CN110520705A - 三轴力检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够比以往更精确地检测负载的三轴力检测装置。三轴力检测装置(1)包括三轴力传感器(2)、弯曲传感器(3)、及信号处理部。三轴力传感器(2)包括：变形体部(21)，其用于承受作用于对象物(W)的负载(F)；X轴用应变计(24)，其安装于变形体部(21)，用于检测X轴方向分力；Y轴用应变计(25)，其用于检测Y轴方向分力；以及Z轴用应变计(26)，其用于检测Z轴方向分力。三轴力传感器(2)是输出与负载(F)的分力(Fx、Fy、Fz)相应的检测值(DFx、DFy、DFz、)的传感器，弯曲传感器(3)是用于检测负载(F)作用于对象物(W)的位置的传感器。信号处理部(4)电连接于弯曲传感器(3)及三轴力传感器(2)，基于弯曲传感器(3)及三轴力传感器(2)的检测信号，计算出负载的X轴方向分力、Y轴方向分力、及Z轴方向分力。

Description

三轴力检测装置

技术领域

本发明涉及一种三轴力检测装置，尤其涉及适用于检测负载及作用点变动的负载的三轴力检测装置。

背景技术

一直以来，使用三轴力传感器来检测负载。例如，将三轴力传感器安装于机器人的机械臂，用于检测加工工件时作用于加工工具的反作用力负载(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2012-137421号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，以往的三轴力传感器中，一个检测轴方向的分力的检测值会被其它检测轴方向的分力影响，因此难以精确地检测负载。

因此，一直以来需要一种能够精确地检测从多个方向施加的负载的三轴力检测装置。

本发明是鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种能够比以往更精确地检测负载的三轴力检测装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明所涉及的三轴力检测装置的特征在于，包括：三轴力传感器，包括：变形体部，其具有用于承受作用于对象物的负载的一对面；X轴用应变计，其被安装于该变形体部的所述一对面的任一面，以检测X轴方向分力；Y轴用应变计，其被安装于所述变形体部的所述一对面的任一面，以检测Y轴方向分力；及Z轴用应变计，其被安装于所述变形体部的所述一对面的任一面，以检测Z轴方向分力；弯曲传感器，用于检测所述负载作用于所述对象物的位置；以及信号处理部，其被电连接于所述弯曲传感器及所述三轴力传感器，所述信号处理部基于所述弯曲传感器及所述三轴力传感器的检测信号，计算出所述负载的X轴方向分力、所述负载的Y轴方向分力、及所述负载的Z轴方向分力。

在本发明的一实施方式所涉及的三轴力检测装置中，所述信号处理部基于所述弯曲传感器的检测信号，计算出支撑所述对象物的构件被支撑的部位与所述对象物之间在Z轴方向上的距离。

在本发明的一实施方式所涉及的三轴力检测装置中，所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计安装于所述变形体部的所述一对面的一个面上。

在本发明的一实施方式所涉及的三轴力检测装置中，所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计将各栅长配置在如下方向：能够以电压的变化获得所述变形体部的所述一对面的一个面上出现的应变。

在本发明的一实施方式所涉及的三轴力检测装置中，所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计中的任意两个安装于所述变形体部的所述一对面的一个面上，所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计中的剩余一个安装于所述变形体部的所述一对面的另一个面上。

在本发明的一实施方式所涉及的三轴力检测装置中，所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计中的所述任意两个将各栅长配置在能够以电压变化的形式获得所述变形体部的所述一对面的一个面上出现的应变的方向上，所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计中的所述剩余一个将所述栅长配置在能够以电压变化的形式获得所述变形体部的所述一对面的另一个面上出现的应变的方向上。

在本发明的一实施方式所涉及的三轴力检测装置中，所述弯曲传感器是用于检测绕所述X轴的力矩的传感器。

在本发明的一实施方式所涉及的三轴力检测装置中，所述变形体部以在所述Y轴方向上与所述对象物隔开且所述一对面沿包含所述X轴及所述Z轴的平面的方式配置，所述弯曲传感器是在所述Z轴方向上与所述负载作用于所述对象物的位置隔开而配置。

