CN110945332A

CN110945332A - 扭矩传感器、致动器和机器人

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Publication number: CN110945332A
Application number: CN201780093357.0A
Authority: CN
Inventors: 赵飞; 上村浩司; 曾我健仁; 吉田康; 藤间久美子
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: JP6677934B2; CN110945332B; WO2019021442A1; JPWO2019021442A1

Abstract

抑制生产率降低及成本增大，并且提高扭矩传感器的检测精度。扭矩传感器(1)具有：圆环部件(2)和圆环部件(3)；连结部件(4)，其将圆环部件(2)和圆环部件(3)连结成：能够绕Z轴相对地旋转与扭矩的大小相应的量，并且将圆环部件(2)和圆环部件(3)连结成：能够借助扭矩以外的力绕与Z轴垂直的X轴相对地旋转；标尺(5)，其被配置于圆环部件(2)；发光部(17a)，其被配置于圆环部件(3)，从X轴上的位置向标尺(5)射出光；以及受光部(16)，其被配置于圆环部件(3)，接收从发光部(17a)射出且被标尺(5)反射的光。

Description

扭矩传感器、致动器和机器人

技术领域

公开的实施方式涉及扭矩传感器、致动器和机器人。

背景技术

在线性编码器式的扭矩传感器中，在由于绕Z轴的扭矩以外的干扰使标尺与检测头之间的相对距离或平行度变动的情况下，有可能产生检测误差。

为了减少这样的检测误差，已知例如在专利文献1中记载的扭矩传感器。该扭矩传感器具有：第一部件；第二部件，其与第一部件处于相对旋转的关系；连结部件，其将第一部件与第二部件连结起来；标尺，其设置于第一部件；检测头，其设置于第二部件，根据标尺检测位置信息；第一连结部，其将标尺与检测头连结起来，允许检测头相对于标尺向规定的方向移位并限制检测头向那以外的方向移位；和第二连结部，其将第一部件、标尺或第二部件、检测头连结起来，限制标尺相对于第一部件、或者检测头相对于第二部件向规定的方向移位并允许它们向那以外的方向移位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-189516号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述的以往技术中，由于追加第一连结部及第二连结部这样的部件，因此，有可能招致由部件数量增大导致的生产率降低及成本增大。

本发明鉴于这样的问题而完成，其目的在于，提供能够抑制生产率降低及成本增大并提高检测精度的扭矩传感器、致动器和机器人。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，根据本发明的一个方面，可应用一种扭矩传感器，所述扭矩传感器具有：第一部件和第二部件；连结部件，其将所述第一部件与所述第二部件连结成：能够绕第一轴心相对地旋转与扭矩的大小相应的量，并且将所述第一部件与所述第二部件连结成：能够借助所述扭矩以外的力绕与所述第一轴心垂直的第二轴心相对地旋转；标尺，其被配置于所述第一部件；发光部，其被配置于所述第二部件，从所述第二轴心上的位置向所述标尺射出光；以及受光部，其被配置于所述第二部件，接收从所述发光部射出且被所述标尺反射的光。

此外，根据本发明的另一方面，可应用一种致动器，所述致动器具有：马达；减速器，其与所述马达的第一输出轴连结；和上述扭矩传感器，其中，所述第一部件或所述第二部件被连结于所述减速器的第二输出轴。

此外，根据本发明的另一方面，可应用一种机器人，所述机器人在关节部具备上述致动器。

此外，根据本发明的另一方面，可应用一种扭矩传感器，所述扭矩传感器具有：第一部件和第二部件；连结部件，其将所述第一部件与所述第二部件连结成：能够绕第一轴心相对地旋转与扭矩的大小相应的量，并且将所述第一部件与所述第二部件连结成：能够借助所述扭矩以外的力绕与所述第一轴心垂直的第二轴心相对地旋转；标尺，其被配置于所述第一部件；发光部，其被配置于所述第二部件，从所述第二轴心上的位置向所述标尺射出光；受光部，其被配置于所述第二部件，接收从所述发光部射出且被所述标尺反射的光；以及使所述第一轴心方向上的所述第二轴心的高度与所述发光部的高度一致的单元。

