连接到所述固定部的支撑体，所述规定的范围由所述支撑体与所述受力部的分隔距离划定。

也可以是，以上的力觉传感器还具备止动件，所述止动件连接到所述变形体的所述固定部和所述支撑体中至少一方，将所述受力部相对于该固定部和该支撑体中至少一方的相对移动限制在所述规定的范围内。

也可以是，所述受力部具有凹部或贯通孔，所述止动件的至少一部分位于所述凹部或所述贯通孔的内部。

附图说明

图1是表示根据本发明的第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的概略俯视图。

图3是表示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是在本实施方式的力觉传感器中采用的检测电路的框图。

图9是表示力+Fx和－Fz作用于图7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10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主视图。

图11是汇总示出X轴正方向的力+Fx和Z轴负方向的力－Fz作用于受力部时在各计测部位产生的Z轴方向的位移的图表。

图12是表示采用了图10的基本结构的力觉传感器的例子的概略主视图。

图13是在图12的力觉传感器中采用的检测电路的框图。

图14是表示力+Fx和－Fz作用于图12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15是表示在图12的力觉传感器的变形体中未产生金属疲劳时的、作用于受力部的X轴正方向的力+Fx与电信号T1、T2的关系的图表。

图16是表示在图12的力觉传感器的变形体中产生金属疲劳时的、作用于受力部的X轴正方向的力+Fx与电信号T1、T2的关系的图表。

图17是表示根据本发明的第三实施方式的力觉传感器的基本结构的概略俯视图。

图18是表示从图17的Y轴正侧观察到的基本结构的概略主视图。

图19是表示从图17的X轴正侧观察到的基本结构的概略侧视图。

图20是用于说明当X轴正方向的力+Fx作用于受力部时在图17的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图21是用于说明当Y轴正方向的力+Fy作用于受力部时在图17的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图22是用于说明当Z轴正方向的力+Fz作用于受力部时在图17的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图23是用于说明当正向绕X轴的力矩+Mx作用于受力部时在图17的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图24是用于说明当正向绕Y轴的力矩+My作用于受力部时在图17的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图25是用于说明当正向绕Z轴的力矩+Mz作用于受力部时在图17的基本结构的各位移体产生的位移的图。

图26是一览示出当XYZ三维坐标系的各轴向的力和各轴向的力矩作用于受力部时在图17的基本结构的各计测部位产生的位移的图表。

图27是表示采用了图17所示的基本结构的力觉传感器的例子的概略俯视图。

图28是表示从Y轴正侧观察时的图27所示的力觉传感器的概略主视图。

图29是一览示出XYZ三维坐标系中的各轴向的力和绕各轴的力矩作用时图27所示的力觉传感器的各电容元件的静电电容值的增减的图表。

图30是针对图27所示的力觉传感器一览示出各轴向的力和绕各轴的力矩的交叉轴灵敏度的图表。

图31是表示根据本发明的第四实施方式的力觉传感器的概略俯视图。

图32是一览示出当力和力矩的4个分量作用于图31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33是针对图31所示的力觉传感器一览示出各轴向的力和绕各轴的力矩的交叉轴灵敏度的图表。

图34是表示根据图31的变形例的力觉传感器的概略俯视图。

图35是表示根据本发明的第五实施方式的力觉传感器的概略俯视图。

图36是一览示出当力和力矩的4个分量Fx、Fy、Fz、Mz作用于图35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37是表示根据第五实施方式的变形例的力觉传感器的概略俯视图。

图38是表示根据本发明的第六实施方式的力觉传感器的概略俯视图。

图39是一览示出当XYZ三维坐标系中的各轴向的力和绕各轴的力矩作用时图38所示的力觉传感器的各电容元件的静电电容值的增减的图表。

图40是表示根据图27的变形例的力觉传感器的概略俯视图。

图41是表示根据图27的又一变形例的力觉传感器的概略俯视图。

图42是一览示出当XYZ三维坐标系中的各轴向的力和各轴向的力矩Fx～Mz作用于受力部时在图41的力觉传感器的各偏斜部产生的偏斜的方向和在各位移部产生的位移的图表。

图43是表示具备用于防止过载的限动机构的基本结构的概略主视图。

图44是表示当过大的Z轴负方向的力－Fz作用于受力部时图43所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图45是表示具备根据其它例的用于防止过载的限动机构的基本结构的概略主视图。

图46是图45的概略俯视图。

图47是表示当过大的X轴正方向的力+Fx作用于受力部时图45所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图48是表示当过大的X轴负方向的力－Fx作用于受力部时图45所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图49是表示当过大的Z轴负方向的力－Fz作用于受力部时图45所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图50是表示当过大的Z轴正方向的力+Fz作用于受力部时图45所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图51是表示具备根据又一其它例的用于防止过载的限动机构的基本结构的概略主视图。

图52是图51的概略俯视图。

图53是表示当过大的X轴正方向的力+Fx作用于受力部时图51所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图54是表示当过大的X轴负方向的力－Fx作用于受力部时图51所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图55是表示当过大的Z轴负方向的力－Fz作用于受力部时图51所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图56是表示当过大的Z轴正方向的力+Fz作用于受力部时图51所示的基本结构的变形状态的概略主视图。

图57是表示根据图43的变形例的基本结构的概略主视图。

图58是位移体具有悬臂梁的结构的、根据图7的变形例的力觉传感器的概略主视图。

图59是位移体具有悬臂梁的结构的、根据图12的变形例的力觉传感器的概略主视图。

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是其概略俯视图。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具备：变形体10，其具有受力部14和固定部15，因作用于受力部14的力而产生弹性变形；以及位移体20，其连接到变形体10，由于在该变形体10产生的弹性变形而产生位移。受力部14是受到作为检测对象的力的部位，固定部15是即使力作用于受力部14也不会在XYZ三维坐标系上位移的部位。

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和固定部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的各上端部的Z坐标彼此相同。另外，受力部14和偏斜部13的各下端部的Z坐标也彼此相同。并且，受力部14的下端和偏斜部13的下端被与X轴平行延伸的第一变形部11连接，偏斜部13的上端和固定部15的上端被与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计测部位D1和第二计测部位D2。如后所述，在这些第一计测部位D1和第二计测部位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。进而，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的第一计测部位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，第二计测部位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。进而，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的第一计测部位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，第二计测部位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的第一计测部位D1向与支撑体50之间的分隔距离减少的方向(图5的下方)位移，第二计测部位D2向与支撑体50之间的分隔距离增大的方向(图5的上方)位移。

需要说明的是，还设想下述情形：由于梁21的长度，第二计测部位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，第二计测部位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的第一计测部位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，第二计测部位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，第二计测部位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，第二计测部位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，第一计测部位D1和第二计测部位D2上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的各计测部位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，图8是在本实施方式的力觉传感器100c中采用的检测电路40的框图。

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的第一计测部位D1和第二计测部位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连接到电容元件C11～C22，具有基于该电容元件C11～C22的静电电容值的变动量来计测所作用的力并将其输出的功能，第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12配置于第一计测部位D1，第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22配置于第二计测部位D2。如图所示，第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21关于梁21与连接体22的连接部位对称地配置，第1－2电容元件C12和第2－2电容元件C22在第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21之间关于该连接部位对称地配置。

如图7所示，第1－1电容元件C11具有：第1－1位移电极Em11，其隔着绝缘体配置于梁21的第一计测部位D1；以及第1－1固定电极Ef11，其隔着绝缘体与第1－1位移电极Em11相对地配置在支撑体50上。第1－2电容元件C12具有：第1－2位移电极Em12，其隔着绝缘体与第1－1电容元件C11相邻地配置于梁21的第一计测部位D1；以及第1－2固定电极Ef12，其隔着绝缘体与第1－2位移电极Em12相对地配置在支撑体50上。需要注意的是，第1－1位移电极Em11及第1－2位移电极Em12、和第1－1固定电极Ef11及第1－2固定电极Ef12中的一方也可以由共同的电极构成。

进而，如图7所示，第2－1电容元件C21具有：第2－1位移电极Em21，其隔着绝缘体配置于梁21的第二计测部位D2；以及第2－1固定电极Ef21，其隔着绝缘体与第2－1位移电极Em21相对地配置在支撑体50上。第2－2电容元件C22具有：第2－2位移电极Em22，其隔着绝缘体与第2－1电容元件C21相邻地配置于梁21的第二计测部位D2；以及第2－2固定电极Ef22，其隔着绝缘体与第2－2位移电极Em22相对地配置在支撑体50上。需要注意的是，第2－1位移电极Em21及第2－2位移电极Em22、和第2－1固定电极Ef21及第2－2固定电极Ef22中的一方也可以由共同的电极构成。

另外，如图8所示，检测电路40具有：C/V转换器42，其将与各电容元件C11～C22的静电电容值对应的电信号分别转换为对应的电压值；以及微计算机44，其基于从C/V转换器42提供的电压值算出作用于力觉传感器100c的力Fx、Fz。微计算机44具有：校正电路，其基于各电容元件C11～C22的特性(面积、极板间距离、配置的位置等)校正从C/V转换器42提供的电压值；生成电路，其对从C/V转换器42提供的电压值进行规定的差分运算，生成与力Fx、Fz对应的多个电信号(与后述的Fx1～Fx3、Fz1～Fz3对应的电信号)；比较电路，其将这些电信号相互进行比较；以及诊断电路，其基于比较电路的比较结果诊断力觉传感器100c是否正常地发挥功能。

电容元件C11～C22在图7中虽未明确地图示，但其通过规定的电路连接到C/V转换器42，通过连接到该C/V转换器42的微计算机44基于各电容元件C11～C22的静电电容值的变动量来计测所作用的力。

＜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。图9是表示力Fx和Fz作用于力觉传感器100c时各电容元件C11～C22的静电电容值的变动的图表。在该图表中，“+”表示静电电容值增大，“++”表示静电电容值大大地增大。另外，“－”表示静电电容值减少，“－－”表示静电电容值大大地减少。

(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，如根据在1－2.中参照图3说明的梁21的举动可理解的，在第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12中，位移电极Em11、Em12与对应的固定电极Ef11、Ef12的分隔距离分别减少。另一方面，在第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22中，位移电极Em21、Em22与对应的固定电极Ef21、Ef22的分隔距离分别增大。因而，第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12的静电电容值增大，第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22的静电电容值减少。另外，当考虑从偏斜部13与梁21的连接部位、即从梁21的偏斜的中心到各电容元件C11～C22的距离时，第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21的静电电容值的变动量大于第1－2电容元件C12和第2－2电容元件C22的静电电容值的变动量。以上的结果在图9的Fz的栏中汇总示出。

另外，在本实施方式中，第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21按距离梁21的偏斜的中心彼此相等的距离配置，第1－2电容元件C12和第2－2电容元件C22按距离梁21的偏斜的中心彼此相等的距离配置。因此，第1－1电容元件C11的静电电容值的变动的大小(|ΔC11|)和第2－1电容元件C21的静电电容值的变动的大小(|ΔC21|)相互相等。进而，第1－2电容元件C12的静电电容值的变动的大小(|ΔC12|)和第2－2电容元件C22的静电电容值的变动的大小(|ΔC22|)相互相等。因此，当设为|ΔC11|＝|ΔC21|＝ΔC1、|ΔC12|＝|ΔC22|＝ΔC2时，力+Fx作用时的第1－1电容元件C11～第2－2电容元件C22的各静电电容值C11a～C22a用下面的[式1]表示。在[式1]中，C11～C22分别表示力没有作用时的各电容元件C11～C22的静电电容值。需要注意的是，这种表示方法在后续的各式中是同样的。

[式1]

C11a＝C11+ΔC1

C12a＝C12+ΔC2

C21a＝C21－ΔC1

C22a＝C22－ΔC2

微计算机44基于这样的静电电容值的变动，通过下面的[式2]所示的+Fx1～+Fx3中任一来计测所作用的力+Fx。末尾的数字“1”～“3”是用于区分+Fx的值是基于哪个(些)电容元件计测得到的符号。当然，若力觉传感器100c正常地发挥功能，则+Fx1～+Fx3成为实质上相等的值。另外，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]

+Fx1＝C11－C21

+Fx2＝C12－C22

+Fx3＝Fx1+Fx2＝(C11+C12)－(C21+C22)

需要注意的是，在X轴负方向的力－Fx作用于力觉传感器100c的受力部14的情况下，如根据在1－2.中参照图4说明的梁21的举动可理解的，第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12的静电电容值减少，第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22的静电电容值增大。因此，为了计测所作用的力－Fx，只要在[式2]中使符号全部相反即可。结果是，无论X轴方向的力Fx的方向是正还是负，都能用与[式2]相同的式子来计测力Fx。

在计测力Fx时，从S/N的观点出发，优选使用基于离偏斜部13的长边方向l远、且静电电容值的变动量相对大的电容元件C11、C21的Fx1的式子、或者基于全部电容元件C11～C22的Fx3的式子。

(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，如根据在1－2.中参照图5说明的梁21的举动可理解的，在第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12中，位移电极Em11、Em12与对应的固定电极Ef11、Ef12的分隔距离分别减少，在第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22中，位移电极Em21、Em22与对应的固定电极Ef21、Ef22的分隔距离分别增大。因而，第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12的静电电容值增大，第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22的静电电容值减少。另外，与力Fx作用时同样地，第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21的静电电容值的变动量大于第1－2电容元件C12和第2－2电容元件C22的静电电容值的变动量。以上的结果在图9的Fz的栏中汇总示出。

更详细地，当力－Fz作用时在第一计测部位D1产生的位移是前述的偏斜部13整体向Z轴负方向的位移与梁21的偏斜所致的向Z轴负方向的位移之和，在第二计测部位D2产生的位移是偏斜部13的该位移与梁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C11～C22的静电电容值的变动的话，在第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12中，由于梁21的偏斜而在第一计测部位D1产生的位移与偏斜部13整体向Z轴负方向的位移叠加，因此位移电极Em11、Em12与固定电极Ef11、Ef12的分隔距离分别大大地减少。另一方面，在第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22中，由于梁21的偏斜而在第二计测部位D2产生的位移被偏斜部13整体向Z轴负方向的位移抵消，因此位移电极Em21、Em22与固定电极Ef21、Ef22的分隔距离分别稍微增大。

不过，在此为了简化，假设梁21的长度足够大，因此能无视偏斜部13整体向Z轴方向的位移来进行考虑。因此，微计算机44通过下面的[式3]来计测所作用的力－Fz。

[式3]

－Fz1＝C11－C21

－Fz2＝C12－C22

－Fz3＝(－Fz1)+(－Fz2)＝(C11+C12)－(C21+C22)

需要注意的是，在Z轴正方向的力+Fz作用于力觉传感器100c的受力部14的情况下，如根据在1－2.中参照图6说明的梁21的举动可理解的，第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12的静电电容值减少，第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22的静电电容值增大。因此，为了计测所作用的力+Fz，只要在[式3]中使符号全部相反即可。结果是，无论Z轴方向的力Fz的方向是正还是负，均能用与[式3]相同的式子来计测力Fz。

在此，在比较[式2]和[式3]时可知，+Fx和－Fz的右边相同。因而，根据本实施方式的力觉传感器100c无法识别所作用的力是+Fx还是－Fz。即，力觉传感器100c无法识别所作用的力的方向。因此，力觉传感器100c可适于在作用的力仅限于X轴方向或Z轴方向的一方向的环境下使用。

当计测力Fz时，从S/N的观点来看，优选使用基于离偏斜部13的长边方向l远、且静电电容值的变动量相对大的电容元件C11、C21的Fz1的式子、或者基于全部电容元件C11～C22的Fz3的式子。

＜1－5.故障诊断＞

本实施方式的检测电路40具有判定力觉传感器100c是否正常地发挥作用的功能。在此，对该故障诊断的功能进行说明。

本实施方式的检测电路40的微计算机44输出第一电信号T1、第二电信号T2以及合计电信号T3，第一电信号T1基于第1－1电容元件C11的静电电容值的变动量与第1－2电容元件C12的静电电容值的变动量之差，第二电信号T2基于第2－1电容元件C21的静电电容值的变动量与第2－2电容元件C22的静电电容值的变动量之差，合计电信号T3是第一电信号T1与第二电信号T2之和。即，第一电信号T1是表示上述的力Fx1和Fz1的电信号，第二电信号T2是表示上述的Fx2和Fz2的电信号，合计电信号是表示上述的力Fx3和Fz3的电信号。若写下第一电信号T1、第二电信号T2以及合计电信号T3，则如下面的[式4]所示。

[式4]

T1＝C11－C21

T2＝C12－C22

T3＝T1+T2＝(C11+C12)－(C21+C22)

