CN112400101B - 扭矩传感器的安装结构 - Google Patents

扭矩传感器的安装结构 Download PDF

Info

Publication number
CN112400101B
CN112400101B CN201980046674.6A CN201980046674A CN112400101B CN 112400101 B CN112400101 B CN 112400101B CN 201980046674 A CN201980046674 A CN 201980046674A CN 112400101 B CN112400101 B CN 112400101B
Authority
CN
China
Prior art keywords
torque sensor
contact
mounting
portions
sensor according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980046674.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112400101A (zh
Inventor
远藤嵩幸
星野启也
安富阳子
熊四辈
臼井勇二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Copal Electronics Corp
Original Assignee
Nidec Copal Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Copal Electronics Corp filed Critical Nidec Copal Electronics Corp
Publication of CN112400101A publication Critical patent/CN112400101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112400101B publication Critical patent/CN112400101B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061—Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0076—Force sensors associated with manufacturing machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/108—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving resistance strain gauges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085—Force or torque sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G01L3/1457—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving resistance strain gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061—Force sensors associated with industrial machines or actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够提高扭矩传感器检测精度的扭矩传感器的安装结构。扭矩传感器(40)具备第一结构体(41)、第二结构体(42)、设置于第一结构体和第二结构体之间的第三结构体(43)、以及设置于第一结构体和第二结构体之间的至少两个传感器部(44、45)。多个接触部(61、62)设置于第一结构体(41)和第一安装部(32)中的一方及所述第二结构体(42)和第二安装部(36)中的一方，并且与第一结构体(41)和第一安装部(32)中的另一方及第二结构体(42)和第二安装部(36)中的另一方接触。

Description

扭矩传感器的安装结构
技术领域
本发明的实施方式涉及一种应用于例如机械臂等的扭矩传感器，且涉及一种扭矩传感器的安装结构。
背景技术
扭矩传感器具有被施加扭矩的第一结构体、输出扭矩的第二结构体、以及连结第一结构体和第二结构体的作为梁的多个应变产生部，在这些应变产生部配置有作为传感器元件的多个应变计。由这些应变计构成电桥电路(例如参照专利文献1、2、3)。
在测定在汽车的发动机等的输出部产生的扭矩的扭矩量转换器中，开发出一种减少扭矩以外的弯曲应力的影响的技术(例如参照专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－096735号公报
专利文献2：日本特开2015－049209号公报
专利文献3：日本特开2017－172983号公报
专利文献4：日本特开2010－169586号公报
发明内容
例如圆盘状的扭矩传感器具有第一结构体、第二结构体、以及第一结构体和第二结构体之间的第三结构体，在第一结构体和第二结构体之间设置有作为应变传感器的应变产生体或应变计。