发明效果

根据本发明所涉及的三轴力检测装置，能够比以往更精确地检测负载。

附图说明

图1是用于示意性表示本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置的构成的图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置中的三轴力传感器的构成的俯视图。

图3是用于示意性表示本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置中的弯曲传感器的构成的示意图。

图4是用于示意性表示本发明的第2实施方式所涉及的三轴力检测装置的构成的图。

图5是用于表示本发明的第2实施方式所涉及的三轴力检测装置所具有的三轴力传感器的构成的图，图5(A)是俯视图，图5(B)是后视图。

图6是表示应用本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置的按摩机的整体构成的外观立体图。

图7是表示图6所示的按摩机中的施疗单元的构成的简易线条立体图。

图8是表示图6所示的按摩机中的支撑臂的构成的立体图。

图9是用于表示图6所示的按摩机中的轴支撑盖的构成的图，图9(A)是立体图，图9(B)是后视图。

图10是表示安装于图6所示的按摩机的三轴力传感器的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是用于示意性表示本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置1的构成的图。如图1所示，本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置1包括三轴力传感器2、弯曲传感器3、及信号处理部4。三轴力传感器2包括：变形体部21，其用于承受作用于对象物W的负载F；X轴用应变计24，其被安装于变形体部21，以检测X轴方向分力；Y轴用应变计25，其被安装于变形体部21，以检测Y轴方向分力；及Z轴用应变计26，其被安装于变形体部21，以检测Z轴方向分力。三轴力传感器2是输出与负载F的X轴方向分力(分力Fx)相应的检测值DFx、与负载F的Y轴方向分力(分力Fy)相应的检测值DFy、及与负载F的Z轴方向分力(分力Fz)相应的检测值DFz的传感器，弯曲传感器3是用于检测负载F作用于对象物W的位置的传感器。

变形体部21如下文所述具有一对面，X轴用应变计24安装于变形体部21的一对面的任一面，Y轴用应变计25安装于变形体部21的一对面的任一面，Z轴用应变计26安装于变形体部21的一对面的任一面。

图2是表示三轴力检测装置1中的三轴力传感器2的构成的俯视图。在三轴力传感器2中，X轴用应变计24、Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26被安装于变形体部21的一对面的一个面(表面22)上。X轴用应变计24、Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26将各栅长配置在能够以电压的变化的形式获得在变形体部21的一对面的一个面(表面22)上出现的应变的方向上。

具体而言，如图2所示，变形体部21是整体具有H字状且由板状隔膜形成的构件，其具有一对面即表面22及背面23。在变形体部21中，表面22及背面23是相互背向的平面或大致平面状的面。X轴用应变计24、Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26集中配置在变形体部21的一对面的一个面即表面22的大致中央。

变形体部21在其四角设置有安装用孔21a～21d，该安装用孔21a～21d是用于安装到其它构件的贯通孔。这些安装用孔21a～21d配置在与形成于其它构件的安装用孔对应的位置上。变形体部21的材料使用铝合金、合金工具钢、不锈钢、陶瓷、树脂、塑料等，根据对象物W受到的负载的方向及强度而挠曲。

X轴用应变计24是用于检测作用于对象物W的负载F在X轴方向的分力Fx的传感器，例如具有4个应变计24a～24d。此外，Y轴用应变计25是用于检测作用于对象物W的负载F在Y轴方向的分力Fy的传感器，例如具有4个应变计25a～25d。此外，Z轴用应变计26是用于检测作用于对象物W的负载F在Z轴方向的分力Fz的传感器，例如具有4个应变计26a～26d。应变计24a～24d、25a～25d、26a～26d被贴附在变形体部21的表面22而安装。