然而，如图9所示，第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21的静电电容值的变动量大于第1－2电容元件C12和第2－2电容元件C22的静电电容值的变动量。因此，例如通过微计算机44的校正电路使第二电信号T2与规定的校正系数k相乘，从而能使第一电信号T1和第二电信号T2的输出电平一致。

然后，微计算机44中包含的比较电路对这2个电信号T1、k·T2进行比较。该比较是基于各信号T1、k·T2之差(例如：T1－k·T2)或者各信号T1、k·T2之比(例如：T1/(k·T2))进行的。然后，作为比较2个电信号T1、k·T2的结果，若T1与k·T2的差或比包含于规定的范围内，则微计算机44的诊断电路判定为力觉传感器100c正常地发挥功能。另一方面，若T1与k·T2的差或比未包含在规定的范围内，则微计算机44的诊断电路判定为力觉传感器100c未正常地发挥功能(发生故障)，并将该判定结果作为故障诊断信号输出。若具有这样的检测电路40，则能通过单一的力觉传感器100c来检测构成电容元件C11～C22的电极的破损、短路、混入异物等异常。

当然，也可以对各电容元件C11～C22的静电电容值的变动量进行AD转换，通过微计算机44来比较各静电电容值，从而诊断力觉传感器100c的故障。

根据如上所述的本实施方式，通过对基于第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21的静电电容值的变动量的第一电信号T1与基于第1－2电容元件C12和第2－2电容元件C22的静电电容值的变动量的第二电信号T2进行比较，从而能诊断力觉传感器100c的故障。当然，即便代替其而对上述合计电信号T3与第一电信号T1和第二电信号T2中一方进行比较，也能诊断力觉传感器100c的故障。进而，在力觉传感器100c中，由于偏斜部13的偏斜而使各计测部位D1、D2发生位移，由此能使在偏斜部13产生的偏斜有效地放大。由上可知，根据本实施方式，能提供价格低且灵敏度高、而又能通过单一的力觉传感器100c来诊断其自身的故障的力觉传感器100c。

另外，根据本实施方式，如[式2]和[式3]所示，检测电路40通过静电电容值的差分来计测所作用的力Fx、Fz，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的第一计测部位D1和第二计测部位D2在梁21上关于连接体22与梁21的连接部位对称地配置。因此，在第一计测部位D1产生的位移和在第二计测部位D2产生的位移是相同的大小，而符号相互不同，从而可通过简单的运算检测所作用的力。

另外，检测电路40基于第一电信号T1或合计电信号T3来检测所作用的力，因此可进行S/N优异的力的检测。

＜1－6.变形例＞

需要注意的是，在以上的力觉传感器100c中，位移体20具有双支梁的结构，但也可以代替其而具有悬臂梁的结构。这样的例子在图58中示出。图58是位移体20具有悬臂梁的结构的、根据图7的变形例的力觉传感器105c的概略主视图。在图58所示的例子中，位移体20p具有上述的力觉传感器100c的梁21中限定有第二计测部位D2一侧的部分缺失的悬臂梁的结构(符号21p)。其它构成与图7所示的力觉传感器100c相同，因此在图58中对与力觉传感器100c共同的构成标注与图7相同的符号，在此省略其详细的说明。

在这样的力觉传感器105c中，通过在上述的[式2]～[式4]中设为C21＝C22＝0，由此能检测作用于力觉传感器105c的力，还能进行力觉传感器105c的故障诊断。不过，图58所示的力觉传感器105c无法通过电容元件的静电电容值的差来检测所作用的力Fx、Fz。因此，需要注意力觉传感器105c易于受到使用环境下的温度变化、共态噪声的影响这一点。

＜＜＜§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＞

图10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的概略主视图。在此，也与图1同样地定义XYZ三维坐标系来进行以下的说明。

如图10所示，本实施方式的基本结构200具备变形体210，变形体210具有受力部214和固定部215，通过作用于受力部214的力而产生弹性变形。变形体210具有长边方向la、lb，并具有：第一偏斜部213a和第二偏斜部213b，其在受力部214与固定部215之间从受力部214朝向固定部215依次配置；以及力传递部216，其配置在第一偏斜部213a与上述第二偏斜部213b之间。并且，受力部214和第一偏斜部213a由第1－1变形部211a连接，力传递部216和第一偏斜部213a由第1－2变形部212a连接。进而，力传递部216和第二偏斜部213b由第2－1变形部211b连接，固定部215和第二偏斜部213b由第2－2变形部212b连接。

各变形部211a～212b分别在与各偏斜部213a、213b的长边方向la、lb交叉的方向上延伸，第1－1变形部211a与第一偏斜部213a的连接部位R1a以及第1－2变形部212a与第一偏斜部213a的连接部位R2a在第一偏斜部213a的长边方向la上位置不同。进而，第2－1变形部211b与第二偏斜部213b的连接部位R1b以及第2－2变形部212b与第二偏斜部213b的连接部位R2b在该第二偏斜部213b的长边方向lb上位置不同。

另外，关于变形体210，第1－1变形部211a及第1－2变形部212a的弹簧常数与第2－1变形部211b及第2－2变形部212b的弹簧常数不同。在本实施方式中，如图10所示，第1－1变形部211a和第1－2变形部212a形成为比第2－1变形部211b和第2－2变形部212b薄。由此，第1－1变形部211a和第1－2变形部212a的弹簧常数形成为比第2－1变形部211b和第2－2变形部212b的弹簧常数小。

如图10所示，位移体220a、220b具有：第一位移部，其与固定部215分开，由于第一偏斜部213a的偏斜而发生位移；以及第二位移部，其与固定部215分开，由于第二偏斜部213b的偏斜而发生位移。在本实施方式中，第一位移部构成为在与第一偏斜部213a的长边方向la交叉的方向上延伸的第一梁221a，第二位移部构成为在与第二偏斜部213b的长边方向lb交叉的方向上延伸的第二梁221b。并且，如图10所示，在第一梁221a上限定有第1－1计测部位D11和第1－2计测部位D12，在第二梁221b上限定有第2－1计测部位D21和第2－2计测部位D22。

具体地，第一位移体220a具有连接变形体210的第一偏斜部213a和第一梁221a的第一连接体222a，第二位移体220b具有连接变形体210的第二偏斜部213b和第二梁221b的第二连接体222b。并且，第一梁221a的第1－1计测部位D11和第1－2计测部位D12关于第一连接体222a与第一梁221a的连接部位对称地配置。进而，第二梁221b的第2－1计测部位D12和第2－2计测部位D22关于第二连接体222b与第二梁221b的连接部位对称地配置。如后所述，在这些计测部位D11～D22配置有位移传感器，使用该位移传感器检测作用于受力部214的力。

换句话说，本实施方式的基本结构200具有准备2个图1所示的基本结构100，将其串联配置为一个基本结构100的固定部15和另一个基本结构100的受力部14重叠的结构。

＜2－2.基本结构的作用＞

下面，说明图10所示的基本结构200的作用。

当X轴方向的力Fx作用于受力部214时，该力Fx经由第1－1变形部211a、第一偏斜部213a以及第1－2变形部212a传递到力传递部216。即，X轴方向的力Fx也作用于力传递部216。另外，当Z轴方向的力Fz作用于受力部214时，该力Fz同样地传递到力传递部216。即，Z轴方向的力Fz也作用于力传递部216。

因此，当X轴正方向的力+Fx作用于受力部214时在第1－1计测部位D11和第2－1计测部位D12产生的Z轴方向的位移与当X轴正方向的力+Fx作用于第一实施方式的受力部14时在第一计测部位D1和第二计测部位D2产生的Z轴方向的位移分别是相同的方向。关于在第2－1计测部位D21和第2－2计测部位D22产生的Z轴方向的位移，该情况也成立。不过，如前所述，第1－1变形部211a和第1－2变形部212a的弹簧常数小于第2－1变形部211b和第2－2变形部212b的弹簧常数，因此在第1－1计测部位D11和第2－1计测部位D12产生的Z轴方向的位移大于在第2－1计测部位D21和第2－2计测部位D22产生的Z轴方向的位移。

进而，当Z轴负方向的力－Fz作用于受力部214时在第1－1计测部位D11和第2－1计测部位D12产生的Z轴方向的位移与当Z轴负方向的力－Fx作用于第一实施方式的受力部14时在第一计测部位D1和第二计测部位D2产生的Z轴方向的位移分别是相同的方向。关于在第2－1计测部位D21和第2－2计测部位D22产生的Z轴方向的位移，该情况也成立。需要注意的是，如根据图10可理解的，当Z轴方向的力Fz作用于受力部214时，第一偏斜部213a通过在第1－2变形部212a、第2－1变形部211b以及第2－2变形部212b分别产生的挠曲变形而在Z轴方向上位移。另一方面，在第一实施方式中，当Z轴方向的力Fz作用于受力部14时，偏斜部13仅通过在第二变形部12产生的挠曲变形而在Z轴方向上位移。因而，在根据本实施方式的基本结构200中，当Z轴方向的力Fz作用于受力部214时，第一偏斜部213a向Z轴方向的位移带给第1－1计测部位D11和第2－1计测部位D12向Z轴方向的位移的影响与第一实施方式相比更大。不过，在此也为了简化，设各梁221a、221b足够长，无视各偏斜部213a、213b整体向Z轴方向的位移来进行考虑。

以上的考察的结果在图11中汇总示出。图11是将X轴正方向的力+Fx和Z轴负方向的力－Fz作用于受力部214时在各计测部位D11～D22产生的Z轴方向的位移汇总示出的图表。在图11中，“+”表示向Z轴正方向位移，“++”表示在Z轴方向上大大地位移。另外，“－”表示向Z轴负方向位移，“－－”表示向Z轴负方向大大地位移。需要注意的是，在作用的力的方向相反的情况下，各自的正负相反。

＜2－3.力觉传感器的构成＞

下面，说明具有在1－2、1－3中说明的基本结构200的力觉传感器200c的构成。图12是表示采用了图10的基本结构200的力觉传感器200c的例子的概略主视图，图13是在图12的力觉传感器200c中采用的检测电路240的框图。

如图12所示，力觉传感器200c具有：上述的基本结构200；以及检测电路240，其基于在基本结构200的各梁221a、221b上限定的4个计测部位D11～D22所产生的各位移来检测所作用的力。本实施方式的检测电路240如图12所示具有配置于第1－1计测部位D11的第1－1电容元件C11、配置于第1－2计测部位D12的第1－2电容元件C12、配置于第2－1计测部位D21的第2－1电容元件C21以及配置于第2－2计测部位D22的第2－2电容元件C22作为位移传感器。

进而，检测电路240如后所述连接到电容元件C11～C22，具有基于该电容元件C11～C22的静电电容值的变动量来计测所作用的力并将其输出的功能。如图所示，第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12关于第一梁221a与第一连接体222a的连接部位对称地配置，第2－1电容元件C21和第2－2电容元件C22关于第二梁221b与第二连接体222b的连接部位对称地配置。

如图12所示，第1－1电容元件C11具有：第1－1位移电极Em11，其隔着绝缘体配置于第一梁221a的第1－1计测部位D11；以及第1－1固定电极Ef11，其隔着绝缘体与第1－1位移电极Em11相对地配置在支撑体250上。第1－2电容元件C12具有：第1－2位移电极Em12，其隔着绝缘体配置于第一梁221a的第1－2计测部位D12；以及第1－2固定电极Ef12，其隔着绝缘体与第1－2位移电极Em12相对地配置在支撑体250上。需要注意的是，第1－1位移电极Em11及第1－2位移电极Em12和第1－1固定电极Ef11及第1－2固定电极Ef12中的一方也可以由共同的电极构成。

进而，如图12所示，第2－1电容元件C21具有：第2－1位移电极Em21，其隔着绝缘体配置于第二梁221b的第2－1计测部位D21；以及第2－1固定电极Ef21，其隔着绝缘体与第2－1位移电极Em21相对地配置在支撑体250上。第2－2电容元件C22具有：第2－2位移电极Em22，其隔着绝缘体配置于第二梁221b的第2－2计测部位D22；以及第2－2固定电极Ef22，其隔着绝缘体与第2－2位移电极Em22相对地配置在支撑体250上。需要注意的是，第2－1位移电极Em21及第2－2位移电极E22和第2－1固定电极Ef21及第2－2固定电极Ef22中的一方也可以由共同的电极构成。

另外，如图13所示，检测电路240与第一实施方式的检测电路40同样地具有C/V转换器42和微计算机44。不过，本实施方式的微计算机44与第一实施方式的不同之处在于：具有将作为正常地进行力检测时的第1－1电容元件C11与第1－2电容元件C12的静电电容值之差的第一电信号T1(＝C11－C12)与作为第2－1电容元件C21与第2－2电容元件C22的静电电容值之差的第二电信号T2(＝C21－C22)的比率作为基准比率Rs进行存储的存储电路。

电容元件C11～C22在图12中虽未明确地图示，但通过规定的电路连接到C/V转换器42，通过连接到该C/V转换器42的微计算机44基于各电容元件C11～C22的静电电容值的变动量来计测所作用的力。

＜2－4.力觉传感器的作用＞

下面，图14是表示力+Fx和－Fz作用于图12的力觉传感器200c时各电容元件C11～C22的静电电容值的变动的图表。图14所示的各电容元件C11～C22的静电电容值的变动根据图11的图表是显而易见的。需要注意的是，在图14中，“+”表示静电电容值增大，“++”表示静电电容值大大地增大。另外，“－”表示静电电容值减少，“－－”表示静电电容值大大地减少。

观察力+Fx、－Fz作用于力觉传感器200的受力部214时的各电容元件C11～C22的静电电容值的变动的符号(增大或减少)，与力+Fx、－Fz作用于根据第一实施方式的力觉传感器100c的受力部14时的各电容元件C11～C22的符号相同(参照图9)。当然，在反方向的力－Fx、+Fz作用的情况下，同样的情况也成立。因此，作用于力觉传感器200c的力+Fx、－Fz可通过上述的[式2]和[式3]分别算出。

需要注意的是，在计测力Fx、Fz时，从S/N的观点出发，优选使用基于静电电容值相对大地变动的电容元件C11、C21的第一电信号T1([参照式4])或者基于全部电容元件C11～C22的合计电信号T3([参照式4])。

＜2－5.故障诊断＞

本实施方式的检测电路240具有判定力觉传感器200c是否正常地发挥作用的功能。在此，对该故障诊断的功能进行说明。

当力Fx、Fz反复作用于力觉传感器200c的受力部214时，变形体210会产生金属疲劳。在力Fx、Fz所致的弹性变形相对大的第1－1变形部211a和第1－2变形部212a显著地显现出金属疲劳。若该金属疲劳累积，则第1－1变形部211a和第1－2变形部211b的强度下降，最终发生变形体210断裂。若在金属材料累积金属疲劳，则该金属材料会软化。因此，第1－1变形部211a和第1－2变形部212a的弹簧常数变小。即，在本实施方式的变形部210中，若在第1－1变形部211a和第1－2变形部212a累积金属疲劳，则该变形部211a、212a由于力Fx、Fz而较大地变形。因此，通过受到第1－1变形部211a和第1－2变形部212a的影响的第1－1电容元件C11和第1－2电容元件C12提供的第一电信号T1的灵敏度上升。

当然，在第2－1变形部211b和第2－2变形部212b也显现出金属疲劳。但是，由于第1－1变形部211a和第1－2变形部212a的弹簧常数与第2－1变形部211b和第2－2变形部212b的弹簧常数的差异，认为在第2－1变形部211b和第2－2变形部212b产生的金属疲劳与第1－1变形部211a和第1－2变形部212a相比更小。

在此，图15是表示在图12的力觉传感器200c的变形体210未产生金属疲劳时、作用于受力部214的X轴正方向的力+Fx与电信号T1、T2的关系的图表。在图15中，符号T1a表示第一电信号T1的图示，符号T2a表示第二电信号T2的图示。因而，在各图中，表示电信号T1a、T2a的直线的斜率示出力觉传感器200c的检测灵敏度。各图示的斜率(灵敏度)的差异是由第1－1变形部211a和第1－2变形部212a的弹簧常数与第2－1变形部211b和第2－2变形部212b的弹簧常数的差异造成的。

如图15所示，在力觉传感器200c的变形体210未产生金属疲劳时，第一电信号T1和第二电信号T2与力+Fx成比例。表示第一电信号T1的图示的斜率m1a是2，表示第二电信号T2的图示的斜率m2a是0.5。即，斜率的比(m1a/m2a)是4。该值是基准比率Rs(＝T1a/T2a)。