在将第一结构体固定于机械臂的例如基台并将第二结构体固定于机械臂的例如臂进行使用的情况下，除了扭矩以外，对扭矩传感器还施加随着机械臂的输送重量和直至负荷的距离及动作加速度的弯曲力矩或其反作用力的荷重。
在将扭矩传感器安装于机械臂的情况下，需要使扭矩传感器的轴心和机械臂的例如臂或基台的轴心匹配。
在例如将扭矩传感器的第一结构体的形状假定为圆柱并将机械臂的基台的形状假定为圆筒的情况下，通过将圆柱嵌合于圆筒内而使轴心一致。但是，在该情况下，虽然轴心一致，但圆柱和圆筒在哪里严密地接触是不明确的。即，圆柱和圆筒不是正圆，圆柱的外径和圆筒的内径各自具有偏差。因此，预想圆柱的外面和圆筒的内表面在随机几个部位接触。
这样，在扭矩传感器的第一结构体和机械臂的基台或臂在随机几个部位接触的情况下，在对扭矩传感器施加扭矩以外的弯曲力矩或平移力时，第一结构体或第二结构体非对称地变形，随着该变形，应变传感器非对称地变形，从传感器出现输出。
如果对扭矩传感器施加扭矩以外的弯曲力矩或荷重(X轴向Fx、Y轴向Fy、Z轴向Fz)即平移力(並進力)，则在设置于扭矩传感器的多个应变传感器中产生与位移相应的应变。通常，扭矩传感器的电桥电路构成为针对扭矩方向的力输出电压，针对扭矩以外的方向的力不输出电压。但是，如果第一结构体或者第二结构体非对称地变形，则在设置于扭矩传感器的多个应变传感器中产生非对称的应变。由于其它轴干扰，从而产生传感器输出，扭矩传感器的检测精度下降。
本发明的实施方式提供一种能够提高扭矩传感器的检测精度的扭矩传感器的安装结构。
本实施方式的扭矩传感器的安装结构具备：扭矩传感器，其具备第一结构体、第二结构体、设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的第三结构体、以及设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的至少两个传感器部；多个接触部，它们设置于所述第一结构体和第一安装部中的一方及所述第二结构体和第二安装部中的一方，并且与所述第一结构体和第一安装部中的另一方及所述第二结构体和第二安装部中的另一方接触。
附图说明
图1是表示应用第一实施方式的机械臂的一例的立体图。
图2是表示应用于第一实施方式的扭矩传感器的一例的俯视图。
图3是表示第一实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的俯视图。
图4是沿着图3的IV－IV线的剖视图。
图5是取出图4的箭头A所示的部分而示出的剖视图。
图6是表示第二实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的剖视图。
图7是表示第三实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的剖视图。
图8是取出图7的箭头B所示的部分而示出的剖视图。
图9是表示第三实施方式的变形例的剖视图。
图10是表示第四实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的俯视图。
图11是表示第四实施方式的变形例的俯视图。
图12是表示第五实施方式的扭矩传感器的安装结构的一例的俯视图。
图13是表示第五实施方式的变形例的俯视图。
图14是表示第五实施方式的变形例的概略图。
图15是表示第五实施方式的变形例的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。在附图中，对相同的部分标注相同的符号。
首先，参照图1、图2，对应用本实施方式的机械臂30及扭矩传感器40进行说明。
图1表示多关节机器人，即机械臂30的一例。机械臂30例如具备基台31、第一臂32、第二臂33、第三臂34、第四臂35、作为驱动源的第一驱动部36、第二驱动部37、第三驱动部38、第四驱动部39。但是，机械臂30的结构不限于此，能够变形。
第一臂32通过设置于第一关节J1的第一驱动部36能够相对于基台31旋转。第二臂33通过设置于第二关节J2的第二驱动部37能够相对于第一臂32旋转。第三臂34通过设置于第三关节J3的第三驱动部38能够相对于第二臂33旋转。第四臂35被设为通过设置于第四关节J4的第四驱动部39能够相对于第三臂34旋转。在第四臂35上安装有未图示的手部或各种工具。
第一驱动部36～第四驱动部39例如具备后述的电动机、减速器以及扭矩传感器。
图2表示应用于本实施方式的圆盘状的扭矩传感器40的一例。扭矩传感器40具备第一结构体41、第二结构体42、多个第三结构体43、作为传感器部的第一应变传感器44及第二应变传感器45等。
第一结构体41和第二结构体42形成为环状，第二结构体42的直径小于第一结构体41的直径。第二结构体42被配置为与第一结构体41成同心状，第一结构体41和第二结构体42由配置为放射状的多个作为梁部的第三结构体43连结。多个第三结构体43在第一结构体41和第二结构体42之间传递扭矩。第二结构体42具有中空部42a，例如未图示的配线穿过中空部42a。
第一结构体41、第二结构体42以及多个第三结构体43由金属例如不锈钢构成，只要针对施加的扭矩获得足够的机械强度，也能够使用金属以外的材料。第一结构体41、第二结构体42以及多个第三结构体43例如具有相同的厚度。扭矩传感器40的机械强度根据第三结构体43的厚度或宽度、长度设定。
在第一结构体41和第二结构体42之间设置有第一应变传感器44和第二应变传感器45。具体而言，构成第一应变传感器44的应变产生体44a和构成第二应变传感器45的应变产生体45a的一端部与第一结构体41接合，应变产生体44a、45a的另一端部与第二结构体42接合。应变产生体44a、45a的厚度比第一结构体41、第二结构体42及多个第三结构体43的厚度薄。