X轴用应变计24的应变计24a～24d的配置位置如下：在对象物W被施加X轴方向的负载的情况下，变形体部21的表面22在使用状态下通过经由供变形体部21安装的其它构件传递的力而最大程度地发生变形的部分。此外，为了能够最有效率地以电压的变化的形式获得出现在变形体部21的表面22的应变，X轴用应变计24的应变计24a～24d被配置成应变计24a～24d中的布线图案的栅长(标距长度)的方向与各个规定方向一致的状态。例如，如图2所示，应变计24a、24d以各栅长朝向相同方向的方式配置，应变计24b、24c以各栅长朝向相同方向的方式配置，此外，应变计24a、24d以各栅长的方向与应变计24b、24c的各栅长的方向相互正交的方式配置。

Y轴用应变计25的应变计25a～25d的配置位置如下：在对象物W被施加Y轴方向的负载的情况下，变形体部21的表面22因经由其它构件传递给变形体部21的力而最大程度地发生变形的部分。具体而言，Y轴用应变计25的应变计25a～25d以X轴用应变计24为中心分别位于左右(图2上)，应变计25a、25b配置在图2中左侧、应变计25c、25d配置在图2中右侧。此外，为了能够最有效率地以电压的变化的形式获得出现在变形体部21的表面22的应变，Y轴用应变计25的应变计25a～25d被配置成应变计25a～25d的布线图案的栅长的方向与各规定方向一致的状态。例如，如图2所示，应变计25a～25d以各栅长全部朝向相同方向的方式配置，此外，应变计25a～25d以各栅长朝向与X轴用应变计24的应变计24a～24d的栅长的方向存在45度或约45度的角度差的方向的方式配置。

Z轴用应变计26的应变计26a～26d的配置位置如下：在对象物W被施加Z轴方向的负载的情况下，变形体部21的表面22通过经由其它构件传递给变形体部21的力而最大程度地发生变形的部分。具体而言，Z轴用应变计26的应变计26a～26d配置在X轴用应变计24与Y轴用应变计25的应变计25a、25b之间。即，Z轴用应变计26的应变计26a～26d如图2所示邻接配置在X轴用应变计24的左侧。此外，Z轴用应变计26的应变计26a～26d被配置成应变计26a～26d的布线图案的栅长的方向与各规定方向一致的状态，从而能够最有效率地以电压的变化的形式获得变形体部21的表面22上出现的应变。例如，如图2所示，应变计26a、26c以各栅长朝向彼此相同方向的方式配置，应变计26b、26d以各栅长朝向彼此相同方向的方式配置。此外，应变计26b、26d以各栅长朝向与应变计26a、26c的栅长的方向正交的方向的方式配置。

上述X轴用应变计24的应变计24a～24d、Y轴用应变计25的应变计25a～25d、及Z轴用应变计26的应变计26a～26d分别电连接于传感器输出获取用焊盘(bonding pad)27。在三轴力检测装置1中，焊盘27电连接于信号处理部4，X轴用应变计24、Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26的检测值可以发送给信号处理部4。

在三轴力检测装置1用于检测作用于对象物W的负载F的状态即使用状态下，三轴力传感器2中，变形体部21以在Y轴方向上与对象物W隔开且一对面即表面22及背面23沿包含X轴及Z轴的平面的方式配设。此外，在使用状态下，以变形体部21的表面22朝向对象物W侧、且在图2中Z轴从左侧朝向右侧的方式，来配设三轴力传感器2。

因此，在三轴力检测装置1的使用状态下，X轴用应变计24的应变计24a、24d的各栅长相对于Z轴倾斜135度或大致135度的角度而延伸，X轴用应变计24的应变计24b、24c的各栅长相对于Z轴倾斜45度或大致45度的角度而延伸。此外，Y轴用应变计25的应变计25a～25d的各栅长与Z轴平行或大致平行地延伸。此外，Z轴用应变计26的应变计26a、26c的各栅长与Z轴平行或大致平行地延伸，Z轴用应变计26的应变计26b、26d的各栅长与X轴平行或大致平行地延伸。

图3是用于示意性表示弯曲传感器3的构成的示意图。弯曲传感器3是用于检测因作用于对象物W的负载F的Y轴方向分力即分力Fy而产生的绕X轴的弯曲力矩M(Fy)的传感器，更具体而言，在使用三轴力检测装置1的构件或装置中，是用于检测支撑对象物W的构件(图3中的构件35)被支撑的部位(图3中的部位36)的力矩M(Fy)的传感器。根据弯曲传感器3检测的力矩M(Fy)，可以计算出部位36与对象物W之间在Z轴方向上的距离即距离L。