接着，图16是表示在图12的力觉传感器200c的变形体210产生金属疲劳时、作用于受力部214的X轴正方向的力+Fx与电信号T1、T2的关系的图表。在图16中，符号T1b表示第一电信号T1的图示，符号T2b表示第二电信号T2的图示。

如图16所示，当在力觉传感器200c的变形体210产生金属疲劳时，表示第一电信号T1的图示的斜率m1b增大到3(灵敏度增大50％)，表示第二电信号T2的图示的斜率m2b增大到0.6(灵敏度增大了20％)。因而，在第2－1变形部211b和第2－2变形部212b产生的金属疲劳确实小于在第1－1变形部211a和第1－2变形部212a产生的金属疲劳。在图16中，各图示的斜率之比(m1b/m2b)是5。

在此要关注的是，在第1－1变形部211a及第1－2变形部212a与第2－1变形部211b及第2－2变形部212b间，金属疲劳的显现程度不同。即，在显现金属疲劳前，第一电信号T1a与第二电信号T2a之比(T1a/T2a＝基准比率Rs)是4，而在显现了金属疲劳后，第一电信号T1b与第二电信号T2b的比率(T1b/T2b)上升到5。在本实施方式中，利用该情况进行力觉传感器200c的故障诊断。

换句话说，在第1－1变形部211a及第1－2变形部212a与第2－1变形部211b及第2－2变形部212b间金属疲劳的累积和显现的特性不同，因此第一电信号T1与第二电信号T2的比率随着反复的负荷而逐渐变化。并且，当反复的负荷进一步作用于力觉传感器200c时，变形体210最终在第1－1变形部211a和第1－2变形部212a中任一方上断裂，变得无法进行适当的力的检测。

由上可知，通过一面使用与弹簧常数相对大的变形部211b、212b相关联的第二电信号T2计测力Fx、Fz，一面评价该计测时的第一电信号T1和第二电信号T2的比率与没有显现金属疲劳的初始状态下的第一电信号T1a和第二电信号T2a的比率之差是否处于规定的范围内，从而能够判定力觉传感器200c是否正常地发挥功能。当然，也可以基于第一电信号T1来计测力Fx、Fz。在该情况下，提供第一电信号T1的电容元件C11、C12与弹簧常数相对小的变形部211a、212a相关联，因此对作用的力Fx、Fz的灵敏度高，能进行S/N优异的力的计测。或者，也可以通过第一电信号T1与第二电信号T2之和来计测作用的力Fx、Fz。

进行故障诊断的步骤如下。即，微计算机44的比较电路对存储于存储电路的初始状态的第一电信号T1a与第二电信号T2a的比率(T1a/T2a)同当前的第一电信号T1与第二电信号T2的比率进行比较。该比较的结果被提供到微计算机44的诊断电路。该诊断电路判定所提供的比较结果是否处于规定的范围内。若诊断的结果是初始状态的比率(T1a/T2a)与当前的比率(T1/T2)之差处于规定的范围内，则微计算机47判定为力觉传感器200c正常地发挥功能，并输出计测得到的力Fx、Fz的值。另一方面，若该差未处于规定的范围内，则微计算机47判定为力觉传感器200c未正常地发挥功能(处于故障)，并输出故障诊断信号。

在如上的本实施方式中，根据基于第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21的静电电容值的变动量的第一电信号T1与基于第1－2电容元件C12和第2－2电容元件C22的静电电容值的变动量的第二电信号T2的比率的变化来进行力觉传感器200c的故障诊断。在该故障诊断中，不仅能诊断在电容元件C11～C22的电极发生的异常，而且还能诊断在变形体210产生的金属疲劳所致的力觉传感器200c的故障。进而，在力觉传感器200c中，各计测部位D11～D22由于偏斜部213a、213b的偏斜而发生位移，因此能使在偏斜部213a、213b产生的偏斜有效地放大。即，根据本实施方式，能提供价格低且灵敏度高、而又能通过单一的力觉传感器200c进行其自身的故障诊断的力觉传感器200c。

另外，在本实施方式中，检测电路240也是通过静电电容值的差分来计测所作用的力Fx、Fz，因此可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200c。

另外，位移体20的第1－1计测部位D11和第1－2计测部位D12在第一梁221a上关于第一连接体222a与第一梁221a的连接部位对称地配置，第2－1计测部位D21和第2－2计测部位D22在第二梁221b上关于第二连接体222b与第二梁221b的连接部位对称地配置。通过这样的对称的配置，可通过简单的运算来检测所作用的力。

＜2－6.变形例＞

需要注意的是，在以上的力觉传感器200c中，位移体220具有双支梁的结构，但也可以代替其而具有悬臂梁的结构。这样的例子在图59中示出。图59是位移体220具有悬臂梁的结构的、根据图12的变形例的力觉传感器201c的概略主视图。在图59所示的例子中，第一位移体220pa具有上述的力觉传感器200c的第一梁221a中限定有第1－2计测部位D12一侧的部分缺失的悬臂梁的结构(符号221pa)。进而，第二位移体220pb具有力觉传感器200c的第二梁221b中限定有第2－2计测部位D22一侧的部分缺失的悬臂梁的结构(符号221pb)。由于其它构成与图12所示的力觉传感器200c相同，因此在图59中，对与力觉传感器200c共同的构成标注与图12相同的符号，并省略其详细的说明。

在这样的力觉传感器201c中，若在上述的[式2]～[式4]中设为C21＝C22＝0，则能基于2－4.和2－5.的说明来检测作用于力觉传感器201c的力，还能进行力觉传感器201c的故障诊断。不过，图59所示的力觉传感器201c无法根据电容元件的静电电容值的差来检测所作用的力Fx、Fz。因此，需要注意力觉传感器201c易于受到使用环境中的温度变化、共态噪声的影响这一点。

＜＜＜§3.根据本发明的第三实施方式的力觉传感器＞＞＞

下面，说明根据本发明的第三实施方式的力觉传感器300c。

＜3－1.基本结构的构成＞

图17是表示根据本发明的第三实施方式的力觉传感器300c的基本结构300的概略俯视图。图18是表示从图17的Y轴正侧观察到的基本结构300的概略主视图，图19是表示从图17的X轴正侧观察到的基本结构300的概略侧视图。在此，如图17至图19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17中，为了便于说明，省略了受力体360的图示。

如图17至图19所示，基本结构300具备变形体，上述变形体为闭环状的变形体，并具有：2个受力部318、319；2个固定部316、317，其沿着闭环状的路径与该2个受力部318、319交替地配置；以及4个变形部分(component)310A～310D，其在被沿着闭环状的路径而相邻的受力部318、319和固定部316、317夹着的4个间隙中各配置一个，通过作用于受力部318、319的力或者力矩而产生弹性变形。基本结构300还具备连接到各变形部分310A～310D、通过在该变形部分310A～310D产生的弹性变形而发生位移的4个位移体320A～320D。

在本实施方式中，如图17所示，一方受力部318在正的X轴上、另一方受力部319在负的X轴上相互关于原点O对称地配置。另外，一方固定部316在正的Y轴上、另一方固定部317在负的Y轴上相互关于原点O对称地配置。包括这些受力部318、319和固定部316、317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310。

如图17至图19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310A在配置于X轴负侧的受力部319与配置于Y轴正侧的固定部316之间配置为弧形，并具有：第一偏斜部313A，其以Z轴方向(图17的进深方向)为长边方向；第1－1变形部311A，其连接受力部319和第一偏斜部313A；以及第1－2变形部312A，其连接固定部316和第一偏斜部313A。如图18所示，第1－1变形部311A与XY平面平行地延伸，在第一偏斜部313A的Z轴负侧的端部(下端)连接到该第一偏斜部313A。第1－2变形部312A与XY平面平行地延伸，在第一偏斜部313A的Z轴正侧的端部(上端)连接到该第一偏斜部313A。

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310B在配置于X轴正侧的受力部318与配置于Y轴正侧的固定部316之间配置为弧形，并具有：第二偏斜部313B，其以Z轴方向(图17的进深方向)为长边方向；第2－1变形部311B，其连接受力部318和第二偏斜部313B；以及第2－2变形部312B，其连接固定部316和第二偏斜部313B。如图18所示，第2－1变形部311B与XY平面平行地延伸，在第二偏斜部313B的Z轴负侧的端部(下端)连接到该第二偏斜部313B。第2－2变形部312B与XY平面平行地延伸，在第二偏斜部313B的Z轴正侧的端部(上端)连接到该第二偏斜部313B。

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310D和第三变形部分310C分别与使环状变形体310的Y轴正侧(图17的环状变形体310的上半部)的部分绕原点旋转180°时的上述第二变形部分310B和第一变形部分310A的构成对应。因此，在此省略其详细的说明。在图17至图19中，对于第三变形部分310C的构成部分，在符号的末尾标有“C”，对于第四变形部分310D的构成部分，在符号的末尾标有“D”。进而，基本结构300的各固定部316、317的下端部连接到支撑体350，支撑体350隔着规定的间隔与后述的第一梁321A～第四梁321D相对配置。

如图17至图19所示，前述的4个位移体320A～320D在第一变形部分310A～第四变形部分310D的各偏斜部313A～313D的下端(Z轴负侧的端部)各连接有一个。各位移体320A～320D分别具有因对应的偏斜部313A～313D的偏斜而位移的位移部。如图17至图19所示，该位移部是经由连接体322A～322D分别安装于各偏斜部313A～313D的下端的第一梁321A～第四梁321D。

这些梁321A～322D在与对应的偏斜部313A～313D的长边方向(Z轴方向)正交的方向上延伸，从环状变形体310的径向观察时均具有左右对称的形状。不管哪个梁321A～322D均与固定部316、317和受力部318、319分开，该梁321A～322D的偏斜(转动)不受妨碍。并且，在第一梁321A上，关于该第一梁321A与第一连接体322A的连接部位对称地限定有第一计测部位D1和第二计测部位D2。同样地，在第二梁321B上，关于该第二梁321B与第二连接体322B的连接部位对称地限定有第三计测部位D3和第四计测部位D4，在第三梁321C上，关于该第三梁321C与第三连接体322C的连接部位对称地限定有第五计测部位D5和第六计测部位D6，在第四梁321D上，关于该第四梁321D与第四连接体322D的连接部位对称地限定有第七计测部位D7和第八计测部位D8。如后所述，在这些第一计测部位D1～第八计测部位D8各自上各配置有两个电容元件，检测作用于受力部318、319的力和力矩。结果，基本结构300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310A～第四变形部分310D配置为圆环状。

进而，如图18和图19所示，在环状变形体310的Z轴正侧配置有用于接受检测对象的力的受力体360。受力体360具有：受力体主体361，其在从Z轴方向观察时具有与环状变形体310重叠的圆环形状；以及受力部连接体362、363，其设于受力体主体361中与环状变形体310的受力部318、319面对的部位。这些受力部连接体362、363连接到对应的受力部318、319，作用于受力体主体361的力和力矩传递到各受力部318、319。

＜3－2.基本结构的作用＞

下面，说明如上的基本结构300的作用。

(3－2－1.当力+Fx作用时)

图20是用于说明当X轴正方向的力+Fx作用于受力部318、319时在图17的基本结构300的各位移体320A～320D产生的位移的图。在图20中，作用于受力部318、319的力用涂黑的粗箭头表示。另外，当力作用时，在各变形部分310A～310D的偏斜部313A～313D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313A～313D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313A～313D的偏斜而在位移体320A～320D的梁321A～321D的各计测部位D1～D8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318、319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360作用于受力部318、319时，如图20所示，受力部318、319向X轴正方向位移。由此，第一变形部分310A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313A向逆时针方向偏斜，因此第一梁321A也向逆时针方向偏斜。其结果是，第一计测部位D1向Z轴负方向位移，第二计测部位D2向Z轴正方向位移。

第二变形部分310B由于受力部318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313B向逆时针方向偏斜，因此第二梁321B也向逆时针方向偏斜。其结果是，第三计测部位D3向Z轴负方向位移，第四计测部位D4向Z轴正方向位移。

第三变形部分310C由于受力部318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313C向顺时针方向偏斜，因此第三梁321C也向顺时针方向偏斜。其结果是，第五计测部位D5向Z轴正方向位移，第六计测部位D6向Z轴负方向位移。

进而，第四变形部分310D由于受力部319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313D向顺时针方向偏斜，因此第四梁321D也向顺时针方向偏斜。其结果是，第七计测部位D7向Z轴正方向位移，第八计测部位D8向Z轴负方向位移。

(3－2－2.当力+Fy作用时)

下面，图21是用于说明当Y轴正方向的力+Fy作用于受力部318、319时在图17的基本结构300的各位移体320A～320D产生的位移的图。

当Y轴正方向的力+Fy经由受力体360作用于受力部318、319时，如图21所示，受力部318、319向Y轴正方向位移。由此，第一变形部分310A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313A和第一梁321A向逆时针方向偏斜，因此第一计测部位D1向Z轴负方向位移，第二计测部位D2向Z轴正方向位移。

第二变形部分310B由于受力部318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313B和第二梁321B向顺时针方向偏斜，因此第三计测部位D3向Z轴正方向位移，第四计测部位D4向Z轴负方向位移。

第三变形部分310C由于受力部318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313C和第三梁321C向顺时针方向偏斜，因此第五计测部位D5向Z轴正方向位移，第六计测部位D6向Z轴负方向位移。

第四变形部分310D由于受力部319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313D和第四梁321D向逆时针方向偏斜，因此第七计测部位D7向Z轴负方向位移，第八计测部位D8向Z轴正方向位移。

(3－2－3.当力+Fz作用时)

下面，图22是用于说明当Z轴正方向的力+Fz作用于受力部318、319时在图17的基本结构300的各位移体320A～320D产生的位移的图。

当Z轴正方向的力+Fz经由受力体360作用于受力部318、319时，如图22所示，受力部318、319向Z轴正方向位移。由此，第一变形部分310A～第四变形部分310D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313A和第三偏斜部313C向顺时针方向偏斜，因此第一梁321A和第三梁321C也向顺时针方向偏斜。其结果是，第一计测部位D1和第五计测部位D5向Z轴正方向位移，第二计测部位D2和第六计测部位D6向Z轴负方向位移。

另一方面，第二偏斜部313B和第四偏斜部313D向逆时针方向偏斜，因此第二梁321B和第四梁321D也向逆时针方向偏斜。其结果是，第三计测部位D3和第七计测部位D7向Z轴负方向位移，第四计测部位D4和第八计测部位D8向Z轴正方向位移。

(3－2－4.当力矩+Mx作用时)

下面，图23是用于说明当正向绕X轴的力矩+Mx作用于受力部318、319时在图17的基本结构300的各位移体320A～320D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360作用于受力部318、319时，各受力部318、319中的Y轴正侧(图23的上侧)的部位向Z轴正方向(跟前侧)位移，Y轴负侧(图23的下侧)的部位向Z轴负方向(里侧)位移。即，力沿与图22相同的方向作用于第一变形部分310A和第二变形部分310B。因而，如在3－2－3.中说明的，第一计测部位D1向Z轴正方向位移，第二计测部位D2向Z轴负方向位移，第三计测部位D3向Z轴负方向位移，第四计测部位D4向Z轴正方向位移。

另一方面，第三变形部分310C从受力部319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313C向逆时针方向偏斜，因此第三梁321C也向逆时针方向偏斜。其结果是，第五计测部位D5向Z轴负方向位移，第六计测部位D6向Z轴正方向位移。

第四变形部分310D从受力部318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313D向顺时针方向偏斜，因此第四梁321D也向顺时针方向偏斜。其结果是，第七计测部位D7向Z轴正方向位移，第八计测部位D8向Z轴正方向位移。

(3－2－5.当力矩+My作用时)

下面，图24是用于说明当正向绕Y轴的力矩+My作用于受力部318、319时在图17的基本结构300的各位移体320A～320D产生的位移的图。

当正向绕Y轴的力矩+My经由受力体360作用于受力部318、319时，位于X轴负侧的受力部319向Z轴正方向(图24的从里向跟前的方向)位移，位于X轴正侧的受力部318向Z轴负方向(图24的从跟前向里的方向)位移。即，力沿与图22相同的方向作用于第一变形部分310A和第四变形部分310D。因而，如在3－2－3.中说明的，第一计测部位D1向Z轴正方向位移，第二计测部位D2向Z轴负方向位移，第七计测部位D7向Z轴负方向位移，第八计测部位D8向Z轴正方向位移。