在应变产生体44a、45a的表面分别设置有作为传感器元件的未图示的多个应变计。由设置于应变产生体44a的传感器元件构成第一电桥电路，由设置于应变产生体45a的传感器元件构成第二电桥电路。即，扭矩传感器40具备两个电桥电路。
另外，第一应变传感器44和第二应变传感器45配置于相对于第一结构体41及第二结构体42的中心(扭矩的作用中心)对称的位置。换句话说，第一应变传感器44和第二应变传感器45配置于环状的第一结构体41及第二结构体42的直径上。
第一应变传感器44(应变产生体44a)与柔性基板46连接，第二应变传感器45(应变产生体45a)与柔性基板47连接。柔性基板46、47与由罩48覆盖的未图示的印刷基板连接。在印刷基板上配置有将两个电桥电路的输出电压放大的运算放大器等。因为电路结构不是本实施方式的本质，所以省略说明。
(第一实施方式)
图3和图4表示第一实施方式。扭矩传感器40设置于机械臂30的例如第一驱动部36。但是，扭矩传感器40也能够设置于机械臂30的例如第二驱动部37～第四驱动部39。
在图3和图4中，扭矩传感器40的第一结构体41通过多个螺栓51固定于第一臂32。即，在第一臂32的凸缘32a中插入有多个螺栓51，这些螺栓51螺纹结合于第一结构体41的表面。因此，第一臂32的凸缘32a的背面的一部分固定于第一结构体41的表面。
第一驱动部36例如包括电动机36a和减速器36b。减速器36b具备例如壳体36b－1、输出轴36b－2、轴承36b－3、以及未图示的多个齿轮等。输出轴36b－2被设为经由未图示的多个齿轮与电动机36a的轴36a－1连结，且通过轴承36b－3相对于壳体36b－1可旋转。电动机36a设置于减速器36b的壳体36b－1，壳体36b－1例如固定于基台31。
扭矩传感器40的第二结构体42通过多个螺栓52与减速器36b的输出轴36b－2连结。即，第二结构体42的背面固定于输出轴36b－2的表面。
另一方面，如图4和图5所示，在凸缘32a的背面的周围设置有与背面例如相垂的内侧面(以下，简称为侧面)32b。侧面32b和背面例如形成台阶部。侧面32b是与扭矩传感器40的外周面，即第一结构体41的外周面平行的面，从第一结构体41的外周面离开规定的距离L1。
具体而言，如图5所示，在第一结构体41的外周部设置有台阶部41a，台阶部41a的侧面41b与凸缘32a的侧面32b分开距离L1。以下，也将台阶部41a的侧面41b称为第一结构体41的侧面41b。
如图3～图5所示，在第一结构体41的外周部设置有作为第一接触部的多个销61。销61的个数为偶数个，例如为四个。销61的个数比应变产生体44a、45a的个数多或与应变产生体44a、45a的个数相等。
四个销61在第一结构体41的外周部以等间隔配置。具体而言，销61设置于连结第一应变传感器44和第二应变传感器45的直线上及与该直线垂直(直行)的直线上。但是，销61的个数及配置不限于此。例如第一应变传感器44和第二应变传感器45也可以配置于相对于每90°错开配置的四个销61错开45°的位置。
另外，在例如使用四个应变传感器的情况下，将四个应变传感器以与四个销61相同的角度配置，或配置于从四个销61分别错开45°的位置。
销61例如由圆柱形的金属构成，如图5所示，销61的一端部插入到台阶部41a的底部41c。具体而言，将销61沿与扭矩传感器40的表面正交的轴向压入，销61的侧面与台阶部41a的侧面41b相接。销61不限于金属，也能够由树脂构成。
销61的直径相等于凸缘32a的侧面32b和台阶部41a的侧面41b之间的距离L1。因此，四个销61的侧面与凸缘32a的侧面32b线接触，四个销61的侧面与扭矩传感器40的第一结构体41的侧面线接触。换句话说，扭矩传感器40的第一结构体41的侧面41b在四个销61的部分以外不与第一臂32的凸缘32a相接。
另外，在扭矩传感器40的第二结构体42的背面设置有作为第二接触部的多个销62。销62的个数与销61同样地为偶数个，例如为四个。如图3所示，四个销62在第二结构体42上等间隔地配置。销62的配置与销61相同。具体而言，销62设置于连结第一应变传感器44和第二应变传感器45的直线上及与该直线垂直的直线上。但是，销62的个数及配置不限于此。
销62与销61相同地例如由圆柱形的金属构成，如图5所示，销62的一端部插入(压入)到第二结构体42的背面。销62与销61相同地也能够由树脂材料构成。
销62的直径与销61同等，销62的侧面与减速器36b的输出轴36b－2的侧面线接触。因此，输出轴36b－2的侧面经由四个销62与扭矩传感器40的第二结构体42连结。换句话说，扭矩传感器40的第二结构体42在四个销62的部分以外不与输出轴36b－2的侧面相接。
在上述结构中，当由电动机36a驱动减速器36b时，扭矩(Mz)方向的力施加到扭矩传感器40。扭矩传感器40的第一结构体41相对于第二结构体42沿扭矩(Mz)方向位移。扭矩传感器40通过第一结构体41相对于第二结构体42位移，从第一应变传感器44和第二应变传感器45输出电信号，能够检测扭矩。