弯曲传感器3只要是能够检测力矩M(Fy)的构成即可，包含能够检测力矩M(Fy)的所有周知的弯曲传感器。例如，如图3所示，弯曲传感器3具有4个应变计31～34，应变计31～34在与包含Y轴及X轴的平面平行的平面(大致平面)且包含部位36的平面上，在Y轴方向上并排配置。此外，应变计31、32在Y轴方向上配置在对象物W的一侧(图3中的上侧)，应变计33、34在Y轴方向上配置在对象物W的另一侧(图3中的下侧)。

信号处理部4基于弯曲传感器3的检测值即力矩M(Fy)值，来修正三轴力传感器2输出的与负载F的分力Fx对应的检测值DFx、与负载F的分力Fy对应的检测值DFy、及与负载F的分力Fz对应的检测值DFz。具体而言，信号处理部4执行的修正处理是减少或消除其它轴方向的分力针对与一个轴方向的分力对应的检测值的干扰的处理，使用预先准备的修正数据P，对弯曲传感器3及三轴力传感器的检测值即力矩M(Fy)及检测值DFx、DFy、DFz进行计算处理，从而修正检测值DFx、DFy、DFz。上述预先准备的修正数据P例如是矩阵数据或地图数据。例如，信号处理部4具有矩阵数据作为修正数据P。该修正数据P是4×4的矩阵数据，矩阵数据的各值是预先求出的值。修正处理是将该矩阵数据与检测值M(Fy)、DFx、DFy、DFz积算的处理，计算出利用矩阵数据与检测值M(Fy)、DFx、DFy、DFz的积修正后的负载F的分力Fx、Fy、Fz的检测值。通过这样的信号处理部4的修正处理，能够精确地检测减少了其它分力的干扰的负载F的各分力Fx、Fy、Fz的值。

由此，根据本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置1，能够比以往更精确地检测负载W。

接下来，说明本发明的第2实施方式所涉及的三轴力检测装置5。图4是用于示意性表示本发明的第2实施方式所涉及的三轴力检测装置5的构成的图。如图4所示，本发明的第2实施方式所涉及的三轴力检测装置5在三轴力传感器的结构上不同于上述本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置1。以下，对具有与上述本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置1相同或相似功能的构成附加相同符号并省略其说明，仅说明不同部分。

图5是用于表示三轴力检测装置5具有的三轴力传感器6的构成的图，图5(A)是俯视图，图5(B)是后视图。如图5(A)所示，三轴力传感器6中，检测作用于对象物W的负载F的X轴方向的分力Fx的X轴用应变计24(应变计24a～24d)、及检测作用于对象物W的负载F的Y轴方向的分力Fy的Y轴用应变计25(应变计25a～25d)与上述三轴力传感器2相同，被安装于变形体部21的表面22。并且，检测作用于对象物W的负载F的Z轴方向的分力Fz的Z轴用应变计26(26a～26d)如图5(B)所示安装于变形体部21的背面23。

在变形体部21的表面22上，X轴用应变计24(应变计24a～24d)的配置位置如下：在对象物W被施加X轴方向的负载的情况下，变形体部21的表面22在使用状态下通过经由供变形体部21安装的其它构件传递的力而最大程度地应变的部分。Y轴用应变计25的应变计25a～25d的配置位置如下：在对象物W被施加Y轴方向的负载的情况下，变形体部21的表面22通过经由其它构件传递给变形体部21的力而最大程度地应变的部分。另一方面，Z轴用应变计26的应变计26a～26d在变形体部21的背面23的配置位置如下：在对象物W被施加Z轴方向的负载的情况下，变形体部21的背面23通过经由其它构件传递给变形体部21的力而最大程度地应变的部分。