另一方面，如图24所示，第二变形部分310B和第三变形部分310C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310B中，第二偏斜部313B向顺时针方向偏斜，因此第二梁321B也向顺时针方向偏斜。其结果是，第三计测部位D3向Z轴正方向位移，第四计测部位D4向Z轴负方向位移。在第三变形部分310C中，与图23同样地，第三偏斜部313C向逆时针方向偏斜，由此，第五计测部位D5向Z轴负方向位移，第六计测部位D6向Z轴正方向位移。

(3－2－6.当力矩+Mz作用时)

下面，图25是用于说明当正向绕Z轴的力矩+Mz作用于受力部318、319时在图17的基本结构300的各位移体320A～320D产生的位移的图。

当正向绕Z轴的力矩+Mz经由受力体360作用于受力部318、319时，位于X轴负侧的受力部319向Y轴负方向位移，位于X轴正侧的受力部318向Y轴正方向位移。位于X轴正侧的受力部318的位移是与力+Fy作用时相同的方向(参照图21)，因此在配置于X轴正侧的第二变形部分310B和第三变形部分310C产生与图21相同的弹性变形。即，第三计测部位D3向Z轴正方向位移，第四计测部位D4向Z轴负方向位移，第五计测部位D5向Z轴正方向位移，第六计测部位D6向Z轴负方向位移。

另一方面，第一变形部分310A由于受力部319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313A和第一梁321A向顺时针方向偏斜，因此第一计测部位D1向Z轴正方向位移，第二计测部位D2向Z轴负方向位移。

另外，第四变形部分310D由于受力部319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313D和第四梁321D向顺时针方向偏斜，因此第七位移部D7向Z轴正方向位移，第八计测部位D8向Z轴负方向位移。

综上，在图26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318、319时在图17的基本结构300的各偏斜部313A～313D产生的偏斜的方向和在各位移体320A～320B的各计测部位D1～D8产生的位移。在图26中，记载在各偏斜部313A～313D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，记载在各计测部位D1～D8的栏中的“+”的记号意味着对应的位移部与支撑体350的分隔距离增大，“－”的记号意味着对应的位移部与支撑体350的分隔距离减少。

需要说明的是，当作用于受力体360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313A～313D的偏斜方向全部相反。其结果是，在各位移体320A～320D的计测部位D1～D8产生的位移的方向也相反，在图26中一览示出的偏斜的方向和各计测部位D1～D8与支撑体350的分隔距离的增减(+/－)全部相反。

＜3－3.力觉传感器的构成＞

下面，说明具有在3－1、3－2中说明的基本结构300的力觉传感器300c的构成。

图27是表示采用了图17所示的基本结构300的力觉传感器300c的一例的概略俯视图，图28是表示从Y轴正侧观察到的图27所示的力觉传感器300c的概略主视图。

如图27和图28所示，力觉传感器300c具有：上述基本结构300；以及检测电路340，其基于在基本结构300的位移体320A～320D的各计测部位D1～D8产生的位移来检测所作用的力和力矩。如图27和图28所示，本实施方式的检测电路340具有：总计16个电容元件C11～C82，其在各位移体320A～320D的各计测部位D1～D8上各配置有两个；以及微计算机344，其连接到这些电容元件C11～C82，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。

电容元件C11～C82的具体配置如下。即，如图27和图28所示，第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21关于第一梁321A与第一连接体322A的连接部位对称地配置，第1－2电容元件C12和第2－2电容元件C22关于该连接部位对称地配置在第1－1电容元件C11和第2－1电容元件C21之间。其它电容元件也同样地配置。即，第3－1电容元件C31和第4－1电容元件C41关于第二梁321B与第二连接体322B的连接部位对称地配置，第3－2电容元件C32和第4－2电容元件C42关于该连接部位对称地配置在第3－1电容元件C31和第4－1电容元件C41之间。第5－1电容元件C51和第6－1电容元件C61关于第三梁321C与第三连接体322C的连接部位对称地配置，第5－2电容元件C52和第6－2电容元件C62关于该连接部位对称地配置在第5－1电容元件C51和第6－1电容元件C61之间。进而，第7－1电容元件C71和第8－1电容元件C81关于第四梁321D与第四连接体322D的连接部位对称地配置，第7－2电容元件C72和第8－2电容元件C82关于该连接部位对称地配置在第7－1电容元件C71和第8－1电容元件C81之间。

如后所述，配置在各梁321A～321D的外侧的8个电容元件Cn1(n＝1、2、……8)作为第一位移传感器用于输出表示所作用的力和力矩的第一电信号T1，配置在各梁321A～321D的内侧的8个电容元件Cn2(n＝1、2、……8)作为第二位移传感器用于计测表示所作用的力和力矩的第二电信号T2。

各电容元件C11～C82的具体的构成与图7所示的力觉传感器100c的各电容元件C11～C22相同。即，配置于第n计测部位Dn(n＝1、2、……、8)的第n－1电容元件Cn1(n＝1、2、……、8)具有：第n－1位移电极Emn1(n＝1、2、……、8)，其隔着绝缘体(未图示)配置于第n计测部位Dn；以及第n－1固定电极Efn1(n＝1、2、……、8)，其隔着绝缘体(未图示)与第n－1位移电极Emn1相对地配置在支撑体350上。另外，第n－2电容元件Cn2(n＝1、2、……、8)具有：第n－2位移电极Emn2(n＝1、2、……、8)，其隔着绝缘体(未图示)与第n－1位移电极Emn1相邻地配置于第n计测部位Dn(n＝1、2、……、8)；以及第n－2固定电极Efn2(n＝1、2、……、8)，其隔着绝缘体(未图示)与第n－2位移电极Emn2相对地配置在支撑体250上。

这些电容元件C11～C82虽在图27和图28中未明确地图示，但通过规定的电路连接到微计算机344，各电容元件C11～C82的静电电容值提供到该微计算机344。

＜2－4.力觉传感器的作用＞

下面，参照图29说明在2－3.中说明的力觉传感器200c的作用。

图29是一览示出XYZ三维坐标系中的各轴向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz作用于受力部318、319时图27所示的力觉传感器的各电容元件C11～C82的静电电容值的增减的图表。在该图表中，“+”表示静电电容值增大，“++”表示静电电容值大大地增大。另外，“－”表示静电电容值减少，“－－”表示静电电容值大大地减少。

关于在图29中示出的各电容元件C11～C82的静电电容值的符号(正或负)，根据在图26所示的基本结构300的各计测部位D1～D8产生的位移是显而易见的。另外，通过考虑从偏斜部313A～313D与梁321A～321D的连接部位、即从各梁321A～321D的偏斜的中心到各电容元件C11～C22的距离来理解各电容元件C11～C82的静电电容值的变动的大小。即，在配置于距离各梁321A～321D的偏斜的中心相对远的位置的8个电容元件Cn1(n＝1、2、……8)(第一位移传感器)中，静电电容值的变动相对地大，在配置于距离该偏斜的中心相对近的位置的8个电容元件Cn2(n＝1、2、……8)(第二位移传感器)中，静电电容值的变动相对地小。

根据以上内容，通过与上述1－4.同样地考虑，作用于受力部318、319的各轴向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz通过下面的[式6]和[式7]中任一来计测。各式左边的末尾的数字“1”和“2”是用于区分力和力矩是从电容元件Cn1(n＝1、2、……8)(第一位移传感器)计测的、或者还是从电容元件Cn2(n＝1、2、……8)(第二位移传感器)计测的符号。

[式6]

+Fx1＝C11－C21+C31－C41－C51+C61－C71+C81

+Fy1＝C11－C21－C31+C41－C51+C61+C71－C81

+Fz1＝－C11+C21+C31－C41－C51+C61+C71－C81

+Mx1＝－C11+C21+C31－C41+C51－C61－C71+C81

+My1＝－C11+C21－C31+C41+C51－C61+C71－C81

+Mz1＝－C11+C21－C31+C41－C51+C61－C71+C81

[式7]

+Fx2＝C12－C22+C32－C42－C52+C62－C72+C82

+Fy2＝C12－C22－C32+C42－C52+C62+C72－C82

+Fz2＝－C12+C22+C32－C42－C52+C62+C72－C82

+Mx2＝－C12+C22+C32－C42+C52－C62－C72+C82

+My2＝－C12+C22－C32+C42+C52－C62+C72－C82

+Mz2＝－C12+C22－C32+C42－C52+C62－C72+C82

当然，也可以通过下面的[式8]所示的[式6]与[式7]之和来计测各力Fx～Fz和力矩Mx、My、Mz。在基于[式6]与[式7]之和的式子的末尾带有“3”，以与[式6]和[式7]进行区分。在此，将来自检测电路340的、与[式6]对应的电信号称为第一电信号T1，将与[式7]对应的电信号称为第二电信号T2，将与[式8]对应的电信号称为合计电信号T3。

[式8]

+Fx3＝Fx1+Fx2

+Fy3＝Fy1+Fy2

+Fz3＝Fz1+Fz2

+Mx3＝Mx1+Mx2

+My3＝My1+My2

+Mz3＝Mz1+Mz2

需要注意的是，在负方向的力－Fx、－Fy、－Fz或负向绕各轴的力矩－Mx、－My、－Mz作用于力觉传感器300c的受力体360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29相反。因此，为了检测力－Fx、－Fy、－Fz或力矩－Mx、－My、－Mz，只要使[式6]～[式8]的右边和左边的符号全部相反即可。结果是，即使作用负的力和负的力矩，也是通过[式6]～[式8]来计测力和力矩。

在计测力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz时，从S/N的观点出发，优选使用基于离各梁321A～321D的偏斜的中心远而静电电容值的变动量相对大的电容元件C1n(n＝1、2、……、8)(第一位移传感器)的第一电信号T1(与[式6]对应)或者基于全部电容元件C11～C82的合计电信号T3(与[式8]对应)。

＜3－5.力觉传感器的交叉轴灵敏度＞

下面，参照图30说明根据本实施方式的力觉传感器300c的交叉轴灵敏度。图30是一览示出图27所示的力觉传感器300c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。

图30的图表中所配的数字是针对图29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6]或[式7]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[式6]的Fx的式子中基于图29的Fx的行设C11＝C31＝C61＝C81＝+1、设C21＝C41＝C51＝C71＝－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[式6]的表示Fx的式子中基于图29的Fy的行设C11＝C41＝C61＝C71＝+1、设C21＝C31＝C51＝C82＝－1而得到的值。其它格子的数字也是同样。

根据图30，Fx和My的交叉轴灵敏度以及Fy和Mx的交叉轴灵敏度为100％。即、力觉传感器300c无法区分Fx和My，也无法区分Fy和Mx。这从[式6]和[式7]的+Fx的式子与+My的式子处于符号相互不同的关系、+Fy的式子与+Mx的式子处于符号相互不同的关系也能理解。因此，力觉传感器300c无法检测所有的各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz。但是，通过限定于不作用Fx和Fy的用途或者不作用Mx和My的用途来进行使用，能有用地活用力觉传感器300c。

＜3－6.故障诊断＞

本实施方式的检测电路340也具有判定力觉传感器300c是否正常地发挥作用的功能。

如前所述，本实施方式的检测电路340的微计算机344输出基于[式6]的右边的第一电信号T1和基于[式7]的右边的第二电信号T2。例如，若着眼于力Fx，写下第一电信号T1和第二电信号T2，则如下面的[式9]所示。

[式9]

T1＝C11－C21+C31－C41－C51+C61－C71+C81

T2＝C12－C22+C32－C42－C52+C62－C72+C82

然而，如图29所示，构成[式9]的第一电信号T1右边的电容元件C1n(n＝1、2、……、8)(第一位移传感器)的静电电容值的变动量大于构成第二电信号T2右边的电容元件C2n(n＝1、2、……、8)(第二位移传感器)的静电电容值的变动量。因此，例如通过微计算机344的校正电路使第二电信号T2与规定的校正系数k相乘，从而能使第一电信号T1和第二电信号T2的输出电平一致。

然后，微计算机344中包含的比较电路对这2个电信号T1、k·T2进行比较。该比较是基于各信号T1、k·T2之差(例如：T1－k·T2)或者各信号T1、k·T2之比(例如：T1/(k·T2))进行的。然后，作为比较2个电信号T1、k·T2的结果，若T1与k·T2的差或比包含于规定的范围内，则微计算机344的诊断电路判定为力觉传感器300c正常地发挥功能。另一方面，若T1与T2之差未包含在规定的范围内，则微计算机344的诊断电路判定为力觉传感器300c未正常地发挥功能(发生故障)，并将该判定结果作为故障诊断信号输出。根据这样的检测电路，能通过单一的力觉传感器300c来检测构成电容元件C11～C82的电极的破损、短路、混入异物等异常。

当然，也可以对各电容元件C11～C82的静电电容值的变动量进行AD转换，通过微计算机344来比较各静电电容值，从而诊断力觉传感器300c的故障。

需要注意的是，在以上的说明中，着眼于力Fx而规定了第一电信号T1和第二电信号T2，但也可以着眼于其它的力Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz中的1个或2个以上来规定第一电信号T1和第二电信号T2。

根据如上的本实施方式，通过对基于电容元件C1n(n＝1、2、……、8)(第一位移传感器)的静电电容值的变动量的第一电信号T1和基于电容元件C2n(n＝1、2、……、8)(第二位移传感器)的静电电容值的变动量的第二电信号T2进行比较，从而能诊断力觉传感器300c的故障。进而，在力觉传感器300c中，各计测部位D1～D8由于各偏斜部313A～313D的偏斜而位移，由此能使在各偏斜部313A～313D产生的偏斜有效地放大。即，根据本实施方式，能提供价格低且灵敏度高、而又能通过单一的力觉传感器300c进行其自身的故障诊断的力觉传感器300c。

另外，如[式6]和[式7]所示，检测电路340根据静电电容值的差分来计测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz，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300c。

另外，各位移体320A～320D的一方的计测部位D1、D3、D5、D7和另一方的计测部位D2、D4、D6、D8关于偏斜部313A～313D与梁321A～321D的连接部位对称地配置。因此，在一方的计测部位D1、D3、D5、D7产生的位移和在另一方的计测部位D2、D4、D6、D8产生的位移是相同的大小，而符号相互不同，从而可通过简单的运算检测所作用的力和力矩。

另外，检测电路340基于与[式6]对应的第一电信号T1或与[式8]对应的合计电信号T3来检测所作用的力和力矩，因此可进行S/N优异的计测。

＜＜＜§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中说明的力觉传感器300c可检测各轴方向的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz中的4个分量，并可着眼于它们中的至少1个分量诊断力觉传感器300c的故障。然而，为了检测这4个分量，未必一定要在力觉传感器300c中设置16个电容元件C11～C82。在此，作为上述力觉传感器300c的变形例，说明可通过更少的电容元件来检测4个分量的根据第四实施方式的力觉传感器400c。

图31是表示根据本发明的第四实施方式的力觉传感器400c的概略俯视图。

如图31所示，力觉传感器400c与根据第三实施方式的力觉传感器300c的不同之处在于，梁421A～421D由悬臂梁构成。具体地，力觉传感器400c的各梁421A～421D成为去除力觉传感器300c的各梁321A～321D中的、位于在图27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400c中，在各梁421A～421D上各限定有1个计测部位D1、D3、D5、D7。并且，在这4个计测部位D1、D3、D5、D7上各配置有2个、共8个电容元件C11、C12、C31、C32、C51、C52、C71、C72。各电容元件的构成与第三实施方式相同。

这8个电容元件虽在图31中未图示，但通过规定的电路连接到检测电路440的微计算机444，各电容元件的静电电容值提供到该微计算机444。并且，如后所述，微计算机444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的其它构成与第三实施方式相同。因此，对与第三实施方式共同的构成部分标注大致相同的符号，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个分量也是根据第三实施方式的力觉传感器300c可检测的4个分量。

如上所述，根据本实施方式的力觉传感器400c除了梁421A～421D由悬臂梁构成这一点以外，与根据第三实施方式的力觉传感器300c通用。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的各计测部位D1、D3、D5、D7上产生与根据第三实施方式的力觉传感器300c的对应的计测部位D1、D3、D5、D7相同的位移。

由上可知，当力和力矩的4个分量Fz、Mx、My、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32中一览所示地发生变动。图中的“+/++”和“－/－－”记号的含义与图29相同。需要注意的是，图32的图表与图29中的、力Fz和力矩Mx、My、Mz作用时的8个电容元件C11、C12、C31、C32、C51、C52、C71、C72的静电电容值的增减相同。

基于这样的静电电容值的变动，微计算机444通过下面的[式10]和[式11]来计测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz。各式从[式6]和[式7]的Fz、Mx、My和Mz的式子中删除了C21、C22、C41、C42、C61、C62、C81和C82。各式左边末尾的数字“1”和“2”是用于区分力和力矩是从电容元件Cn1(n＝1、3、5、7)(第一位移传感器)计测得到、还是从电容元件Cn2(n＝1、3、5、7)(第二位移传感器)计测得到的符号。