另一方面，扭矩传感器40的第一结构体41的侧面在四个销61的部分与第一臂32的凸缘32a相接，在销61以外的部分不与第一臂32的凸缘32a相接。而且，扭矩传感器40的第二结构体42在四个销62的部分与输出轴36b－2的侧面相接，在销62以外的部分不与输出轴36b－2的侧面相接。因此，在由于第一臂32～第四臂35的动作而在第一臂32中产生扭矩以外(Mx、My)方向的弯曲力矩或平移力的情况下，该弯曲力矩或平移力经由销61及销62作用于扭矩传感器40。但是，第一结构体41和第一臂32的凸缘32a通过四个销61接触，第二结构体42和输出轴36b－2通过四个销62接触。因此，第一结构体41能够相对于第二结构体42均衡地变形，构成第一应变传感器44的应变产生体44a和构成第二应变传感器45的应变产生体45a能够对称地变形。因此，第一应变传感器44及第二应变传感器45对于扭矩以外(Mx、My)方向的弯曲力矩或平移力的信号的输出被抑制。
(第一实施方式的效果)
根据上述第一实施方式，扭矩传感器40的第一结构体41经由作为第一接触部的四个销61与作为第一安装部的例如第一臂32的侧面32b线接触，第二结构体42经由作为第二接触部的四个销62与设置于作为第二安装部的基台31的减速器36b的输出轴36b－2的侧面线接触。因此，在第一臂32中产生扭矩以外(Mx、My)方向的弯曲力矩或平移力的情况下，扭矩传感器40的第一结构体41相对于第二结构体42均衡地变形，第一应变传感器44的应变产生体44a和第二应变传感器45的应变产生体45a对称地变形。因此，能够抑制对于扭矩以外(Mx、My)方向的弯曲力矩或平移力的信号的输出。由此，能够减少其它轴干扰，能够提高扭矩的检测精度。
假如在假定例如没有多个销61的结构的情况下，在微观下观察时，扭矩传感器40的第一结构体41的侧面或第一臂32的侧面不是正圆，而是轻微地变形。因此，第一结构体41的侧面和第一臂32的侧面在多个部分接触。如果第一结构体41的侧面和第一臂32的侧面在整个表面上均等地接触，则构成第一应变传感器44的应变产生体44a和构成第二应变传感器45的应变产生体45a针对施加到扭矩传感器40的扭矩以外的弯曲力矩或平移力产生对称的应变。但是，在第一结构体41的侧面和第一臂32的侧面例如不在连结第一应变传感器44和第二应变传感器45的直线上及与该直线正交的直线上，而是以不等间隔进行三点接触的情况下，应变产生体44a和应变产生体45a的变形成为非对象，从而产生信号。
但是，在如第一实施方式那样，第一结构体41的侧面和第一臂32的侧面经由四个销61接触，且与配置于直径上的两个销61对应地配置应变产生体44a和应变产生体45a的情况下，应变产生体44a和应变产生体45a针对施加到扭矩传感器40的扭矩以外的弯曲力矩或平移力产生对称的应变。因此，能够抑制扭矩传感器40对于扭矩以外的弯曲力矩或平移力产生信号。因此，能够提高扭矩的检测精度。
(第二实施方式)
图6表示第二实施方式。
上述第一实施方式将多个销61设置于扭矩传感器40的第一结构体41，将多个销62设置于扭矩传感器40的第二结构体42。但是，不限于此。
在第二实施方式中，多个销61的一端部插入(压入)到第一臂32的凸缘32a中，多个销62的一端部插入(压入)到例如减速器36b的输出轴36b－2中。
销61的侧面与扭矩传感器40的第一结构体41的侧面和凸缘32a的侧面32b相接。销62的侧面与设置于扭矩传感器40的第二结构体42的台阶部42b的侧面42c和构成输出轴36b－2的台阶部36b－4的侧面36b－5相接。
(第二实施方式的效果)
根据第二实施方式，扭矩传感器40的第一结构体41经由作为第一接触部的多个销61与作为第一安装部的例如第一臂32的侧面32b接触，第二结构体42经由作为第二接触部的多个销62与设置于作为第二安装部的基台31的减速器36b的输出轴36b－2的侧面36b－5接触。因此，通过第二实施方式也与第一实施方式相同地能够减少其它轴干扰，能够提高扭矩的检测精度。
(第三实施方式)
图7和图8表示第三实施方式。
在第一实施方式及第二实施方式中，多个销61沿与扭矩传感器40的表面正交的方向设置。但是，不限于此。
如图7和图8所示，在第三实施方式中，将多个销61压入扭矩传感器40的第一结构体41的侧面。换句话说，将销61的一端部沿着扭矩传感器40的直径方向压入第一结构体41的侧面。
销61的另一端部加工成球面状，与第一臂32的凸缘32a的侧面32b点接触。
多个销61设置于扭矩传感器40的第一结构体41的侧面，但不限于此。
在图8中，如虚线所示，例如，也可以是，将多个销61的一端部压入凸缘32a的侧面32b，使球面状的另一端部与扭矩传感器40的第一结构体41的侧面点接触。
(第三实施方式的效果)
根据第三实施方式，多个销61设置于扭矩传感器40的第一结构体41的侧面，销61的球面状的另一端部与凸缘32a的侧面32b点接触。因此，与第一实施方式或第二实施方式相比，因为销61和凸缘32a的侧面32b的接触面积小，所以能够抑制对于扭矩以外(Mx、My)方向的弯曲力矩或平移力输出信号。因此，能够减少其它轴干扰，能够提高扭矩的检测精度。
(变形例)
图9表示图8的变形例。多个销61分别能够从扭矩传感器40的第一结构体41出入，被设置于第一结构体41内的作为弹性部件的螺旋弹簧63向从第一结构体41的侧面突出的方向施力。
图9所示的结构也能够应用于图8中虚线所示的销61。
根据本变形例，销61能够从第一结构体41的侧面出入，被螺旋弹簧63向从第一结构体41的侧面突出的方向施力。因此，在第一臂32中产生扭矩以外(Mx、My)方向的弯曲力矩或平移力的情况下，能够通过销61缓和弯曲力矩或平移力传递到扭矩传感器40。因此，能够进一步抑制对于扭矩以外(Mx、My)方向的弯曲力矩或平移力输出信号。
(第四实施方式)
图10表示第四实施方式。