如上所述，在三轴力传感器6中，将X轴用应变计24与Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26分开配置于变形体部21的表面22及背面23。由此，应变计24～26的配置自由度变高，能够将应变计24～26分别安装于可获得最大传感器输出的最佳位置，而不用担心应变计24、25与应变计26在配置上重叠。

另外，X轴用应变计24的各应变计24a～24d的栅长(标距长度)的方向与上述三轴力传感器2的方向相同，且Y轴用应变计25的各应变计25a～25d的栅长的方向与上述三轴力传感器2的方向相同。此外，X轴用应变计24(应变计24a～24d)与Y轴用应变计25(应变计25a～25d)之间的相对位置也与上述三轴力传感器2中的位置相同。

此外，在本发明的第2实施方式中，Z轴用应变计26的应变计26a～26d的栅长的方向以如下方式配置：能够将在变形体部21的背面23出现的应变最有效率地作为电压的变化而获得。具体而言，如图5(B)所示，Z轴用应变计26的应变计26a～26d的内应变计26a、26c配置在比变形体部21的背面23的中央更靠其中一侧(图5(B)中的左侧)的位置，应变计26b、26d配置在比变形体部21的背面23的中央更靠另一侧(图5(B)中的右侧)的位置。此外，应变计26a～26d的栅长全部朝向相同方向，并且应变计26a～26d以栅长在使用状态下朝向X轴方向(图5(B)中的上下方向)的方式配置。Z轴用应变计26的应变计26a～26d在背面23分别电连接传感器输出获取用焊盘28。

本发明的第2实施方式所涉及的三轴力检测装置5也与上述三轴力检测装置1同样地动作，通过信号处理部4的修正处理，能够精确地检测减少了其它分力的干扰的负载F的各分力Fx、Fy、Fz的值。此外，在三轴力检测装置5中，三轴力传感器6中的X轴用应变计24、Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26被安装于变形体部21的表面22及背面23，从而与上述三轴力传感器2相比能够获得更大的传感器输出，因此能够进一步提高X轴用应变计24、Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26的检测值的精度。因此，本第2实施方式所涉及的三轴力检测装置5能够比上述三轴力检测装置1更精确地检测负载F的各分力Fx、Fy、Fz。

由此，根据本发明的第2实施方式所涉及的三轴力检测装置5，能够比以往更精确地检测负载W。

另外，在上述第2实施方式所涉及的三轴力检测装置5中，X轴用应变计24及Y轴用应变计25安装于变形体部21的表面22，Z轴用应变计26安装于变形体部21的背面23，但各轴用应变计24～26的配置位置并不限定于此。在三轴力检测装置5中，也可以是X轴用应变计24、Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26的任意两个可以安装于变形体部21的一对面的一个面即表面22，X轴用应变计24、Y轴用应变计25、及Z轴用应变计26的剩余一个安装于变形体部21的一对面的另一个面即背面23。

接下来，说明本发明所涉及的三轴力检测装置的应用例。以下，说明本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置1的应用例，但本发明的第2实施方式所涉及的三轴力检测装置5也可以同样地应用。此外，本发明所涉及的三轴力检测装置的应用对象并不限定于以下具体例，而是包含能够应用本发明所涉及的三轴力检测装置的所有对象。以下，说明将本发明的第1实施方式所涉及的三轴力检测装置1应用于按摩机50的应用例。

如图6所示，按摩机50是座椅式电动按摩机，包括：座部51，其在宽度方向的两侧具有扶手部51a、51a；及靠背部52，其从座部51的后端部向上方竖立而设置。靠背部52的内部设置有具有两个按摩球53的施疗单元60。

如图7所示，施疗单元60将两个施疗单元支撑体63、63一体地设置在安装于支撑轴62的框架板61上，所述施疗单元在施疗单元支撑体63、63上固定安装有作为对象物W的按摩球53的传感器结构体70。

如图8所示，传感器结构体70包括支撑臂71、及安装于支撑臂71的前端的垂直部69的轴支撑盖75。

支撑臂71是以与施疗单元支撑体63隔开的方式呈阶梯状延伸而形成的例如金属板状构件。支撑臂71包括：从施疗单元支撑体63延伸的腕部66；以与腕部66大致正交的方式向图中水平方向延伸的水平部67；以约90度的角度与腕部66及水平部67一体相连的弯曲部68；以及以与水平部67大致正交的方式从水平部67的前端向垂直方向延伸的垂直部69。