发明效果

根据本发明，能够提供可抑制生产率降低及成本增大并提高检测精度的扭矩传感器、致动器和机器人。

附图说明

图1是表示实施方式的扭矩传感器的整体结构的一个示例的说明图。

图2是表示扭矩传感器的基板和标尺的安装结构的一个示例的说明图。

图3是表示光学模块的结构的一个示例的说明图。

图4A是从径向内侧观察基板在圆环部件上的安装部位的说明图。

图4B是从径向外侧观察标尺在圆环部件上的安装部位的说明图。

图5是表示扭矩传感器的外侧的圆环部件与内侧的圆环部件绕X轴的相对旋转的说明图。

图6是表示在相对旋转的旋转中心处于标尺表面的比较例中，光学模块与标尺的相对旋转的动作的一个示例的说明图。

图7是表示在相对旋转的旋转中心处于发光面上的实施方式中，光学模块与标尺的相对旋转的动作的一个示例的说明图。

图8是表示将受光部配置成在与X轴垂直的方向上隔着光源的变形例中的、光学模块的结构的一个示例的说明图。

图9是表示将标尺和基板在周向上分离180°的位置配置两组的变形例中的、扭矩传感器的整体结构的一个示例的说明图。

图10是表示扭矩传感器的应用例的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图对一个实施方式进行说明。

<1.扭矩传感器的整体结构>

首先，参照图1和图2对本实施方式的扭矩传感器1的整体结构的一个示例进行说明。

如图1和图2所示，扭矩传感器1具有：圆环部件2；圆环部件3；将圆环部件2与圆环部件3连结起来的连结部件4；配置于圆环部件2的标尺5；和配置于圆环部件3的基板10。

圆环部件2(第一部件的一个示例)和圆环部件3(第二部件的一个示例)均为圆环状的部件，它们配置成以Z轴为中心的同心圆状。在以Z轴为中心的径向上，圆环部件2被配置在外侧，圆环部件3被配置在内侧。

连结部件4在绕Z轴的周向上等间隔地配置有多根(在该示例中是以60°间隔配置6根)，各连结部件4沿着径向延伸设置。各连结部件4将圆环部件2的内周面与圆环部件3的外周面连结起来。连结部件4将圆环部件2与圆环部件3连结成：能够以与成为扭矩传感器1的检测对象的扭矩(绕Z轴的旋转力矩M_Z)的大小相应的量绕Z轴(第一轴心的一个示例)相对地旋转微小的量。此外，连结部件4将圆环部件2与圆环部件3连结成：能够借助上述扭矩以外的干扰的力绕与Z轴垂直的方向上的轴相对地旋转微小的量。在本说明书中，将与上述Z轴垂直的方向上的轴中通过后述的发光部17a及受光部16的中心位置的方向上的轴定义为X轴(第二轴心的一个示例)，将与该X轴垂直的方向上的轴定义为Y轴。

另外，只要能够将圆环部件2与圆环部件3以具有规定的刚性的方式连结，则连结部件4的数量及配置也可以是上述以外的数量及配置。

此外，下面，为了方便扭矩传感器1的结构的说明，如下地规定并适当地使用上下等方向。在图1中，将Z轴正方向(图1中的纸面近前方向)作为“上”，将Z轴负方向(图1中的纸面内方向)作为“下”。但是，该方向根据扭矩传感器1的设置方式变动，不限定扭矩传感器1的各结构的位置关系。此外，在本说明书中，在称为“高度”及“高度位置”的情况下，是指Z轴方向上的高度及高度位置。

如图2所示，标尺5是例如在长方形状的标尺板15上沿着与X轴垂直的方向呈直线状地排列标尺而成的线性标尺。标尺板15在标尺5的排列方向的两端具有两个贯通孔15a。这些贯通孔15a与设置于圆环部件2的突起13的两个螺纹孔13a分别对应。标尺板15以标尺5的排列方向为与X轴垂直的方向的姿态被载置在圆环部件2的突起13上。进而，通过将贯通插入到贯通孔15a中的未图示的螺钉拧入到突起13的螺纹孔13a中，从而标尺板15被固定于突起13。另外，标尺5也可以代替上述线性标尺而为沿着绕Z轴的周向排列标尺得到的旋转式标尺。此外，也可以通过例如粘接剂而非螺钉将标尺板15固定于突起13。