[式10]

+Fz1＝－C11+C31－C51+C71

+Mx1＝－C11+C31+C51－C71

+My1＝－C11－C31+C51+C71

+Mz1＝－C11－C31－C51－C71

[式11]

+Fz2＝－C12+C32－C52+C72

+Mx2＝－C12+C32+C52－C72

+My2＝－C12－C32+C52+C72

+Mz2＝－C12－C32－C52－C72

当然，也可以与第三实施方式同样地，通过基于[式10]与[式11]的和的合计电信号来计测各力Fz和力矩Mx、My、Mz。进而，如在第三实施方式中说明的，[式10]和[式11]在负方向的力－Fz或负向绕各轴的力矩－Mx、－My、－Mz作用于力觉传感器400c的受力体460的情况下也成立。

若基于[式10]或[式11]求出力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度，则如在图33中一览所示。交叉轴灵敏度与图30同样地是针对图32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33所示，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度是零。不过，根据[式10]和[式11]，绕Z轴的力矩Mz通过静电电容值之和求出。因此，关于力矩Mz，需要注意易于受力觉传感器400c的使用环境中的温度变化、共态噪声的影响这一点。

这样的力觉传感器400如下所述地判定该力觉传感器400c是否正常地发挥功能。

检测电路440的微计算机444输出基于[式10]右边的第一电信号T1和基于[式11]右边的第二电信号T2。即，若着眼于力Fz，写下第一电信号T1和第二电信号T2，则如下面的[式12]所示。

[式12]

T1＝－C11+C31－C51+C71

T2＝－C12+C32－C52+C72

然而，如图32所示，构成式T1的右边的电容元件C1n(n＝1、3、5、7)(第一位移传感器)的静电电容值的变动量大于构成式T2的右边的电容元件C2n(n＝1、3、5、7)(第二位移传感器)的静电电容值的变动量。因此，与第三实施方式同样地，例如通过微计算机444的校正电路使第二电信号T2与规定的校正系数k相乘，从而能使第一电信号T1和第二电信号T2的输出电平一致。

然后，微计算机444中包含的比较电路对这2个电信号T1、k·T2进行比较。该比较是基于各信号T1、k·T2之差(例如：T1－k·T2)或者各信号T1、k·T2之比(例如：T1/(k·T2))进行的。然后，作为比较2个电信号T1、k·T2的结果，若T1与k·T2的差或比包含于规定的范围内，则微计算机444的诊断电路判定为力觉传感器400c正常地发挥功能。另一方面，若T1与k·T2的差或比未包含在规定的范围内，则微计算机444的诊断电路判定为力觉传感器400c未正常地发挥功能(发生故障)，并将该判定结果作为故障诊断信号输出。根据这样的检测电路440，能通过单一的力觉传感器400c来检测构成各电容元件的电极的破损、短路、混入异物等异常。

当然，也可以对各电容元件C11～C82的静电电容值的变动量进行AD转换，通过微计算机444来比较各静电电容值，从而诊断力觉传感器400c的故障。

需要注意的是，在以上的说明中，着眼于力Fx而规定了第一电信号T1和第二电信号T2，但也可以着眼于其它的力Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz中的1个或2个以上来规定第一电信号T1和第二电信号T2。

通过以上的本实施方式，也能提供与第三实施方式同样的效果。需要注意的是，在以上的说明中，设想了特定的梁构成为悬臂梁，但当然也可以使用具有图27所示的双支梁的结构的力觉传感器300c，仅使用特定的电容元件来计测作用于该力觉传感器300c的力和力矩。

＜4－2.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400c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34是表示根据第四实施方式的变形例的力觉传感器401c的概略俯视图。

如图34所示，力觉传感器401c与根据第三实施方式的力觉传感器300c的不同之处在于，第一梁421A和第二梁421B用悬臂梁构成。具体地，根据本变形例的力觉传感器401c的第一梁421A和第二梁421B与根据第四实施方式的力觉传感器400c的第一梁421A和第二梁421B是同样的，力觉传感器401c的第三梁421C和第四梁421D与图27所示的根据第三实施方式的力觉传感器300c的第三梁321C和第四梁321D是同样的。因而，在力觉传感器401c中，分别在第一梁421A上限定有第一计测部位D1，在第二梁421B上限定有第三计测部位D3，分别在第三梁421C上限定有第五计测部位D5和第六计测部位D6，在第四梁421D上限定有第七计测部位D7和第八计测部位D8。第五计测部位D5、第六计测部位D6、第七计测部位D7和第八计测部位D8的配置与根据第三实施方式的力觉传感器300c的对应的计测部位D5～D8的配置相同。并且，在这6个计测部位各配置有一个电容元件C1n(n＝1、3、5、6、7、8)(第一位移传感器)和一个电容元件C2n(n＝1、3、5、6、7、8)(第二位移传感器)。各电容元件的构成与第三实施方式相同。

虽然在图34中未明确地图示，但这6个电容元件通过规定的电路连接到微计算机444，各电容元件的静电电容值提供到该微计算机444。然后，如后所述，微计算机444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的其它构成与第三实施方式相同。因此，对与第三实施方式共同的构成部分标注大致相同的符号，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D1、D3、D5～D8分别产生与根据第三实施方式的力觉传感器300c的对应的检测部D1、D3、D5～D8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29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，微计算机444通过下面的[式13]或[式14]来计测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz。[式13]和[式14]所示的4个式子中，Fz、Mx和My的式子分别与[式10]和[式11]的对应的式子相同。当然，在[式13]和[式14]中，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度均为零。

[式13]

+Fz1＝－C11+C31－C51+C71

+Mx1＝－C11+C31+C51－C71

+My1＝－C11－C31+C51+C71

+Mz1＝－C11－C31+C61+C81

[式14]

+Fz2＝－C12+C32－C52+C72

+Mx2＝－C12+C32+C52－C72

+My2＝－C12－C32+C52+C72

+Mz2＝－C12－C32+C62+C82

通过如上的力觉传感器401c，也能提供与第三实施方式同样的效果。进而，根据力觉传感器401c，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矩Mz。

需要注意的是，力觉传感器401c中的故障诊断方法与在4－1.中说明的根据第四实施方式的力觉传感器400c同样，故在此省略其说明。

＜4－3.根据再一变形例的力觉传感器＞

(4－3－1.变形例1)

作为用于检测力Fz和力矩Mx、My、Mz的力觉传感器，在图31中示出了从图27所示的力觉传感器300c删除了8个电容元件C21、C22、C41、C42、C61、C62、C81、C82的力觉传感器，但不限于这样的方式。作为根据其它例的力觉传感器(未图示)，可考虑从图27所示的力觉传感器300c删除了8个电容元件C11、C12、C41、C42、C51、C52、C81、C82的力觉传感器。即，该力觉传感器具有8个电容元件C21、C22、C31、C32、C61、C62、C71、C72。

对该力觉传感器作用力和力矩时的各电容元件的增减与图29所示的对应的电容元件的增减相同。因而，该力觉传感器的检测电路440的微计算机444通过下面的[式15]和[式16]来计测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz。[式15]和[式16]分别从[式6]和[式7]的Fz、Mx、My和Mz的式子中仅抽出了对应的电容元件。

[式15]

+Fz1＝C21+C31+C61+C71

+Mx1＝C21+C31－C61－C71

+My1＝C21－C31－C61+C71

+Mz1＝C21－C31+C61－C71

[式16]

+Fz2＝C22+C32+C62+C72

+Mx2＝C22+C32－C62－C72

+My2＝C22－C32－C62+C72

+Mz2＝C22－C32+C62－C72

当基于图29所示的对应的电容元件的静电电容值的增减和[式15]或[式16]求出力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度时，与图33相同。因而，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度为零。不过，根据[式15]和[式16]，Z轴方向的力Fz是通过静电电容值之和求出的。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。

(4－3－2.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，还考虑从图27所示的力觉传感器300c删除了8个电容元件C21、C22、C31、C32、C61、C62、C71、C72的力觉传感器。即，该力觉传感器具有8个电容元件C11、C12、C41、C42、C51、C52、C81、C82。

对该力觉传感器作用力和力矩时的各电容元件的增减与图29所示的对应的电容元件的增减相同。因而，该力觉传感器的检测电路440的微计算机444通过下面的[式17]和[式18]来计测所作用的力Fz和力矩Mx、My、Mz。[式17]和[式18]分别从[式6]和[式7]的Fz、Mx、My和Mz的式子中仅抽出了对应的电容元件。

[式17]

+Fz1＝－C11－C41－C51－C81

+Mx1＝－C11－C41+C51+C81

+My1＝－C11+C41+C51－C81

+Mz1＝－C11+C41－C51+C81

[式18]

+Fz2＝－C12－C42－C52－C82

+Mx2＝－C12－C42+C52+C82

+My2＝－C12+C42+C52－C82

+Mz2＝－C12+C42－C52+C82

当基于图29所示的对应的电容元件的静电电容值的增减和[式17]或[式18]求出力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度时，与图33相同。因而，力Fz和力矩Mx、My、Mz的交叉轴灵敏度为零。不过，根据[式17]和[式18]，Z轴方向的力Fz是通过静电电容值之和求出的。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。

需要注意的是，从S/N的观点出发，优选使用基于静电电容值的变动相对大的电容元件的式子，即在变形例1中使用[式15]、在变形例2中使用[式17]来计测所作用的力和力矩，或者在各变形例中算出与[式8]的Fz3、Mx3、My3和Mz3对应的合计电信号，通过该合计电信号来计测所作用的力和力矩。

不管在以上所示的变形例1和2的哪种情况下，故障诊断的方法都与根据第四实施方式的力觉传感器400c相同。因此，在此省略其详细的说明。

＜＜＜§5.根据本发明的第五实施方式的力觉传感器及其变形例＞＞＞

＜5－1.根据本发明的第五实施方式的力觉传感器＞

在§4中，作为第四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的力觉传感器。

图35是表示根据本发明的第五实施方式的力觉传感器500c的概略俯视图。如图35所示，力觉传感器500c与第四实施方式同样地具有8个电容元件，但它们的配置与第四实施方式不同。具体地，力觉传感器500c的各梁521A～521D具有分别删除了力觉传感器300c的各梁321A～321D中的、固定部316、317侧的部位的悬臂梁结构。因而，在力觉传感器500c中，在各梁521A～521D上各限定有1个计测部位D1、D4、D5、D8。并且，在这4个计测部位D1、D4、D5、D8各配置有2个电容元件C11、C12、C41、C42、C51、C52、C81、C82。各电容元件的构成与第二实施方式相同。

这8个电容元件在图31中虽未图示，但通过规定的电路连接到检测电路540的微计算机544，各电容元件的静电电容值提供到该微计算机544。然后，如后所述，微计算机544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500c的力。

力觉传感器500c的其它构成与第三和第四实施方式同样。因此，对与第三和第四实施方式共同的构成部分标注大致相同的符号，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500c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，这4个分量也是根据第三实施方式的力觉传感器300c可检测的4个分量。

图36是一览示出当力和力矩的4个分量Fx、Fy、Fz、Mz作用于图35所示的力觉传感器500c时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500c除了梁521A～521D用悬臂梁构成这一点以外，具有与根据第三实施方式的力觉传感器300c同样的结构。因而，当力或力矩经由受力体560作用于受力部518、519时，在各梁521A～521D的各检测部D1、D4、D5、D8分别产生与根据第三实施方式的力觉传感器300c中的对应的检测部相同的位移。

因而，力和力矩作用于力觉传感器500c时的各电容元件的增减与图29所示的对应的电容元件的增减相同。与图29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。

基于这样的静电电容值的变动，微计算机544通过下面的[式19]或[式20]来计测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mz。[式19]和[式20]从[式6]和[式7]的Fz、Mx、My和Mz的式子中仅抽出了对应的电容元件。

[式19]

+Fx1＝C11－C41－C51+C81

+Fy1＝C11+C41－C51－C81

+Fz1＝－C11－C41－C51－C81

+Mz1＝－C11+C41－C51+C81

[式20]

+Fx2＝C12－C42－C52+C82

+Fy2＝C12+C42－C52－C82

+Fz2＝－C12－C42－C52－C82

+Mz2＝－C12+C42－C52+C82

当基于图36所示的对应的电容元件的静电电容值的增减和[式19]或[式20]求出力Fx、Fy、Fz和力矩Mz的交叉轴灵敏度时，均为零。交叉轴灵敏度的算出方法与其它实施方式同样。不过，根据[式19]和[式20]，Z轴方向的力Fz是通过静电电容值之和求出的。因此，关于力Fz，需要注意易于受到力觉传感器500c的使用环境中的温度变化、共态噪声的影响这一点。

在本实施方式中，从S/N的观点出发，也优选通过基于静电电容值的变动相对大的电容元件的[式19]来计测所作用的力和力矩，或者基于[式19]和[式20]来算出与[式8]的Fx3、Fy3、Fz3和Mz3对应的合计电信号，通过该合计电信号来计测所作用的力和力矩。

以上那样的本实施方式中的故障诊断方法与根据第四实施方式的力觉传感器400c同样。因此，在此省略其详细的说明。

通过这样的力觉传感器500c，也能提供与第三实施方式同样的效果。特别是在本实施方式中，能提供可检测各轴方向的力并可进行故障诊断的力觉传感器500c。

＜5－2.根据变形例的力觉传感器＞

如上所述，力觉传感器500c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，说明这样的力觉传感器501c。

图37是表示根据第五实施方式的变形例的力觉传感器501c的概略俯视图。如图37所示，关于力觉传感器501c的基本结构501和电容元件的配置，Y坐标为正(图37的上半部)的部分与图35的力觉传感器500c相同，Y坐标为负(图37的下半部)的部分与图27所示的力觉传感器300c相同。虽在图37中未明确地图示，但各电容元件通过规定的电路连接到微计算机544，各电容元件的静电电容值提供到微计算机544。然后，如后所述，微计算机544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501c的力。

关于力觉传感器501c的其它构成，与第三实施方式同样。因此，对与第三实施方式共同的构成部分标注大致相同的符号，并省略其详细的说明。

力和力矩作用于力觉传感器501c时的各电容元件的增减与图29所示的对应的电容元件的增减相同。基于这样的静电电容值的变动，微计算机544通过下面的[式21]或[式22]来计测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mz。[式21]和[式22]从[式6]和[式7]的Fx、Fy、Fz和Mz的式子中仅抽出了对应的电容元件。需要注意的是，[式21]和[式22]所示的4个式子中，Fx、Fy和Mz的式子分别与[式19]和「式20]的对应的式子相同。当然，在[式21]和[式22]中，力Fx、Fy、Fz和力矩Mz的交叉轴灵敏度均为零。

[式21]

+Fx1＝C11－C41－C51+C81

+Fy1＝C11+C41－C51－C81

+Fz1＝－C11－C41+C61+C71

+Mz1＝－C11+C41－C51+C81

[式22]

+Fx2＝C12－C42－C52+C82

+Fy2＝C12+C42－C52－C82

+Fz2＝－C12－C42+C62+C72

+Mz2＝－C12+C42－C52+C82

在本实施方式中，从S/N的观点出发，也优选通过基于静电电容值的变动相对大的电容元件的[式21]来计测所作用的力和力矩，或者基于[式21]和[式22]算出与[式8]的Fx3、Fy3、Fz3和Mz3对应的合计电信号，通过该合计电信号来计测所作用的力和力矩。

本变形例中的故障诊断方法与根据第五实施方式的力觉传感器500c同样。因此，在此省略其详细的说明。

通过这样的力觉传感器501c，也能提供与根据第五实施方式的力觉传感器500c同样的效果。特别是在本实施方式中，能通过差分来运算全部的4个分量，因此能排除力觉传感器501c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。

由上可知，如在§4和§5中说明的，通过将图1所示的4个力觉传感器100c排列成闭环状，由此能检测力的4分量(Fz、Mx、My、Mz的组、或Fx、Fy、Fz、Mz的组)。当然，也可以仅检测这4分量中的任意的分量。

需要注意的是，在§4和§5中说明的根据各实施方式及其变形例的各力觉传感器400c、401c、500c、501c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27所示的双支梁的结构的原样下仅着眼于在各力觉传感器中采用的特定的电容元件，从而来计测所作用的力和力矩。

＜＜＜§6.根据本发明的第六实施方式的力觉传感器＞＞＞

＜6－1.力觉传感器的构成＞

如在§1中说明的，图7的力觉传感器100c无法检测该力觉传感器100c因变形体10的金属疲劳而发生故障。因此，关于将4个图7所示的力觉传感器100c连结为闭环状而构成的§3的力觉传感器300c，也可以说是同样的。