在第四实施方式中，多个突起32c例如一体设置于第一臂32的内侧面。将突起32c的前端设为球面状，突起32c的前端与扭矩传感器40的第一结构体41的外周面点接触。
多个突起32c的个数为偶数个，例如为四个。四个突起32c以等间隔配置。具体而言，配置于相对于连结第一应变传感器44和第二应变传感器45的直线例如倾斜45°的两个直线上。但是，不限于此，也可以配置于连结第一应变传感器44和第二应变传感器45的直线上及与该直线正交的直线上。
多个突起32c设置于第一臂32的内侧面，但不限于此。在图10中，如虚线所示，也可以是，例如在扭矩传感器40的第一结构体41的外周面设置多个突起41d，使这些突起41d的前端与第一臂32的内侧面点接触。
另外，突起32c、41d也可以是半圆柱状，也可以使半圆柱状的突起32c、41d的侧面与第一结构体41的外周面或第一臂32的内侧面线接触。
(第四实施方式的效果)
根据第四实施方式，将多个突起32c设置于第一臂32的内侧面，使这些突起32c与扭矩传感器40的第一结构体41的外周面接触，或将多个突起41d设置于第一结构体41的外周面，使这些突起41d与第一臂32的内侧面接触。因此，能够与第一实施方式～第三实施方式同样地减少其它轴干扰，能够提高扭矩的检测精度。
而且，多个突起32c形成于第一臂32的内侧面，多个突起41d一体形成于第一结构体41的外周面。因此，零件数量少，能够削减装配工序数。
(变形例)
图11表示图10的变形例。在图11中，多个突起32d例如一体设置于第一臂32的内侧面。将突起32d设为沿着扭矩传感器40的第一结构体41的外周面的圆弧状，突起32d的侧面与扭矩传感器40的第一结构体41的外周面的一部分进行面接触。
多个突起32d的突起的个数为偶数个，例如为四个。四个突起32d配置于例如连结第一应变传感器44和第二应变传感器45的直线上(与第一应变传感器44和第二应变传感器45对应的位置)及与该直线正交的直线上。但是，也能够配置于与图10相同的位置。
多个突起32d设置于第一臂32的内侧面，但不限于此。也可以是，例如在扭矩传感器40的第一结构体41的外周面设置多个突起41e，使这些突起41e与第一臂32的内侧面进行面接触。
根据上述变形例，设置于第一臂32的内侧面的一部分的圆弧状的多个突起32d与扭矩传感器40的第一结构体41的外周面的一部分进行面接触，设置于第一结构体41的外周面的一部分的圆弧状的多个突起41e与第一臂32的内侧面的一部分进行面接触。因此，能够防止扭矩传感器40对于扭矩以外(Mx、My)方向的弯曲力矩或平移力输出信号。因此，能够减少其它轴干扰，能够提高扭矩的检测精度。
(第五实施方式)
图12表示第五实施方式。
在第四实施方式中，对在扭矩传感器40的第一结构体41的外周面设置多个突起的例子进行了说明。
如图12所示，第五实施方式对第四实施方式进行了变形，将扭矩传感器40的第一结构体41的外形设为例如四边形以上的多边形，例如八边形。多边形的各顶点41f例如与第一臂32的内侧面例如线接触。
(变形例)
第五实施方式不限于将扭矩传感器40的第一结构体41的外形设为多边形的情况。
如图13所示，也能够将例如第一臂32的内侧面的形状设为多边形，使具有圆盘状的外形的扭矩传感器40的第一结构体41的外周面与多边形的各边32e例如线接触。
(第五实施方式的效果)
根据第五实施方式，将扭矩传感器40的第一结构体41的外形设为多边形，使第一臂32的内侧面与多边形的各顶点41f接触，或将第一臂32的内侧面设为多边形，使圆盘状的扭矩传感器40的第一结构体41与多边形的各边32e接触。因此，能够与第一实施方式～第四实施方式相同地减少其它轴干扰，能够提高扭矩的检测精度。
(变形例)
图14和图15表示第五实施方式的变形例，示意性地示出扭矩传感器40的第一结构体41和第一臂32的多个接触部71及多个应变传感器72。
扭矩传感器40的第一结构体41和第一臂32的接触部位的个数不限于偶数个，也可以是奇数个。
应变传感器的个数也不限于偶数个，也可以是奇数个。
图14示出如下情况：扭矩传感器40的第一结构体41和第一臂32的接触部的个数为偶数个，例如为四个，应变传感器的个数为奇数个，例如为三个。
图15示出如下情况：扭矩传感器40的第一结构体41和第一臂32的接触部的个数为奇数个，例如五个，应变传感器的个数也为奇数个，例如五个。
多个应变传感器72以等间隔配置，多个接触部71也以等间隔配置。
如图14所示，在与接触部71对应的位置配置有一个传感器部72。在与接触部71对应的位置配置传感器部72的部位也可以为两个部位以上。
如图14、15所示，在与相邻的两个接触部71的中间对应的位置配置传感器部72的部位也可以为一个部位以上。
而且，在与相邻的两个传感器部72的中间对应的位置配置接触部71的部位也可以为一个部位以上。
此外，本发明不限于上述各实施方式的原样，在实施阶段，能够在不脱离其主旨的范围内将构成要素变形并具体化。另外，通过上述各实施方式所公开的多个构成要素的适当的组合能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的所有构成要素删除几个构成要素。而且，也可以将遍及不同的实施方式的构成要素适当地组合。

Claims (21)

1.一种扭矩传感器的安装结构，包括：
扭矩传感器，其具备第一结构体、第二结构体、设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的第三结构体、以及设置于所述第一结构体和所述第二结构体之间的至少两个传感器部；和