基板10是例如长方形状的基板，其沿着X轴方向从圆环部件3的内周部一直配置到圆环部件2的外周部。基板10在末端部的下侧的面的与标尺5对置的位置具有光学模块6，该光学模块6具备光源17和受光部16。此外，基板10在与设置有光学模块6的末端部相反一侧的基端部侧具有四个贯通孔10a。这些贯通孔10a与设置于圆环部件3的四个突起12的螺纹孔12a分别对应。基板10以光学模块6与标尺5对置的姿态，基端部侧被载置在圆环部件3的四个突起12上。进而，通过将贯通插入到贯通孔10a中的未图示的螺钉拧入到突起12的螺纹孔12a中，从而基板10被固定于突起12。

如图2所示，在圆环部件2和圆环部件3的上侧的面上，沿着X轴方向从圆环部件3的内周部到圆环部件2的外周部设置有截面形状为大致矩形的凹状槽7。凹状槽7的Y轴方向上的宽度尺寸Wg比基板10的Y轴方向上的尺寸Ws稍大。在凹状槽7中的、圆环部件3处的凹状槽部7a的四角设置有上述的四个突起12。此外，在凹状槽7中的、圆环部件2处的凹状槽部7b的外周侧设置有上述的突起13。

另外，只要能够将基板10以高精度的位置和高度固定于圆环部件3，则突起12的数量及配置也可以是上述以外的数量及配置。此外，关于突起13的数量及配置、形状，只要能够将标尺5以高精度的位置和高度固定于圆环部件2，则也可以是上述以外的数量及配置、形状。此外，突起12及突起13既可以与圆环部件3、2一体地形成，也可以是分体的部件。在为分体的部件的情况下，也可以通过螺钉或粘接剂等将突起12、13固定于圆环部件3、2。

<2.光学模块的结构和高度位置>

下面，参照图3、图4A和图4B对光学模块6的结构和高度位置的一个示例进行说明。另外，图3是从下侧观察光学模块6在基板10上的安装部位的图，图4A是从径向内侧观察圆环部件3中的基板10的安装部位的图，图4B是从径向外侧观察标尺5在圆环部件2上的安装部位的图。

如图3所示，光学模块6具有光源17和两个受光部16，所述两个受光部16在X轴方向上隔着光源17配置。

光源17具有发光部17a，以发光部17a的绕Z轴的周向上的位置与X轴一致的方式配置。发光部17a从X轴上的位置向标尺5射出光。即，光源17以发光部17a的高度位置与X轴的高度位置一致的方式配置。作为光源17，只要是能够向照射区域照射光的光源，则不特别地限定，例如可使用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)。光源17作为不特别地配置光学透镜等的点光源而构成，从发光部17a射出扩散光。另外，在称为“点光源”的情况下，无需是严格的点，只要是视为在设计上及工作原理上从大致点状的位置发出扩散光的光源，则光也可以从有限的出射面发出。此外，“扩散光”不限于从点光源朝向全方位发射的光，包括朝向有限的一定的方位扩散并射出的光。即，只要是比平行光具有扩散性的光，就包括在这里所称的扩散光中。通过这样地使用点光源，从而光源17能够向配置在对置的位置上的标尺5上大致均等地照射光。此外，由于不进行借助于光学元件的聚光/扩散，因此，不易产生由光学元件造成的误差等，能够提高光朝向标尺5的直进性。

各受光部16具有沿着与X轴垂直的方向等间隔地排列的多个(在该示例中是16个)受光元件18。即，多个受光元件18形成为具有增量模式。各受光部16以与X轴垂直的方向上的中心位置与X轴一致的方式配置。另外，构成受光部16的受光元件18的数量也可以是上述以外的数量。

光学模块6从光源17的发光部17a向标尺5照射光，通过受光部16的各受光元件18接收由标尺5反射的光。由此，光学模块6检测圆环部件2与圆环部件3的相对旋转的旋转量，并将该旋转量向控制部9(参照图1)发送。控制部9根据接收到的旋转量和连结部件4的弹性系数等计算出作用于圆环部件2与圆环部件3之间的扭矩。另外，控制部9既可以设置于基板10，也可以设置于扭矩传感器1的外部。