另一方面，§2的力觉传感器200c能够检测在变形体220中是否发生金属疲劳，因此若将4个该力觉传感器200c连结为闭环状而构成新的力觉传感器，则能进行力和力矩的4分量的检测以及检测由金属疲劳导致的力觉传感器的故障。在此，作为第六实施方式，参照图38和图39说明这样的力觉传感器600c。

图38是表示根据本发明的第六实施方式的力觉传感器600c的概略俯视图，图39是一览示出当XYZ三维坐标系中的各轴正方向的力+Fx、+Fy、+Fz和正向绕各轴的力矩+Mx、+My、+Mz作用时图38所示的力觉传感器600c的各电容元件C11～C82的静电电容值的增减的图表。

如图38所示，力觉传感器600c具备变形体610，该变形体610为闭环状的变形体，并具有：2个受力部618、619；2个固定部616、617，其沿着闭环状的路径与2个受力部618、619交替地配置；以及4个变形部分610A～610D，其将沿着闭环状的路径相邻的受力部618、619和固定部616、617连接，通过作用于受力部618、619的力或力矩而产生弹性变形。

4个变形部分610A～610D分别具有：第一偏斜部613Aa～613Da和第二偏斜部613Ab～613Db，其具有长边方向(与图38的纸面垂直的方向)，从受力部618、619朝着固定部616、617依次配置在受力部618、619和固定部616、617之间；以及力传递部616A～616D，其配置在第一偏斜部613Aa～613Da和第二偏斜部613Ab～613Db之间。并且，第一偏斜部613Aa～613Da和对应的受力部618、619通过第1－1变形部611Aa～611Da连接，力传递部616A～616D和第一偏斜部613Aa～613Da通过第1－2变形部612Aa～612Da连接。进而，通过连接力传递部616A～616D和第二偏斜部613Ab～613Db的第2－1变形部611Ab～611Db而连接，第二偏斜部613Ab～613Db和对应的固定部616、617通过第2－2变形部612Ab～612Db连接。

各变形部在与偏斜部613Aa～613Da、613Ab～613Db的长边方向交叉的方向(图38的纸面的面内方向)上延伸。并且，与图10所示的力觉传感器200c同样地，第1－1变形部611Aa～611Da与第一偏斜部613Aa～613Da的连接部位和第1－2变形部612Aa～612Da与第一偏斜部613Aa～613Da的连接部位在该第一偏斜部613Aa～613Da的长边方向上位置不同。同样地，第2－1变形部611Ab～611Db与第二偏斜部613Ab～613Db的连接部位和第2－2变形部612Ab～612Db与第二偏斜部613Ab～613Db的连接部位在该第二偏斜部613Ab～613Db的长边方向上位置不同。

进而，在变形体610中，第1－1变形部611Aa～611Da和第1－2变形部612Aa～612Da的弹簧常数与第2－1变形部611Ab～611Db和第2－2变形部612Ab～612Db的弹簧常数不同。具体地，在本实施方式中，第1－1变形部611Aa～611Da和第1－2变形部612Aa～612Da的弹簧常数小于第2－1变形部611Ab～611Db和第2－2变形部612Ab～612Db的弹簧常数。

如图38所示，在各变形部分610A～610D上连接有由于在该变形部分610A～610D产生的弹性变形而产生位移的位移体620Aa～620Da和620Ab～620Db。在本实施方式中，位移体与各偏斜部连接。具体地，位移体具有：第一位移部640Aa～620Da，其与各固定部616、617分开，由于各第一偏斜部613Aa～613D的偏斜而发生位移；以及第二位移部640Ab～620Db，其与各固定部616、617分开，由于各第二偏斜部613Ab～613Db的偏斜而发生位移。

力觉传感器600c还具备基于这些位移体所产生的位移来检测所作用的力和力矩中至少一方的检测电路640。

检测电路640具有：第一位移传感器，其配置于各第一位移部640Aa～620Da；以及第二位移传感器，其配置于各第二位移部640Ab～620Db。在图38所示的例子中，如后所述，第一位移传感器和第二位移传感器是电容元件C11～C82。检测电路640基于第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号T1、且基于各第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号T2，并基于该第一电信号T1与该第二电信号T2的比率的变化来判定是否正常地进行了力的检测。

如图38所示，第一位移部640Aa～620Da具有在与第一偏斜部613Aa～613Da的长边方向交叉的方向上延伸的第一梁621Aa～621Da，第二位移部640Ab～620Db具有在与第二偏斜部613Ab～613Db的长边方向交叉的方向上延伸的第二梁621Ab～621Db。

在第一梁621Aa～621Da上，从该第一梁621Aa～621Da的一端部(受力部618、619侧的端部)朝向另一端部(固定部616、617侧的端部)分别依次限定有第1－1计测部位D11、D42、D51、D82和第1－2计测部位D12、D41、D52、D81。同样地，在第二梁621Ab～621Db上，从该第二梁621Ab～621Db的一端部(受力部618、619侧的端部)朝向另一端部(固定部616、617侧的端部)分别依次限定有第2－1计测部位D21、D32、D61、D72和第2－2计测部位D22、D31、D62、D71。

如图38所示，各第一位移部620Aa～620Da具有连接变形体610的第一偏斜部613Aa～613Da和第一梁621Aa～621Da的第一连接体622Aa～622Da，各第二位移部620Ab～620Db具有连接变形体610的第二偏斜部613Ab～613Db和第二梁621Ab～621Db的第二连接体622Ab～622Db。并且，各计测部位D11～D82关于对应的连接体622Aa～622Da、622Ab～622Db与梁621Aa～621Da、621Ab～621Db的连接部位对称地配置。

检测电路640基于第1－1位移传感器及第1－2位移传感器、即8个电容元件C11、C12、C41、C42、C51、C52、C81、C82的各检测值(静电电容值)输出第一电信号T1、且基于第2－1位移传感器及第2－2位移传感器、即余下的8个电容元件C21、C22、C31、C32、C61、C62、C71、C72的各检测值(静电电容值)输出第二电信号T2。后述表示各电信号T1、T2的式子。

在本实施方式中，与图27所示的力觉传感器300c同样地，还具备与位移体相对配置并相对于固定部616、617不会移动的支撑体650。此外，上述第一和第二位移传感器是具有配置于位移体的各位移部420Aa～420Db的位移电极Em11～Em82和与该位移电极Em11～Em82相对地配置在支撑体650上的固定电极Ef11～Ef82(未图示)的电容元件。

另外，本实施方式的检测电路640的构成除了被输入的静电电容值按C11～C82增加这一点以外与图13所示的框图相同。因而，检测电路640具有将正常地进行力的检测时的、即变形体610没有产生金属疲劳时的、第一电信号T1与第二电信号T2的比率作为基准比率Rs进行存储的存储部。于是，检测电路640基于第一电信号T2和第二电信号T2的比率与基准比率Rs之差来判定是否正常地进行力的检测，特别是是否在变形体610产生金属疲劳。

＜6－2.力觉传感器的作用＞

在以上的力觉传感器600c中，当某方向的力作用于受力部618、619时，在位于第二象限的第一变形部分610A的第一偏斜部613Aa和第二偏斜部613Ab产生的偏斜(转动)的方向与相同方向的力作用于根据第三实施方式的力觉传感器300c(参照图27)时在第一变形部分310A的偏斜部313A产生的偏斜(转动)的方向相同。即，当力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz作用时，根据第三实施方式的力觉传感器300c的第一计测部位D1沿着Z轴方向位移的方向与根据本实施方式的力觉传感器600c的第1－1计测部位D11和第1－2计测部位D12沿着Z轴方向位移的方向相同。同样地，根据第三实施方式的力觉传感器300c的第二计测部位D2沿着Z轴方向位移的方向与根据本实施方式的力觉传感器600c的第2－1计测部位D21和第2－2计测部位D22沿着Z轴方向位移的方向相同。

这样的对应关系在第二变形部分610B～第四变形部分610D中也同样成立。即，当力作用于受力部618、619时，第3－1计测部位D31和第4－1计测部位D41的举动与图27所示的力觉传感器300的第三计测部位D3的举动对应，第3－2计测部位D32和第4－2计测部位D42的举动与图27所示的力觉传感器300的第四计测部位D4的举动对应，第5－1计测部位D51和第6－1计测部位D61的举动与图27所示的力觉传感器300的第五计测部位D5的举动对应，第5－2计测部位D52和第6－2计测部位D62的举动与图27所示的力觉传感器300的第六计测部位D6的举动对应，第7－1计测部位D71和第8－1计测部位D81的举动与图27所示的力觉传感器300的第七计测部位D7的举动对应，第7－2计测部位D72和第8－2计测部位D82的举动与图27所示的力觉传感器300的第八计测部位D8的举动对应。

进而，根据各变形部611Aa～611Da、612Aa～612Da、611Ab～611Db、612Ab～612Db的弹簧常数的差异，在包含于各变形部分610A～610D的各2个的位移部620Aa～620Da、620Ab～620Ab中的、距离受力部618、619近的位移部620Aa～620Da上规定的计测部位D11、D12、D41、D42、D51、D52、D81、D82在Z轴方向上的位移相对更大。

若立足于以上的对应关系和计测部位D11～D82的位移的大小关系以及图29的图表，则力觉传感器600c的各电容元件C11～C82的静电电容值的增减如图39所示。在该图表中，也是“+”表示静电电容值增大，“++”表示静电电容值大大地增大。另外，“－”表示静电电容值减少，“－－”表示静电电容值大大地减少。

在这样的力觉传感器600c中，基于图39，能基于以下的[式23]和[式24]计测作用于受力部618、619的力。各式的左边末尾的数字为“1”的[式23]是使用与由弹簧常数相对小的变形部支撑的第一偏斜部613A、第四偏斜部613D、第五偏斜部613E和第八偏斜部613H相关联的电容元件计测得到的力。另外，各式的左边末尾的数字为“2”的[式24]是使用与由弹簧常数相对大的变形部支撑的第二偏斜部613B、第三偏斜部613C、第六偏斜部613F和第七偏斜部613G相关联的电容元件计测得到的力。

[式23]

Fx1＝C11－C12+C41－C42－C51+C52－C81+C82

Fy1＝C11－C12－C41+C42－C51+C52+C81－C82

Fz1＝－C11+C12+C41－C42－C51+C52+C81－C82

Mx1＝－C11+C12+C41－C42+C51－C52－C81+C82

My1＝－C11+C12－C41+C42+C51－C52+C81－C82

Mz1＝－C11+C12－C41+C42－C51+C52－C81+C82

[式24]

Fx2＝C21－C22+C31－C32－C61+C62－C71+C72

Fy2＝C21－C22－C31+C32－C61+C62+C71－C72

Fz2＝－C21+C22+C31－C32－C61+C62+C71－C72

Mx2＝－C21+C22+C31－C32+C61－C62－C71+C72

My2＝－C21+C22－C31+C32+C61－C62+C71－C72

Mz2＝－C21+C22－C31+C32－C61+C62－C71+C72

然而，在根据本实施方式的力觉传感器600c中，Fx1＝My1、Fy1＝Mx1、Fx2＝My2、Fy2＝Mx2的关系成立。因此，力觉传感器600c无法检测力的全部6个分量。即，如果是Fz、Mx、My和Mz这4个分量和Fx、Fy、Fz和Mz这4个分量中任一方，则该力觉传感器600c能计测各分量。需要注意的是，该情况从力觉传感器600c与根据第三实施方式的力觉传感器300c的对应关系也是显而易见的。

＜6－3.故障诊断＞

如上所述，本实施方式的检测电路640也具有判定力觉传感器600c是否正常地发挥作用的功能。在此，关于该故障诊断的功能进行说明。

该故障诊断的方法与在2－5.中说明的故障诊断的方法同样。即，例如在着眼于力Fx的情况下，第一电信号T1和第二电信号T2如下面的[式25]所示。

[式25]

T1＝C11－C12+C41－C42－C51+C52－C81+C82

T2＝C21－C22+C31－C32－C61+C62－C71+C72

在此，在力觉传感器600c的变形体610没有产生金属疲劳时作用于受力部618、619的X轴正方向的力+Fx与电信号T1、T2的关系如图15所示。进而，在力觉传感器600c的变形体610产生金属疲劳时作用于受力部618、619的X轴正方向的力+Fx与电信号T1、T2的关系如图16所示。即，当在力觉传感器600c的变形体610没有产生金属疲劳时，表示第一电信号T1的图示T1a的斜率与表示第二电信号T2的图示T2a的斜率之比是4。另外，当在力觉传感器600c的变形体610产生金属疲劳时，表示第一电信号T1的图示T1b的斜率与表示第二电信号T2的图示T2b的斜率之比是5。

因而，与根据第二实施方式的力觉传感器200c同样地，在本实施方式中，也利用各图示的斜率的比(T1/T2)的变化来进行力觉传感器600c的故障诊断。即，检测电路640的微计算机644通过一面使用与弹簧常数相对大的变形部相关联的第二电信号T2计测所作用的力，一面评价当前的第一电信号T1和第二电信号T2的比率与没有显现金属疲劳的初始状态下的第一电信号T1a和第二电信号T2a的比率之差是否位于规定的范围内，从而能判定力觉传感器600c是否正常地发挥功能。

当然，也可以基于第一电信号T1计测所作用的力。在该情况下，由于提供第一电信号T1的电容元件与弹簧常数相对小的变形部相关联，因此对于作用的力的灵敏度高，可进行S/N优异的力的计测。另外，也可以对各电容元件C11～C82的静电电容值的变动量进行AD转换，通过微计算机644比较各静电电容值来诊断力觉传感器600c的故障。

进行故障诊断的步骤与在2－5.中说明的步骤同样，因此在此省略其详细的说明。

根据如上的本实施方式的话，根据基于静电电容值的变动相对大的电容元件的第一电信号T1与基于静电电容值的变动相对小的电容元件的第二电信号T2的比率的变化来进行力觉传感器600c的故障诊断。在该故障诊断中，不仅能够自己诊断在电容元件C11～C82的电极产生的异常，而且还能自己诊断缘于在变形体610产生的金属疲劳的力觉传感器600c的故障。进而，在力觉传感器600c中，由于偏斜部213A、213b的偏斜而使各计测部位D11～D82发生位移，因此能使在偏斜部13产生的偏斜有效地放大。即，根据本实施方式，能提供价格低且灵敏度高、而又能通过单一的力觉传感器600c进行其自身的故障诊断的力觉传感器600c。

另外，在本实施方式中，也是检测电路640通过静电电容值的差分来计测所作用的力Fx、Fy、Fz和力矩Mx、My、Mz，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600c。

另外，各计测部位D11～D82关于对应的连接体与梁的连接部位对称地配置，因此能通过简单的运算来检测所作用的力。

＜＜＜§7.根据本发明的变形例的力觉传感器＞＞＞

＜7－1.变形例1＞

图40是表示根据图27的变形例的力觉传感器302c的概略俯视图。在本图中，为了便于说明也省略了受力体的图示。

如图40所示，力觉传感器302c与图27所示的力觉传感器300c的不同之处在于，变形体310b具有矩形形状。变形体310b具有：2个受力部318b、319b，其在X轴上隔着原点O对称地配置；以及3个固定部316b、317b，其在Y轴上隔着原点O对称地配置。并且，沿着闭环状的路径相邻的受力部和固定部由直线状的4个变形部分310Ab～210Db连结。因而，力觉传感器302c的基本结构302具有以2个受力部318b、319b和2个固定部316b、317b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，也与图27所示的力觉传感器200c大致同样。因此，在图40中，对与图27所示的力觉传感器300c对应的构成部分标注大致相同的附图标记(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302c将图27所示的力觉传感器300c的各变形部分310A～310D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40所示的力觉传感器302c时，在各变形部分310Ab～310Db产生的弹性变形实质上与图27所示的力觉传感器300c同样。即，对于作用的力和力矩，根据本变形例的力觉传感器302c的各电容元件C11～C82的静电电容值如在图29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302c，也能提供与图27所示的力觉传感器300c同样的作用效果。

＜7－2.变形例2＞

下面，图41是表示根据图27的又一变形例的力觉传感器700c的概略俯视图。在此，也如图41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41中，为了便于说明，也省略了受力体760的图示。