多个接触部，它们设置于所述第一结构体和第一安装部中的一方及所述第二结构体和第二安装部中的一方，并且分别与所述第一结构体的外侧面和第一安装部的内侧面中的另一方及所述第二结构体的内侧面和第二安装部的外侧面中的另一方线接触。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述接触部包括多个第一接触部和多个第二接触部，所述第一接触部设置于所述第一结构体和所述第一安装部中的一方，所述第二接触部设置于所述第二结构体和所述第二安装部中的一方。
3.根据权利要求2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述多个第一接触部在设置于所述第一结构体的情况下，与所述第一结构体的外侧面和所述第一安装部的内侧面线接触，在设置于所述第一安装部的情况下，与所述第一安装部的内侧面和所述第一结构体的外侧面线接触。
4.根据权利要求2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述多个第二接触部在设置于所述第二结构体的情况下，与所述第二结构体的内侧面和所述第二安装部的外侧面线接触，在设置于所述第二安装部的情况下，与所述第二安装部的外侧面和所述第二结构体的内侧面线接触。
5.根据权利要求2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述接触部的个数为偶数个，且为所述传感器部的个数以上，所述传感器部的个数为偶数个，各传感器部以等间隔配置，且配置于与所述接触部对应的位置。
6.根据权利要求2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述接触部的个数为偶数个，且为所述传感器部的个数以上，所述传感器部的个数为偶数个，各传感器部以等间隔配置，且与相邻的所述接触部的中间位置对应而配置。
7.根据权利要求2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述传感器部以等间隔配置，且一个以上的所述传感器部配置于与所述接触部对应的位置。
8.根据权利要求2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述传感器部以等间隔配置，且一个以上的所述传感器部配置于与相邻的两个所述接触部的中间对应的位置。
9.根据权利要求2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述传感器部以等间隔配置，且一个以上的所述接触部配置于与相邻的两个所述传感器部的中间对应的位置。
10.根据权利要求1所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述接触部分别为销。
11.根据权利要求10所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
各个所述销的侧面与所述第一结构体的外侧面和所述第一安装部的内侧面接触，或与所述第二结构体的内侧面和所述第二安装部的外侧面接触。
12.根据权利要求11所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
各个所述销插入到所述第一结构体和所述第一安装部中的一方。
13.根据权利要求12所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述第一结构体和所述第一安装部中的一方具有台阶，各个所述销的一端部插入到所述台阶的底部，各个所述销的另一端部的侧面与所述第一结构体和所述第一安装部中的另一方接触。
14.根据权利要求10所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
各个所述销的前端与所述第一结构体和所述第一安装部中的一方的侧面接触。
15.根据权利要求14所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
各个所述销的前端为球体状。
16.根据权利要求14或15所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
各个所述销插入到所述第一结构体和所述第一安装部中的一方的侧面。
17.根据权利要求16所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
还具备弹性部件，其将各个所述销向从所述第一结构体和所述第一安装部中的一方突出的方向施力。
18.根据权利要求1所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述接触部是设置于所述第一结构体和第一安装部中的一方的突起。
19.根据权利要求18所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述突起为球体状或圆弧状。
20.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述扭矩传感器的所述第一结构体为多边形，所述多边形的顶点与圆筒状的所述第一安装部的内表面接触。
21.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器的安装结构，其中，
所述第一安装部的内表面为多边形，所述多边形的边与所述扭矩传感器的周围接触。