如图4A所示，上述的四个突起12以成为规定高度的方式形成于凹状槽部7a。根据凹状槽部7a的深度Hga和突起12的高度Hsa规定(确定、设定)基板10的高度位置。在本实施方式中，如图4B所示，以如下方式规定基板10的高度位置：使得设置在基板10的下表面的光学模块6的光源17的发光部17a位于X轴上(即，发光部17a的高度位置与X轴的高度位置一致)。因此，突起12作为第一高度规定部件发挥作用，所述第一高度规定部件以使得发光部17a位于X轴上的方式规定(确定、设定)基板10相对于圆环部件3的高度。

另外，在光源17的发光部17a与受光部16的受光面18a处于相同高度的情况下，根据上述结构，受光部16的受光面18a位于X轴上。此外，如图4B所示，即使在光源17的发光部17a从受光面18a突出的情况下，在其突出量微小的情况下，根据上述结构，受光部16的受光面18a也实质上位于X轴上。

如图4B所示，上述的突起13以成为规定高度的方式形成于凹状槽部7b。根据凹状槽部7b的深度Hgb和突起13的高度Hsb规定(确定、设定)标尺5的高度位置。在本实施方式中，如图4B所示，以如下方式规定(确定、设定)标尺5的高度位置：使得发光部17a位于X轴上的光学模块6的受光部16的受光面18a与标尺5之间的间隔G为与模块6的规格及性能等相应的规定的尺寸。因此，突起13作为第二高度规定部件发挥作用，所述第二高度规定部件以使得标尺5与受光部16的受光面18a之间的间隔为规定的尺寸的方式规定(确定、设定)标尺5相对于圆环部件2的高度。

<3.由干扰的力引起的光学模块与标尺的相对旋转的动作>

下面，参照图5至图7对由干扰的力引起的光学模块6与标尺5的相对旋转的动作的一个示例进行说明。如前面所述，在圆环部件2与圆环部件3之间，除了由检测对象即扭矩(绕Z轴的旋转力矩M_Z)引起的绕Z轴的旋转以外，有时还由于扭矩以外的干扰的力产生绕X轴和Y轴的旋转。

当由于干扰的力使圆环部件2与圆环部件3之间产生绕Y轴的相对旋转时，标尺5与受光面18a之间的间隔G变动，但标尺5与受光面18a维持平行的位置关系，绕Z轴的旋转方向上的相对位置变化(旋转量)为零或非常小。因此，可以忽视对扭矩的检测精度的影响。

另一方面，如图5所示，当由于干扰的力使圆环部件2与圆环部件3之间产生绕X轴的相对旋转时，由于标尺5与受光部16的受光面18a的相对旋转，标尺5与受光面18a倾斜，有可能产生扭矩的检测误差。关于其详细情况，下面，采用比较例进行说明。另外，实际上，圆环部件2与圆环部件3绕X轴的旋转量微小，但在上述图5中，为了易于理解，夸张地示出了绕X轴的旋转量。

图6是表示比较例中的由干扰引起的光学模块6与标尺5的相对旋转的动作的说明图。该比较例是相对旋转的旋转中心即X轴的高度位置与发光部17a的高度位置不一致的示例，在图6所示的示例中与标尺5一致。在该情况下，由于标尺5相对于受光面18a的相对的倾斜，受光部16的规定的受光位置(例如受光部16的与X轴垂直的方向上的中心位置PDc)和与在该受光位置接收的光对应的标尺位置之间的对应关系发生变动。例如，如图6所示，受光部16的中心位置PDc处接收的光在产生相对旋转前的标尺5(通过实线图示)中是来自旋转量为0的标尺位置SK₀的反射光，相对于此，在产生相对旋转后的标尺5(通过虚线图示)中是来自偏离了规定的旋转量的标尺SK1的反射光。因此，在比较例中，当在圆环部件2与圆环部件3之间产生绕X轴的相对旋转时，产生扭矩的检测误差。