如图41所示，力觉传感器700c具备配置于XY平面上的、以原点O为中心的闭环状的环状变形体710。环状变形体710具有：4个受力部714A、714B、714D、714F；4个固定部715B、715C、715E、715H，与上述4个受力部714A、714B、714D、714F沿着闭环状的路径交替地配置；以及8个变形部分710A～710H，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714A、714B、714D、714F的力或力矩而产生弹性变形。力觉传感器700c还具备与各变形部分710A～710H连接、并通过在该变形部分710A～710H产生的弹性变形而产生位移的8个位移体720A～720H。

如图41所示，4个受力部714A、714B、714D、714F按距离原点O相等的距离配置在X轴上和Y轴上。另外，4个固定部715B、715C、715E、715H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轴成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轴成45°的角度的直线上。

本实施方式的各变形部分710A～710H的构成与根据上述第三实施方式的基本结构300的变形部分310A～310D的构成实质上同样。具体地，图41所示的第一变形部分710A、第四变形部分710D、第五变形部分710E和第八变形部分710H分别具有与图17所示的第一变形部分310A、第二变形部分310B、第三变形部分710C和第四变形部分710D同样的构成。余下的第二变形部分710B、第三变形部分710C、第六变形部分710F和第7变形部分710G是分别使第一变形部分710A、第四变形部分710D、第五变形部分710E和第八变形部分710H绕Z轴旋转90°而得。关于本实施方式的8个位移体720A～720H，以上的对应关系也同样成立。结果是，基本结构700是将在§1中说明的8个基本结构100作为第一变形部分710A～第八变形部分710H配置为环状的闭环状而构成的。

基本结构700的各固定部715B、715C、715E、715H的下端部连接到隔开规定的间隔与第一梁721A～第八梁721H相对配置的支撑体750。进而，在环状变形体710的Z轴正侧配置有用于承受检测对象的力的受力体760(未图示)。支撑体750和受力体760与各固定部715B、715C、715E、715H和各受力部714A、714B、714D、714F的关系同第三实施方式(参照图18、图19等)实质上同样，因此在此省略其详细的说明。

进而，根据本变形例的力觉传感器700c还具有检测电路740，检测电路740包括在基本结构700的各计测部位D11～D82上各配置有2个的共32个电容元件C11a～C82b。各梁721A～721H中的电容元件C11a～C81b的配置与第三实施方式(参照图27)同样，因此省略其详细的说明。

下面，图42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760时在图41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42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。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42的表中只要使与该电容元件C11～C82对应的位移部D11～D82的栏中示出的位移的符号相反即可。在该情况下，“+”的符号表示静电电容值增大，“－”的符号表示静电电容值减少。

于是，检测电路740的微计算机744通过下面的[式26]和[式27]来计测所作用的力和力矩Fx～Mz。各式的左边末尾的数字为“1”的[式26]基于的是相对地位于梁的端部侧的、末尾带有“a”的电容元件。另一方面，各式的左边末尾的数字为“2”的[式27]基于的是相对地位于梁的内侧的、末尾带有“b”的电容元件。

[式26]

+Fx1＝C11a－C12a+C21a－C22a+C31a－C32a+C41a－C42a－C51a+C52a－C61a+C62a－C71a+C72a－C81a+C82a

+Fy1＝C11a－C12a+C21a－C22a－C31a+C32a－C41a+C42a－C51a+C52a－C61a+C62a+C71a－C72a+C81a－C82a

+Fz1＝－C11a+C12a+C21a－C22a－C31a+C32a+C41a－C42a－C51a+C52a+C61a－C62a－C71a+C72a+C81a－C82a

+Mx1＝C21a－C22a－C31a+C32a－C61a+C62a+C71a－C72a

+My1＝－C11a+C12a－C41a+C42a+C51a－C52a+C81a－C82a

+Mz1＝－C11a+C12a－C21a+C22a－C31a+C32a－C41a+C42a－C51a+C52a－C61a+C62a－C71a+C72a－C81a+C82a

[式27]

+Fx2＝C11b－C12b+C21b－C22b+C31b－C32b+C41b－C42b－C51b+C52b－C61b+C62b－C71b+C72b－C81b+C82b

+Fy2＝C11b－C12b+C21b－C22b－C31b+C32b－C41b+C42b－C51b+C52b－C61b+C62b+C71b－C72b+C81b－C82b

+Fz2＝－C11b+C12b+C21b－C22b－C31b+C32b+C41b－C42b－C51b+C52b+C61b－C62b－C71b+C72b+C81b－C82b

+Mx2＝C21b－C22b－C31b+C32b－C61b+C62b+C71b－C72b

+My2＝－C11b+C12b－C41b+C42b+C51b－C52b+C81b－C82b

+Mz2＝－C11b+C12b－C21b+C22b－C31b+C32b－C41b+C42b－C51b+C52b－C61b+C62b－C71b+C72b－C81b+C82b

需要注意的是，在对力觉传感器700c的受力体760作用各轴的负方向的力－Fx、－Fy、－Fz或负向绕各轴的力矩－Mx、－My、－Mz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42反向。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。

另外，可知根据本实施方式的力觉传感器700c若与上述3－5.同样地求出交叉轴灵敏度，则各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz全部的交叉轴灵敏度为零。因而，图41所示的力觉传感器700c能检测全部各轴方向的力Fx、Fy、Fz和绕各轴的力矩Mx、My、Mz。

进而，力觉传感器700c的检测电路740具有判定力觉传感器700c是否正常地发挥作用的功能。该判定的过程如在上述3－6.中所说明的。在该情况下，根据这样的检测电路740，也能通过单一的力觉传感器700c检测构成电容元件C11a～C82b的电极的破损、短路、混入异物等异常。

＜＜＜§8.具有限动机构的力觉传感器＞＞＞

＜8－1.实施例1＞

下面，说明用于避免§1～§7中说明的力觉传感器因过载而发生故障的方法。

图43是表示具备用于防止过载的限动机构的基本结构101的概略主视图。基本结构101整体上具有与图1所示的基本结构100同样的构成。在图43中，对与图1共同的构成标注相同的附图标记。

另一方面，基本结构101与图1所示的基本结构100的不同之处在于：在受力部14的下端设置有抵接部14p，与该抵接部14p面对的支撑体50的部分成为与抵接部14p抵接的被抵接部50p。当力未作用于受力部14时，抵接部14p与被抵接部50p分开。该分隔距离设定为可避免受力部14超出基本结构101正常地发挥功能的范围、或者超出不发生故障、破损的范围地向Z轴负方向位移的尺寸。

下面，图44是表示过大的Z轴负方向的力－Fz作用于受力部14时图43所示的基本结构101的变形状态的概略主视图。根据上述的构成，当超过基本结构101正常地发挥功能的范围的过大的Z轴负方向的力－Fx作用于受力部14时，包括抵接部14p的受力部14向Z轴负方向位移，最终抵接部14p与被抵接部50p抵接。由此，限制抵接部14p向Z轴负方向的进一步的位移。其结果是，过大的负荷不会传递到变形体10，从而避免基本结构101故障(破损)。需要注意的是，由于作用于受力部14的力而在变形体10产生的弹性变形和由于该弹性变形而在位移体20产生的位移如在§1中所说明的。因此，在此省略其详细的说明。

根据如上的基本结构101，即使在Z轴负方向上作用过大的力－Fz，由于抵接部14p与被抵接部50p的分隔距离是规定值以下，因此受力部14向Z轴负方向的位移也被限制在规定的范围内。因此，能实现不易由于过载而发生故障的基本结构101。进而，若采用该基本结构101构成力觉传感器，则能实现不易因过载而发生故障的力觉传感器。

需要注意的是，在图43中，为了使抵接部14p与被抵接部50p的分隔距离为规定值以下，在图1所示的基本结构100中，通过将受力部14的下端向下方延长而构成了抵接部14p。但是，也可以与其相反地通过使支撑体50中与受力部14面对的部分向上方突出来构成被抵接部50p，从而使抵接部14p与被抵接部50p的分隔距离为规定值以下。在该情况下，也能实现不易因过载而发生故障的基本结构。

具备这样的限动机构的基本结构101当然也可以构成为具有上述故障诊断功能的力觉传感器。在该情况下，故障诊断的方法如在§1中所说明的，因此在此省略重复的说明。该情况在后述的各实施例中也是同样。

＜8－2.实施例2＞

下面，参照图45～图50说明限动机构的其它实施例。

图45是表示具备根据其它例的用于防止过载的限动机构的基本结构102的概略主视图，图46是图45的概略俯视图。

如图45和图46所示，基本结构102整体上具有与图1和图2所示的基本结构100同样的构成。在图45和图46中，对与图1共同的构成标注相同的附图标记。

不过，基本结构102在受力部14的X轴正侧的侧面和X轴负侧的侧面形成有沿着Y轴方向延伸的一对凹部14a。进一步地，基本结构102具有连接到变形体10的固定部15或支撑体50的一对止动件70。虽未详细地图示，但该止动件70由不与变形体10和位移体20相干涉地延伸到受力部14附近的支撑部支撑。一对止动件70从Y轴方向观察时具有同一形状，并具有彼此相同的Z坐标。

如图46所示，止动件70的至少一部分位于一对凹部14a内。止动件70相对于固定部15和支撑体50不会位移。因此，该止动件70与凹部14a的上表面(朝向Z轴负方向的面)的分隔距离限定对受力部14允许的向Z轴负方向的位移，该止动件70与凹部14a的下表面(朝向Z轴正方向的面)的分隔距离限定对受力部14允许的向Z轴正方向的位移。进而，将一对止动件70中X轴负侧的止动件设为70L，将X轴正侧的止动件设为70R。此时，止动件70L与凹部14a的侧面(朝向X轴负方向的面)的分隔距离限定对受力部14允许的向X轴负方向的位移，止动件70R与凹部14a的侧面(朝向X轴正方向的面)的分隔距离限定对受力部14允许的向X轴正方向的位移。这样，一对止动件70将受力部14相对于固定部15向X轴方向和Z轴方向的相对移动限制在规定的范围内。

下面，图47是表示过大的X轴正方向的力+Fx作用于受力部14时基本结构102的变形状态的概略主视图，图48是表示过大的X轴负方向的力－Fx作用于受力部14时基本结构102的变形状态的概略主视图。另外，图49是表示过大的Z轴负方向的力－Fz作用于受力部14时基本结构102的变形状态的概略主视图，图50是表示过大的Z轴正方向的力+Fz作用于受力部14时基本结构102的变形状态的概略主视图。

根据上述的构成，当超过了基本结构102正常地发挥功能的范围的过大的X轴正方向的力+Fx作用于受力部14时，受力部14向X轴正方向位移，最终受力部14与止动件70R抵接。由此，限制受力部14向X轴正方向的进一步的位移(参照图47)。进而，当超过了基本结构102正常地发挥功能的范围的过大的X轴负方向的力－Fx作用于受力部14时，受力部14向X轴负方向位移，最终受力部14与止动件70L抵接。由此，限制受力部14向X轴负方向的进一步的位移(参照图48)。综上，无论过大的力是沿着X轴正方向作用于受力部14还是沿着X轴负方向作用于受力部14，都能避免基本结构102的故障(破损)。

进而，当超过了基本结构102正常地发挥功能的范围的过大的Z轴正方向的力+Fz作用于受力部14时，受力部14向Z轴正方向位移，最终受力部14与一对止动件70抵接。由此，限制受力部14向Z轴正方向的进一步的位移(参照图50)。进而，当超过了基本结构102正常地发挥功能的范围的过大的Z轴负方向的力－Fz作用于受力部14时，受力部14向Z轴负方向位移，最终受力部14与一对止动件70抵接。由此，限制受力部14向Z轴负方向的进一步的位移(参照图49)。综上，无论过大的力是沿着Z轴正方向作用于受力部14还是沿着Z轴负方向作用于受力部14，都能避免基本结构102的故障(破损)。需要注意的是，由于作用于受力部14的力而在变形体10产生的弹性变形和由于该弹性变形而在位移体20产生的位移如在§1中所说明的。因此，在此省略其详细的说明。

根据如上的基本结构102，即使在X轴方向和Z轴负方向上作用过大的力Fx、Fz，由于存在一对止动件70，所以受力部14向Z轴和Z轴负方向的位移也被限制在规定的范围内。因此，能实现不易因过载而发生故障的基本结构102。进而，若采用该基本结构102来构成力觉传感器，则能实现不易因过载而发生故障的力觉传感器。

＜8－3.实施例3＞

下面，参照图51～图57说明限动机构的再一实施例。

图51是表示具备根据再一例的用于防止过载的限动机构的基本结构103的概略主视图，图52是其概略俯视图。

如图51和图52所示，基本结构103整体上具有与图1所示的基本结构100同样的构成。在图51和图52中，对与图1和图2共同的构成标注相同的附图标记。

如图51和图52所示，基本结构103在受力部14上设有与Y轴方向平行地延伸的贯通孔14b。贯通孔14b呈具有与Y轴平行的中心轴线的圆筒形状。进而，基本结构103具有连接到变形体10的固定部15的止动件71。虽未详细地图示，但该止动件71由不与变形体10和位移体20相干涉地延伸到受力部14附近的支撑部支撑。止动件71呈具有与Y轴平行地延伸的中心轴线的圆柱形状。

如图51和图52所示，止动件71的至少一部分同心地位于受力部14的贯通孔14b内。止动件71相对于固定部15和支撑体50不会位移。因此，该止动件71的半径与贯通孔14b的半径之差限定对受力部14允许的在XZ平面内的位移。通过这样的构成，止动件71将受力部14相对于固定部15向X轴方向和Z轴方向的相对移动限制在规定的范围内。

下面，图53是表示过大的X轴正方向的力+Fx作用于受力部14时基本结构103的变形状态的概略主视图，图54是表示过大的X轴负方向的力－Fx作用于受力部14时基本结构103的变形状态的概略主视图。另外，图55是表示过大的Z轴负方向的力－Fz作用于受力部14时基本结构103的变形状态的概略主视图，图56是表示过大的Z轴正方向的力+Fz作用于受力部14时基本结构103的变形状态的概略主视图。

通过上述构成，如图53～图56所示，当超过了基本结构103正常地发挥功能的范围的过大的X轴方向的力Fx和Z轴方向的力Fz作用于受力部14时，受力部14在XZ平面内位移，最终受力部14与止动件71抵接。由此，限制受力部14在XZ平面内的进一步的位移。这样，即使过大的X轴方向的力Fx和Z轴方向的力Fz作用于受力部14，也能避免基本结构103的故障(破损)。需要注意的是，由于作用于受力部14的力而在变形体10产生的弹性变形和由于该弹性变形而在位移体20产生的位移如在§1中所说明的。因此，在此省略其详细的说明。

根据如上的基本结构103，即使在X轴方向和Z轴负方向上作用过大的力Fx、Fz，由于存在止动件71，所以受力部14向X轴和Z轴负方向的位移也被限制在规定的范围内。因此，能实现不易因过载而发生故障的基本结构103。进而，若采用该基本结构103来构成力觉传感器，则能实现不易因过载而发生故障的力觉传感器。

＜8－4.变形例＞

下面，图57是表示根据图43的变形例的基本结构104的概略主视图。在图43所示的基本结构101中，抵接部14p和被抵接部50p一起被限定为与XY平面平行的面。因此，当过大的X轴方向的力Fx作用于受力部14时，受力部14的位移不被限制在规定的范围内。与此相对地，在图57所示的基本结构104中，受力部14的抵接部14g具有凹部，与抵接部14p抵接的被抵接部50g具有凸部。抵接部14g的凹部与被抵接部50g的凸部在X轴方向和Z轴方向上的各分隔距离设定为可避免受力部14超出基本结构104正常地发挥功能的范围、或者超出不发生故障、破损的范围地向X轴方向和Z轴负方向位移的尺寸。需要注意的是，在图57中，抵接部14g的凹部和被抵接部50g的凸部被示出为向Z轴正方向弯曲的弯曲面，但不限于这样的方式。作为其它例，可采用从Y轴方向观察时具有矩形的截面形状的凹部和凸部作为抵接部14g的凹部和被抵接部50g的凸部。

根据这样的构成，不仅在过大的Z轴负方向的力－Fz作用的情况下，在过大的X轴方向的力Fx作用的情况下，也能将受力部14在X轴方向的位移限制在规定的范围内。由此，能实现不易因过载而发生故障的基本结构104。进而，若采用该基本结构104来构成力觉传感器，则能实现不易因过载而发生故障的力觉传感器。

进而，虽省略图示，但也考虑将被抵接部50g构成为例如具有在X轴方向上延伸的杆部的L字或T字形状，将抵接部14g构成为被该L字或T字形状的杆部贯通。总之，支撑体50构成为还提供止动件的功能。在该情况下，能实现即使作用过大的Z轴正方向的力+Fz也不易发生故障的基本结构104。