腕部66固定于施疗单元60的施疗单元支撑体63。水平部67是与和垂直部69一体安装的轴支撑盖75隔开而弯折且将腕部66与垂直部69连接的部分，具有与经由轴支撑盖75而被安装的按摩球53的外周面对置的平坦面67a，不与按摩球53接触。此外，在水平部67形成有贯通孔67h。

支撑臂71的垂直部69是供作为保持按摩球53的保持体的轴支撑盖75一体安装的部分，在图8中，因安装有轴支撑盖75，垂直部69处于被遮挡的状态。

如图9所示，轴支撑盖75包括盖主体76及轴部54，该轴部54一体安装于盖主体76的平坦支撑板77。按摩球53以被轴部54枢轴支撑的状态被保持。因此，轴支撑盖75保持按摩球53使其能够根据外部对按摩球53施加的负载而向图8所示的三维方向即X轴方向、Y轴方向及Z轴方向自由移动。

盖主体76包括以与支撑板77垂直的方式从支撑板77的周缘竖立设置的间隔壁78。间隔壁78并非遍及支撑板77的整个周缘竖立，而是具有与支撑臂71的垂直部69的宽度相当的大小的开口78h。

在盖主体76的支撑板77上，在该支撑板77的周边设置有螺栓贯通孔76a、76b、76c，其通过螺固而将盖主体76安装于支撑臂71的垂直部69。此外，在支撑板77上设置有安装孔76h，该安装孔76h在与螺栓贯通孔76a、76c隔开大致相同距离的位置贯通。

轴部54直接枢轴支撑按摩球53且承受对按摩球53的负载，轴部54的根部部分连接于支撑板77的连接部77a，且从支撑板77延伸。轴部54具有与按摩球53的轴孔(未图示)的内径相同的外径，且具有能够枢轴支撑按摩球53的规定的长度。按摩球53可旋转地固定于该轴部54。

支撑板77的连接部77a是具有规定厚度的圆盘状部分，比轴部54更向外周侧扩展。根据轴部54经由按摩球53承受的负载的方向及强度而弯曲，作为隔膜(diaphragm)发挥功能。按摩机50也可以不具有轴支撑盖75，而是在支撑臂71的垂直部69上直接形成轴部54。该情况下，连接部77a形成于垂直部69。

在上述按摩机50中，弯曲传感器3在轴支撑盖75的支撑板77中并非安装于连接部77a的轴部54侧而是安装于背面侧，应变计31～34如图9(B)所示在Y轴方向上并排安装。即，轴部54相当于图3中的构件35，图3的部位36存在于连接部77a。此外，如图10所示，三轴力传感器2以覆盖形成于支撑臂71的水平部67的矩形状的贯通孔67h的方式固定于水平部67。为了使负载对按摩球53的影响容易以应变(变形)的形式出现在水平部67，形成于支撑臂71的水平部67的贯通孔67h是必需的孔，是为了有意地降低水平部67的强度而设置。贯通孔67h为规定大小的矩形状，但并不限定于此，其大小、形状根据水平部67的强度、三轴力传感器2的传感器输出的灵敏度而设定。

在按摩机50中，作用于作为对象物W的按摩球53的负载F经过轴部54、轴支撑盖75、支撑臂71的垂直部69而传递给水平部67。如上传递的负载F的传递力施加于水平部67，负载F以应变(挠曲)的形式出现在固定于水平部67的三轴力传感器2的变形体部21。此外，因作用于按摩球53的负载F(分力Fy)，在轴支撑盖75的连接部77a产生绕X轴的弯曲力矩。负载F作用于按摩球53的位置与连接部77a之间在Z轴方向上的间隔相当于图3所示的距离L。