图7是表示本实施方式中的由干扰引起的光学模块6与标尺5的相对旋转的动作的说明图。在本实施方式的情况下，相对旋转的旋转中心即X轴的高度位置与发光部17a的高度位置一致。因此，在光学模块6与标尺5相对旋转时，标尺5在以X轴为中心的圆弧C上以标尺5的表面为圆弧C的切线方向的姿态移动。由此，能够避免受光部16的规定的受光位置(例如，受光部16的与X轴垂直的方向上的中心位置PDc)和与在该受光位置接收的光对应的标尺位置之间的对应关系发生变动。例如，如图7所示，受光部16的中心位置PDc处接收的光在产生相对旋转前的标尺5(通过实线图示)中是来自旋转量为0的标尺位置SK₀的反射光，相对于此，在产生相对旋转后的标尺5(通过虚线图示)中同样也是来自标尺位置SK₀的反射光。因此，在本实施方式中，即使在圆环部件2与圆环部件3之间产生绕X轴的相对旋转的情况下，也能够抑制产生扭矩的检测误差。

另外，即使由于干扰而在圆环部件2与圆环部件3之间产生绕X轴和绕Y轴以外的相对旋转的情况下，如上所述地，关于绕Y轴的成分，可以忽略对扭矩的检测精度的影响，关于绕X轴的成分，根据上述结构，也能够抑制检测误差。因此，在XY轴平面上的哪个方向上绕轴产生相对旋转的情况下均能够抑制检测误差。

在上文中，突起12和突起13相当于使第一轴心方向上的第二轴心的高度与发光部的高度一致的单元的一个示例。

<4.实施方式的效果>

如以上说明的那样，本实施方式的扭矩传感器1具有：圆环部件2和圆环部件3；连结部件4，其将圆环部件2与圆环部件3连结成能够绕Z轴相对地旋转与扭矩的大小相应的量，并且将圆环部件2与圆环部件3连结成能够借助扭矩以外的干扰等力绕与Z轴垂直的X轴相对地旋转；标尺5，其被配置于圆环部件2；发光部17a，其被配置于圆环部件3，从X轴上的位置向标尺5射出光；以及受光部16，其被配置于圆环部件3，接收从发光部17a射出且被标尺5反射的光。

由于发光部17a位于X轴上，因此，如上所述，即使在圆环部件2与圆环部件3之间产生绕X轴的旋转的情况下，也能够避免受光面18a的规定的受光位置(例如中心位置PDc)和与在该受光位置接收的光对应的标尺位置之间的对应关系发生变动。并且，无需为了抑制检测误差而设置例如限制光学模块6或标尺5移动的部件等另外的部件。因此，能够抑制生产率降低及成本增大并提高检测精度。

此外，在本实施方式中，特别地具有：基板10，其被配置于圆环部件3，并且在基板10配置有发光部17a；和突起12，其以发光部17a位于X轴上的方式规定基板10相对于圆环部件3在Z轴方向上的高度。

由此，通过提高例如突起12的尺寸精度(加工精度)，从而能够进一步提高发光部17a相对于X轴的位置精度。

此外，在本实施方式中，特别地具有突起13，所述突起13被配置于圆环部件2，以标尺5与受光部16的间隔为规定的尺寸的方式规定标尺5相对于圆环部件2在Z轴方向上的高度。由此，起到如下的效果。

即，标尺5与受光部16的受光面18a之间的间隔G被固定地设定为与光学模块6的性能及规格等相应的规定的值。因此，为了提高扭矩的检测精度，优选的是，关于标尺5的高度，也与发光部17a的高度一同高精度地进行规定。

根据本实施方式，通过提高例如突起13的尺寸精度(加工精度)，从而能够提高标尺5的位置精度。其结果是，能够确保间隔G的尺寸精度，因此，能够提高扭矩的检测精度。

此外，在本实施方式中，特别地是，圆环部件3是圆环状的部件，其在以Z轴为中心的径向上被配置在圆环状的圆环部件2的内侧，连结部件4在径向上延伸设置，将圆环部件2的内周面与圆环部件3的外周面连结起来。