需要注意的是，在以上的8－1～8－4中所示的限动机构不限于在§1所示的基本结构100和力觉传感器100c中采用，也可在§2～§7所示的各基本结构200～700和力觉传感器200c～700c中采用。即，可理解为，§2～§7所示的各基本结构200～700由2个、4个或8个§1所示的基本结构100组合而构成。因此，只要在各基本结构200～700中的、与§1所示的基本结构100对应的构成部分中至少一个构成部分、优选全部的构成部分上采用上述任一限动机构即可。在该情况下，即使过大的力和/或力矩作用于§2～§7所示的各基本结构200～700和力觉传感器200c～700c，也能抑制该基本结构200～700和力觉传感器200c～700c发生故障、破损。

Claims (38)

1.一种力觉传感器，具备：

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；

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；以及

支撑体，与所述位移体相对配置，并连接到所述固定部，

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，

各变形部在与所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，

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，

所述位移体具有连接到所述偏斜部、但与所述固定部分开的位移部，

所述检测电路具有配置于所述位移部的第一位移传感器和第二位移传感器，

所述检测电路基于所述第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于所述第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号和该第二电信号判定力的检测是否正常地进行，

各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于所述位移体的所述位移部，所述固定电极与该位移电极相对地配置在所述支撑体上。

2.根据权利要求1所述的力觉传感器，其中，

所述检测电路输出作为所述第一电信号与所述第二电信号之和的合计电信号，

所述检测电路基于所述第一电信号和所述第二电信号中至少一方、以及所述合计电信号来判定力的检测是否正常地进行。

3.根据权利要求1或2所述的力觉传感器，其中，

所述位移部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，其中，

在所述梁上限定有第一计测部位，

所述检测电路具有计测所述第一计测部位的位移的第1－1位移传感器和第1－2位移传感器，

所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值输出所述第一电信号、且基于所述第1－2位移传感器的检测值输出所述第二电信号。

5.根据权利要求3所述的力觉传感器，其中，

在所述梁上限定有第一计测部位和第二计测部位，

所述检测电路具有计测所述第一计测部位的位移的第1－1位移传感器和第1－2位移传感器、以及计测所述第二计测部位的位移的第2－1位移传感器和第2－2位移传感器，

所述检测电路基于所述第1－1位移传感器和所述第1－2位移传感器的各检测值输出所述第一电信号、且基于所述第2－1位移传感器和所述第2－2位移传感器的各检测值输出所述第二电信号。

6.根据权利要求5所述的力觉传感器，其中，

所述位移部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计测部位和所述第二计测部位关于所述连接体与所述梁的连接部位对称地被限定，

所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值与所述第2－2位移传感器的检测值之差输出所述第一电信号、且基于所述第1－2位移传感器的检测值与所述第2－1位移传感器的检测值之差输出所述第二电信号。

7.根据权利要求1或2所述的力觉传感器，其中，

所述检测电路基于所述第一电信号、或者作为所述第一电信号与所述第二电信号之和的合计电信号来检测所作用的力。

8.一种力觉传感器，具备：

变形体，为闭环状，并具有2个受力部、2个固定部和4个变形部分，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个变形部分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，连接到各变形部分，并通过在该变形部分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，

所述第一变形部和所述第二变形部在与所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，

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4个位移体分别具有连接到对应的所述偏斜部、但与对应的所述固定部分开的位移部，

所述检测电路具有至少4个第一位移传感器和至少4个第二位移传感器，

所述至少4个第一位移传感器和所述至少4个第二位移传感器在各位移部上各配置有至少1个，

所述检测电路基于各第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于各第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号和该第二电信号判定力的检测是否正常地进行。

9.根据权利要求8所述的力觉传感器，其中，

所述检测电路输出作为所述第一电信号与所述第二电信号之和的合计电信号，

所述检测电路基于所述第一电信号和所述第二电信号中至少一方、以及所述合计电信号来判定力的检测是否正常地进行。

10.根据权利要求8所述的力觉传感器，其中，

所述力觉传感器还具备支撑体，所述支撑体与所述4个位移体相对配置，并连接到所述固定部，

各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于各位移体的所述位移部，所述固定电极与各位移电极相对地配置在所述支撑体上。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的力觉传感器，其中，

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。

12.根据权利要求11所述的力觉传感器，其中，

在各梁上限定有第一计测部位，

所述检测电路具有计测各第一计测部位的位移的第1－1位移传感器和第1－2位移传感器，

所述检测电路基于各第1－1位移传感器的检测值输出所述第一电信号、且基于各第1－2位移传感器的检测值输出所述第二电信号。

13.根据权利要求11所述的力觉传感器，其中，

在各梁上限定有第一计测部位和第二计测部位，

所述检测电路具有计测各第一计测部位的位移的第1－1位移传感器和第1－2位移传感器、以及计测各第二计测部位的位移的第2－1位移传感器和第2－2位移传感器，

所述检测电路基于各第1－1位移传感器和各第2－1位移传感器的各检测值输出所述第一电信号、且基于各第1－2位移传感器和各第2－2位移传感器的各检测值输出所述第二电信号。

14.根据权利要求13所述的力觉传感器，其中，

各位移部具有连接所述变形体的所述偏斜部和所述梁的连接体，

各位移体的所述第一计测部位和所述第二计测部位关于所述连接体与所述梁的连接部位对称地被限定，

各第1－1位移传感器、各第1－2位移传感器、各第2－2位移传感器以及各第2－1位移传感器沿着对应的所述梁的长度方向依次配置，

所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值与所述第2－1位移传感器的检测值之差输出所述第一电信号、且基于所述第1－2位移传感器的检测值与所述第2－2位移传感器的检测值之差输出所述第二电信号。

15.根据权利要求8至10中任一项所述的力觉传感器，其中，

所述检测电路基于所述第一电信号、或者作为所述第一电信号与所述第二电信号之和的合计电信号来检测所作用的力。

16.根据权利要求2或9所述的力觉传感器，其中，

所述检测电路基于所述合计电信号与所述第一电信号和所述第二电信号中至少一方的差或比来判定力的检测是否正常地进行。

17.一种力觉传感器，具备：

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：

第一偏斜部和第二偏斜部，具有长边方向，并在所述受力部与所述固定部之间从该受力部朝向该固定部依次配置；

力传递部，配置于所述第一偏斜部与所述第二偏斜部之间；以及

第1－1变形部、第1－2变形部、第2－1变形部和第2－2变形部，所述第1－1变形部连接所述受力部和所述第一偏斜部，所述第1－2变形部连接所述力传递部和所述第一偏斜部，所述第2－1变形部连接所述力传递部和所述第二偏斜部，所述第2－2变形部连接所述固定部和所述第二偏斜部，

各变形部分别在与各偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，

所述第1－1变形部与所述第一偏斜部的连接部位和所述第1－2变形部与所述第一偏斜部的连接部位在该第一偏斜部的所述长边方向上位置不同，

所述第2－1变形部与所述第二偏斜部的连接部位和所述第2－2变形部与所述第二偏斜部的连接部位在该第二偏斜部的所述长边方向上位置不同，

所述第1－1变形部和所述第1－2变形部的弹簧常数与所述第2－1变形部和所述第2－2变形部的弹簧常数不同，

所述位移体具有第一位移部和第二位移部，所述第一位移部连接到所述第一偏斜部、但与所述固定部分开，所述第二位移部连接到所述第二偏斜部、但与所述固定部分开，

所述检测电路具有计测所述第一位移部的位移的第一位移传感器和计测所述第二位移部的位移的第二位移传感器，

所述检测电路基于所述第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于所述第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号与该第二电信号的比率的变化判定力的检测是否正常地进行。

18.根据权利要求17所述的力觉传感器，其中，

所述力觉传感器还具备支撑体，所述支撑体与所述位移体相对配置，并连接到所述固定部，

各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于所述位移体的各位移部，所述固定电极与该位移电极相对地配置在所述支撑体上。

19.根据权利要求17或18所述的力觉传感器，其中，

所述第一位移部具有在与所述第一偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的第一梁，

所述第二位移部具有在与所述第二偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的第二梁。

20.根据权利要求19所述的力觉传感器，其中，

在所述第一梁上限定有第1－1计测部位，

在所述第二梁上限定有第2－1计测部位，

所述检测电路具有计测所述第1－1计测部位的位移的第1－1位移传感器和计测所述第2－1计测部位的位移的第2－1位移传感器，

所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值输出所述第一电信号、且基于所述第2－1位移传感器的检测值输出所述第二电信号。

21.根据权利要求19所述的力觉传感器，其中，

在所述第一梁上限定有第1－1计测部位和第1－2计测部位，

在所述第二梁上限定有第2－1计测部位和第2－2计测部位，

所述检测电路具有计测所述第1－1计测部位的位移的第1－1位移传感器、计测所述第1－2计测部位的位移的第1－2位移传感器、计测所述第2－1计测部位的位移的第2－1位移传感器以及计测所述第2－2计测部位的位移的第2－2位移传感器，

所述检测电路基于所述第1－1位移传感器和所述第1－2位移传感器的各检测值输出所述第一电信号、且基于所述第2－1位移传感器和所述第2－2位移传感器的各检测值输出所述第二电信号。

22.根据权利要求21所述的力觉传感器，其中，

所述第一位移部具有连接所述第一偏斜部和所述第一梁的第一连接体，

所述第二位移部具有连接所述第二偏斜部和所述第二梁的第二连接体，

所述第一位移部的所述第1－1计测部位和所述第1－2计测部位关于所述第一连接体与所述第一梁的连接部位对称地被限定，

所述第二位移部的所述第2－1计测部位和所述第2－2计测部位关于所述第二连接体与所述第二梁的连接部位对称地被限定，

所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值与所述第1－2位移传感器的检测值之差输出所述第一电信号，并基于所述第2－1位移传感器的检测值与所述第2－2位移传感器的检测值之差输出所述第二电信号。

23.一种力觉传感器，具备：

变形体，为闭环状，并具有2个受力部、2个固定部和4个变形部分，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个变形部分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；

位移体，连接到各变形部分，并通过在该变形部分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和力矩中至少一方，

所述4个变形部分分别具有：

第一偏斜部和第二偏斜部，具有长边方向，并在所述受力部与所述固定部之间从该受力部朝向该固定部依次配置；

力传递部，配置于所述第一偏斜部与所述第二偏斜部之间；以及

第1－1变形部、第1－2变形部、第2－1变形部和第2－2变形部，所述第1－1变形部连接所述第一偏斜部和对应的所述受力部，所述第1－2变形部连接所述力传递部和所述第一偏斜部，所述第2－1变形部连接所述力传递部和所述第二偏斜部，所述第2－2变形部连接所述第二偏斜部和对应的所述固定部，

所述第1－1变形部、所述第1－2变形部、所述第2－1变形部和所述第2－2变形部在与各偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，

所述第1－1变形部与所述第一偏斜部的连接部位和所述第1－2变形部与所述第一偏斜部的连接部位在该第一偏斜部的所述长边方向上位置不同，

所述第2－1变形部与所述第二偏斜部的连接部位和所述第2－2变形部与所述第二偏斜部的连接部位在该第二偏斜部的所述长边方向上位置不同，

所述第1－1变形部和所述第1－2变形部的弹簧常数与所述第2－1变形部和所述第2－2变形部的弹簧常数不同，

各位移体具有第一位移部和第二位移部，所述第一位移部连接到对应的所述第一偏斜部、但与各固定部分开，所述第二位移部连接到对应的第二偏斜部、但与各固定部分开，

所述检测电路具有计测各第一位移部的位移的至少4个第一位移传感器和计测各第二位移部的位移的至少4个第二位移传感器，

所述检测电路基于各第一位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第一电信号、且基于各第二位移传感器的检测值输出表示所作用的力的第二电信号，并基于该第一电信号与该第二电信号的比率的变化判定力的检测是否正常地进行。

24.根据权利要求23所述的力觉传感器，其中，

所述力觉传感器还具备支撑体，所述支撑体与所述第一位移部和所述第二位移部相对配置，并连接到所述固定部，

各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于所述位移体的各位移部，所述固定电极与该位移电极相对地配置在所述支撑体上。

25.根据权利要求23或24所述的力觉传感器，其中，

各第一位移部具有在与对应的所述第一偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的第一梁，

各第二位移部具有在与对应的所述第二偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸的第二梁。

26.根据权利要求25所述的力觉传感器，其中，

在各第一梁上限定有第1－1计测部位，

在各第二梁上限定有第2－1计测部位，

所述检测电路具有计测各第1－1计测部位的位移的第1－1位移传感器和计测各第2－1计测部位的位移的第2－1位移传感器，

所述检测电路基于各第1－1位移传感器的检测值输出所述第一电信号、且基于各第2－1位移传感器的检测值输出所述第二电信号。

27.根据权利要求25所述的力觉传感器，其中，

在各第一梁上限定有第1－1计测部位和第1－2计测部位，

在各第二梁上限定有第2－1计测部位和第2－2计测部位，

所述检测电路具有计测各第1－1计测部位的位移的第1－1位移传感器、计测各第1－2计测部位的位移的第1－2位移传感器、计测各第2－1计测部位的位移的第2－1位移传感器以及计测各第2－2计测部位的位移的第2－2位移传感器，

所述检测电路基于各第1－1位移传感器和各第1－2位移传感器的各检测值输出所述第一电信号、且基于各第2－1位移传感器和各第2－2位移传感器的各检测值输出所述第二电信号。

28.根据权利要求27所述的力觉传感器，其中，

各第一位移部具有连接所述第一偏斜部和所述第一梁的第一连接体，

各第二位移部具有连接所述第二偏斜部和所述第二梁的第二连接体，

所述第一位移部的所述第1－1计测部位和所述第1－2计测部位关于所述第一连接体与所述第一梁的连接部位对称地被限定，

所述第二位移部的所述第2－1计测部位和所述第2－2计测部位关于所述第二连接体与所述第二梁的连接部位对称地被限定，

所述检测电路基于所述第1－1位移传感器的检测值与所述第1－2位移传感器的检测值之差输出所述第一电信号、且基于所述第2－1位移传感器的检测值与所述第2－2位移传感器的检测值之差输出所述第二电信号。

29.根据权利要求17、18、23或24所述的力觉传感器，其中，

所述检测电路将正常地进行力的检测时的所述第一电信号与所述第二电信号的比率作为基准比率进行存储，

所述检测电路基于所述第一电信号和所述第二电信号的比率与所述基准比率之差来判定力的检测是否正常地进行。

30.根据权利要求1、8、17或23所述的力觉传感器，其中，

所述受力部相对于所述固定部的相对移动被限制在规定的范围内。

31.根据权利要求1、10、18或24所述的力觉传感器，其中，

所述受力部相对于所述固定部和所述支撑体中至少一方的相对移动被限制在规定的范围内。

32.根据权利要求31所述的力觉传感器，其中，

所述规定的范围由所述支撑体与所述受力部的分隔距离划定。

33.根据权利要求31所述的力觉传感器，其中，

所述力觉传感器还具备止动件，所述止动件连接到所述变形体的所述固定部和所述支撑体中至少一方，将所述受力部相对于该固定部和该支撑体中至少一方的相对移动限制在所述规定的范围内。

34.根据权利要求33所述的力觉传感器，其中，

所述受力部具有凹部或贯通孔，

所述止动件的至少一部分位于所述凹部或所述贯通孔的内部。

35.一种力觉传感器，具备：

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；

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；以及

支撑体，与所述位移体相对配置，并连接到所述固定部，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，

各变形部在与所述偏斜部的所述长边方向交叉的方向上延伸，

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，

所述位移体具有连接到所述偏斜部、但与所述固定部分开的位移部，

所述受力部相对于所述固定部和所述支撑体中至少一方的相对移动被限制在规定的范围内，

所述检测电路具有配置于所述位移部的第一位移传感器和第二位移传感器，

各位移传感器是具有位移电极和固定电极的电容元件，所述位移电极配置于所述位移体的所述位移部，所述固定电极与该位移电极相对地配置在所述支撑体上。

36.根据权利要求35所述的力觉传感器，其中，

所述规定的范围由所述支撑体与所述受力部的分隔距离划定。

37.根据权利要求35所述的力觉传感器，其中，

所述力觉传感器还具备止动件，所述止动件连接到所述变形体的所述固定部和所述支撑体中至少一方，将所述受力部相对于该固定部和该支撑体中至少一方的相对移动限制在所述规定的范围内。

38.根据权利要求37所述的力觉传感器，其中，

所述受力部具有凹部或贯通孔，

所述止动件的至少一部分位于所述凹部或所述贯通孔的内部。

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