并且，三轴力检测装置1如上所述那样发挥作用，弯曲传感器3检测力矩M(Fy)，三轴力传感器2输出与负载F的分力Fx、Fy、Fz分别对应的检测值DFx、DFy、DFz，信号处理部4对这些力矩M(Fy)及检测值DFx、DFy、DFz进行计算处理，由此修正检测值DFx、DFy、DFz。从而，能够精确地检测减少了其它分力的干扰的负载F的各分力Fx、Fy、Fz。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式所涉及的三轴力检测装置1、5，而是包含本发明的构思及权利要求所含的所有实施方式。此外，也可以适当地选择并组合各构成，以实现上述课题及效果的至少一部分。例如，上述实施方式中的各构成要素的形状、材料、配置、尺寸等可根据本发明的具体使用形态而适当地变更。

附图标记说明

1、5：三轴力检测装置；2、6：三轴力传感器；3：弯曲传感器；4：信号处理部；21：变形体部；22：表面；23：背面；24：X轴用应变计；25：Y轴用应变计；26：Z轴用应变计；24a～24d、25a～25d、26a～26d、31～34：应变计；27、28：焊盘；35：构件；36：部位；50：按摩机；51：座部；52：靠背部；53：按摩球；54：轴部；60：施疗单元；61：框架板；62：支撑轴；63：施疗单元支撑体；66：腕部；67：水平部；67h：贯通孔；68：弯曲部；69：垂直部；70：传感器结构体；71：支撑臂；75：轴支撑盖；76：盖主体；77：支撑板；77a：连接部；78：间隔壁；DFx、DFy、DFz：检测值；F：负载；Fx、Fy、Fz：分力；P：修正数据；W：对象物。

Claims (8)

1.一种三轴力检测装置，其特征在于，包括：

三轴力传感器，包括：变形体部，其具有用于承受作用于对象物的负载的一对面；X轴用应变计，其安装于该变形体部的所述一对面的任一面，以检测X轴方向分力；Y轴用应变计，其安装于所述变形体部的所述一对面的任一面，以检测Y轴方向分力；及Z轴用应变计，其安装于所述变形体部的所述一对面的任一面，以检测Z轴方向分力；

弯曲传感器，其用于检测所述负载作用于所述对象物的位置；

信号处理部，其电连接于所述弯曲传感器及所述三轴力传感器，

所述信号处理部基于所述弯曲传感器及所述三轴力传感器的检测信号，计算出所述负载的X轴方向分力、所述负载的Y轴方向分力、及所述负载的Z轴方向分力。

2.根据权利要求1所述的三轴力检测装置，其特征在于，

所述信号处理部基于所述弯曲传感器的检测信号，计算出供用于支撑所述对象物的构件支撑的部位与所述对象物之间在Z轴方向上的距离。

3.根据权利要求1或2所述的三轴力检测装置，其特征在于，

所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计安装于所述变形体部的所述一对面的一个面。

4.根据权利要求3所述的三轴力检测装置，其特征在于，

所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计的各栅长被配置在能够将出现在所述变形体部的所述一对面的一个面的应变作为电压的变化而获得的方向。

5.根据权利要求1或2所述的三轴力检测装置，其特征在于，

所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计中的任意两个被安装于所述变形体部的所述一对面的一个面，所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计中的剩余一个被安装于所述变形体部的所述一对面的另一个面。

6.根据权利要求5所述的三轴力检测装置，其特征在于，

所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计的所述任意两个的各栅长被配置在能够将出现在所述变形体部的所述一对面的一个面的应变作为电压的变化而获得的方向，并且，所述X轴用应变计、所述Y轴用应变计、及所述Z轴用应变计中的所述剩余一个的栅长被配置在能够将出现在所述变形体部的所述一对面的另一个面的应变作为电压的变化而获得的方向。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的三轴力检测装置，其特征在于，

所述弯曲传感器是用于检测绕所述X轴的力矩的传感器。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的三轴力检测装置，其特征在于，

所述变形体部以在所述Y轴方向上与所述对象物隔开且所述一对面沿包含所述X轴及所述Z轴的平面的方式被配置，所述弯曲传感器是在所述Z轴方向上与所述负载作用于所述对象物的位置隔开而配置。