由此，由于能够将圆环部件2和圆环部件3在径向上配置在外侧和内侧，因此，能够缩小扭矩传感器1的Z轴方向上的厚度，能够实现小型化。

<5.变形例>

另外，公开的实施方式不限于上述内容，在不脱离其主旨和技术思想的范围内可进行各种变形。下面，对那样的变形例进行说明。

(5-1.在与X轴垂直的方向上隔着光源配置受光部的情况)

在上述实施方式中，在光学模块6中，以在X轴方向上隔着光源17的方式配置有两个受光部16，但也可以以在与X轴垂直的方向上隔着光源17的方式配置两个受光部。在图8中示出了本变形例的光学模块6A的结构的一个示例。

如图8所示，在光学模块6A中，以在与X轴垂直的方向上隔着光源17的方式配置有两个受光部16A。各受光部16A具有沿着与X轴垂直的方向等间隔地排列的多个(在该示例中是8个)受光元件18。多个受光元件18形成为具有增量模式。两个受光部16A被配置成它们的中间位置(光源17的发光部17a的位置)与X轴一致。光源17被配置成发光部17a的高度位置与X轴的高度位置一致。另外，构成受光部16A的受光元件18的数量也可以是上述数量以外。由于本变形例中的上述以外的结构与上述实施方式同样，因此，省略说明。

在本变形例的光学模块6A中，由于发光部17a也位于X轴上，因此，即使在圆环部件2与圆环部件3之间产生绕X轴的相对旋转，也能够抑制产生扭矩的检测误差。

(5-2.在周向上分离180°的位置处配置有两组标尺和基板的情况)

在上述实施方式中，在沿着X轴方向的一侧的位置上仅配置有一组标尺5和基板10，但也可以在沿着X轴方向的一侧和另一侧配置两组标尺5和基板10。图9中示出了本变形例的扭矩传感器1A的结构的一个示例。

如图9所示，在扭矩传感器1A中，在分别沿着X轴正方向和负方向的一侧和另一侧的位置(在绕Z轴的周向上分离180°的位置)上各配置有一组、共计两组设置于圆环部件2的标尺5与设置于圆环部件3的基板10的组。任一基板10均是与上述实施方式同样的结构，其构成为，在光学模块6中光源17的发光部17a位于X轴(正方向和负方向)上。

各基板10的光学模块6检测圆环部件2与圆环部件3的相对旋转的旋转量，将并该旋转量分别发送到控制部9。由于本变形例中的上述以外的结构与上述实施方式同样，因此，省略说明。

在本变形例的扭矩传感器1A中，在两组标尺5和基板10中分别能够使发光部17a位于X轴上。因此，通过设置与控制部9对应的电路(切换电路等)，从而即使在一组的标尺5或光学模块6发生不良情况的情况下，也能够切换到另一组而维持传感器功能。其结果是，能够实现扭矩传感器的双重化(冗长化)。

(5-3.其它)

在上述实施方式中，对在外侧的圆环部件2设置标尺5、在内侧的圆环部件3设置基板10(发光部17a、受光部16)的情况进行了说明，但也可以相反地，在内侧的圆环部件3设置标尺5、在外侧的圆环部件2设置基板10(发光部17a、受光部16)。

此外，在上述实施方式中，通过连结部件4被连结的部件为圆环状的部件，但不限于此，也可以是例如圆板状的部件。在该情况下，也可以是这样的结构：两个圆板部件在Z轴方向上相邻地配置，通过配置在Z轴上的柱状的连结部件将该两个圆板部件连结起来。

<6.扭矩传感器的应用例>

下面，参照图10对上述实施方式及变形例等中的扭矩传感器1、1A的应用例进行说明。

以上说明的扭矩传感器1、1A能够应用于例如设置于机器人的关节部的致动器。图10中示出了致动器的结构的一个示例。

如图10所示，致动器20具备：马达21；减速器22，其与马达21的输出轴21a(第一输出轴的一个示例)连结；和扭矩传感器1、1A，其中，上述的圆环部件2或圆环部件3被连结于减速器22的输出轴22a(第二输出轴的一个示例)。另外，也可以这样：不设置减速器22，将马达21的输出轴21a直接连结于扭矩传感器1、1A的圆环部件2或圆环部件3。致动器20将扭矩传感器1的圆环部件2或圆环部件3中的不与减速器22的输出轴22a连结的一方的圆环部件作为输出轴20a，与例如机器人24的可动部等的驱动对象23连结，对驱动对象23进行驱动。机器人24在关节部具备至少一个致动器20。