CN201980046674.6A 2018-07-13 2019-04-26 扭矩传感器的安装结构 Active CN112400101B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018133255A JP7059138B2 (ja) 2018-07-13 2018-07-13 トルクセンサの取り付け構造
JP2018-133255 2018-07-13
PCT/JP2019/018144 WO2020012762A1 (ja) 2018-07-13 2019-04-26 トルクセンサの取り付け構造

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112400101A CN112400101A (zh) 2021-02-23
CN112400101B true CN112400101B (zh) 2022-08-12

Family

ID=69141865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980046674.6A Active CN112400101B (zh) 2018-07-13 2019-04-26 扭矩传感器的安装结构

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11761835B2 (zh)
EP (1) EP3822602A4 (zh)
JP (1) JP7059138B2 (zh)
CN (1) CN112400101B (zh)
TW (1) TWI798444B (zh)
WO (1) WO2020012762A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200462692Y1 (ko) * 2008-01-17 2012-09-26 삼성전자주식회사 자속 집중형 전동기
KR200462693Y1 (ko) * 2008-01-31 2012-09-26 삼성전자주식회사 자속 집중형 전동기
JP7059138B2 (ja) * 2018-07-13 2022-04-25 日本電産コパル電子株式会社 トルクセンサの取り付け構造
CN112513603B (zh) * 2018-07-13 2022-02-22 日本电产科宝电子株式会社 扭矩传感器的安装结构
US11491644B2 (en) * 2018-09-13 2022-11-08 Kinova Inc. Articulated mechanism with compact torque sensor
WO2024122047A1 (ja) * 2022-12-09 2024-06-13 三菱電機株式会社 力覚センサ

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4471663A (en) * 1982-04-12 1984-09-18 Exxon Production Research Co. Drilling torquemeter
JPH0432041A (ja) 1990-05-28 1992-02-04 Pioneer Electron Corp 光ディスク及びその製造方法
US5445036A (en) * 1994-06-15 1995-08-29 The University Of British Columbia Torque sensor
JPH11141584A (ja) * 1997-11-10 1999-05-25 Toyota Motor Corp ブレーキトルク測定装置
JP2007292916A (ja) 2006-04-24 2007-11-08 Sanyo Electric Co Ltd ポリゴンミラー・モータ
CN101118194A (zh) 2007-09-14 2008-02-06 哈尔滨工业大学 提供转矩和弯矩过载保护的关节力矩传感器
US7665373B2 (en) * 2008-06-18 2010-02-23 Kop-Flex Inc. Torque measuring device with redundant torque transmission paths and fail-safe mechanism
JP2010169586A (ja) 2009-01-23 2010-08-05 Minebea Co Ltd トルク量変換器
JP2011209099A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Sony Corp トルクセンサおよびロボット装置
KR101138532B1 (ko) * 2011-03-03 2012-04-25 주식회사 이턴 로봇 관절용 토크 측정 장치 및 그 방법
US8746081B2 (en) * 2011-05-10 2014-06-10 Shimano Inc. Bicycle force sensing assembly
JP2012255522A (ja) 2011-06-10 2012-12-27 Ntn Corp 等速自在継手用外側継手部材
JP5699904B2 (ja) 2011-10-28 2015-04-15 トヨタ自動車株式会社 起歪体及びトルクセンサ
US8984963B2 (en) * 2013-03-15 2015-03-24 H. Aaron Christmann Rotatable torque-measuring apparatus and method