根据如上构成的致动器20，能够实现抑制生产率的降低及成本的增大并提高扭矩的检测精度的致动器。此外，根据在关节部具备致动器20的机器人24，能够实现抑制生产率的降低及成本的增大并提高关节部的扭矩的检测精度的机器人。此外，由于通过关节部的扭矩的检测精度的提高能够提高扭矩控制的精度及与外部的物体的接触等的检测精度，因此，可期待应用于例如与人类共存的机器人等。

另外，在以上的说明中，在有“垂直”、“平行”、“平面”等记载的情况下，该记载并非严格的意义。即，这些“垂直”、“平行”、“平面”允许设计上、制造上的公差、误差，是指“实质上垂直”、“实质上平行”、“实质上平面”。

此外，在以上的说明中，在有外观上的尺寸及大小、形状、位置等“同一”、“相同”、“相等”、“不同”等记载的情况下，该记载并非严格的意义。即，这些“同一”、“相同”、“相等”、“不同”允许设计上、制造上的公差、误差，是指“实质上同一”、“实质上相同”、“实质上相等”、“实质上不同”。

此外，除了以上已描述的以外，也可以将上述实施方式及各变形例中的方法适当地组合起来使用。除此以外，不一一例举，但上述实施方式及各变形例在不脱离其主旨的范围内可加以各种变更来实施。

标号说明

1：扭矩传感器

1A：扭矩传感器

2：圆环部件(第一部件的一个示例)

3：圆环部件(第二部件的一个示例)

4：连结部件

5：标尺

10：基板

12：突起(第一高度规定部件的一个示例)

13：突起(第二高度规定部件的一个示例)

16：受光部

16A：受光部

18a：受光面

20：致动器

21：马达

21a：输出轴(第一输出轴的一个示例)

22：减速器

22a：输出轴(第二输出轴的一个示例)

24：机器人

X：X轴(第二轴心的一个示例)

Z：Z轴(第一轴心的一个示例)

Claims

1.一种扭矩传感器，其特征在于，

所述扭矩传感器具有：

第一部件和第二部件；

连结部件，其将所述第一部件与所述第二部件连结成：能够绕第一轴心相对地旋转与扭矩的大小相应的量，并且将所述第一部件与所述第二部件连结成：能够借助所述扭矩以外的力绕与所述第一轴心垂直的第二轴心相对地旋转；

标尺，其被配置于所述第一部件；

发光部，其被配置于所述第二部件，从所述第二轴心上的位置向所述标尺射出光；以及

受光部，其被配置于所述第二部件，接收从所述发光部射出且被所述标尺反射的光。

2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，

所述扭矩传感器还具有：

基板，其被配置于所述第二部件，并且所述发光部配置于该基板；和

第一高度规定部件，其以所述发光部位于所述第二轴心上的方式规定所述基板相对于所述第二部件在所述第一轴心方向上的高度。

3.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器，其特征在于，

所述扭矩传感器还具有第二高度规定部件，所述第二高度规定部件被配置于所述第一部件，以所述标尺与所述受光部之间的间隔为规定的尺寸的方式规定所述标尺相对于所述第一部件在所述第一轴心方向上的高度。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的扭矩传感器，其特征在于，

所述标尺、所述发光部和所述受光部在绕所述第一轴心的周向上分离180°的位置处配置有两组。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的扭矩传感器，其特征在于，

所述第二部件是圆环状的部件，其在以所述第一轴心为中心的径向上被配置在圆环状的所述第一部件的内侧，

所述连结部件在所述径向上延伸设置，将所述第一部件的内周面与所述第二部件的外周面连结起来。

6.一种致动器，其特征在于，

所述致动器具有：

马达；

减速器，其与所述马达的第一输出轴连结；和

权利要求1至5中的任一项所述的扭矩传感器，其中，所述第一部件或所述第二部件被连结于所述减速器的第二输出轴。

7.一种机器人，其特征在于，

所述机器人在关节部具备权利要求6所述的致动器。