JP6135408B2 (ja) 2013-09-04 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 トルクセンサ、駆動装置、及びロボット
TWI485376B (zh) 2014-03-11 2015-05-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 多維力/力矩感測器
US20170177114A1 (en) * 2014-08-07 2017-06-22 3M Innovative Properties Company Force-sensing capacitor elements, deformable membranes and electronic devices fabricated therefrom
CN204831658U (zh) * 2015-05-07 2015-12-02 晋西工业集团有限责任公司 一种抗高弯矩的扭矩测量装置
JP6092326B2 (ja) 2015-07-29 2017-03-08 株式会社トライフォース・マネジメント トルクセンサ
US10067019B2 (en) 2016-01-25 2018-09-04 Ati Industrial Automation, Inc. Force and torque sensor having redundant instrumentation and operative to detect faults
CN105606279B (zh) * 2016-02-22 2018-08-21 浙江大学 弹性力矩传感器
JP6489067B2 (ja) 2016-02-24 2019-03-27 トヨタ自動車株式会社 アクチュエータ
US10295419B2 (en) 2016-02-24 2019-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Actuator
JP2017172983A (ja) 2016-03-18 2017-09-28 株式会社安川電機 ロボット及びトルクセンサ
JP2018091813A (ja) 2016-12-07 2018-06-14 日本電産コパル電子株式会社 トルクセンサ
JP6869710B2 (ja) 2016-12-09 2021-05-12 日本電産コパル電子株式会社 起歪体およびその起歪体を備えた力覚センサ
US10548617B1 (en) * 2017-03-31 2020-02-04 Howmedica Osteonics Corp. Captured slotted reamer
CN107121117B (zh) * 2017-05-15 2019-10-11 深圳麦科田生物医疗技术有限公司 微扭矩测量装置及方法
JP7059138B2 (ja) * 2018-07-13 2022-04-25 日本電産コパル電子株式会社 トルクセンサの取り付け構造
CN112513603B (zh) * 2018-07-13 2022-02-22 日本电产科宝电子株式会社 扭矩传感器的安装结构
US11628698B2 (en) * 2018-07-30 2023-04-18 Advanced Engineering Group, LLC Hitch vibration dampener

Also Published As

Publication number Publication date
CN112400101A (zh) 2021-02-23
JP2020012655A (ja) 2020-01-23
TWI798444B (zh) 2023-04-11
EP3822602A4 (en) 2022-04-13
US20210131892A1 (en) 2021-05-06
TW202005766A (zh) 2020-02-01
WO2020012762A1 (ja) 2020-01-16
US11761835B2 (en) 2023-09-19
JP7059138B2 (ja) 2022-04-25
EP3822602A1 (en) 2021-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112400101B (zh) 扭矩传感器的安装结构
US20140174239A1 (en) Force sensor and robot
JP2011209099A (ja) トルクセンサおよびロボット装置
CN112513603B (zh) 扭矩传感器的安装结构
JP7200058B2 (ja) トルクセンサの取り付け構造
CN112352144B (zh) 扭矩传感器的支承装置
CN112424578B (zh) 扭矩传感器
WO2020012763A1 (ja) トルクセンサ
CN112513602B (zh) 扭矩传感器的支承装置
JP7066560B2 (ja) トルクセンサの取り付け構造
JP7062540B2 (ja) トルクセンサ
JP7091177B2 (ja) トルクセンサ
WO2022209109A1 (ja) トルクセンサ
WO2023013316A1 (ja) センサ
WO2023219050A1 (ja) センサ装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant