CN113324028A - 动力传递装置以及故障检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供动力传递装置以及故障检测系统。故障检测系统(50)具备测量对象不同的第一传感器以及第二传感器、故障检测部(51)。故障检测部(51)检测第一传感器和第二传感器中的任一方的故障。故障检测部(51)从第一传感器取得根据温度而变动的第一输出值。另外，故障检测部(51)从第二传感器取得根据温度而变动的第二输出值。而且，故障检测部(51)基于第一输出值与第二输出值的关系是否在预定的正常范围内，检测第一传感器以及第二传感器中的任一方的故障。由此，无需对同一测量对象设置2个传感器就能够检测传感器的故障。

Description

动力传递装置以及故障检测系统

技术领域

本发明涉及动力传递装置以及故障检测系统。

背景技术

近年来，搭载于机器人的关节等的减速机的需求急速提高。关于以往的减速机，例如在日本特开2004-198400号公报中有记载。在该公报中，在以减速后的转速旋转的挠性外齿齿轮上粘贴有应变仪。由此，能够测量施加于挠性外齿齿轮的转矩。

专利文献1：日本特开2004-198400号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，用于转矩的测量的应变仪的电阻线具有折回成锯齿状的复杂的形状。因此，在驱动减速机时，由于测量对象的齿轮例如挠性外齿齿轮反复挠曲变形，有时在应变仪的电阻线的局部产生断线等故障。当发生这样的故障时，应变仪的测量值发生变化。但是，仅通过检测应变仪的测量值的变化，无法区分该变化是由断线等故障引起的，还是由施加于挠性外齿齿轮等齿轮的转矩的变化引起的，还是由齿轮的实际的应变引起的。以往，能够适当地检测这样的应变仪的故障的技术是未知的。

因此，以往为了检测应变仪的故障，需要在挠性外齿齿轮的同一部位配置2个应变仪，并对这些应变仪的测量值进行比较。

本发明的目的在于提供一种不对同一测量对象设置2个传感器就能够检测传感器的故障的故障检测系统、在具备基于齿轮的应变来取得测量值的传感器的驱动装置中能够检测传感器的故障的技术。

用于解决课题的手段

本申请发明的第一方式是一种故障检测系统，具备：测量对象不同的第一传感器和第二传感器；以及检测所述第一传感器和所述第二传感器中的任一方的故障的故障检测部，所述故障检测部从所述第一传感器取得根据温度而变动的第一输出值，并且从所述第二传感器取得根据温度而变动的第二输出值，基于所述第一输出值与所述第二输出值的关系是否在预定的正常范围内，检测所述第一传感器及所述第二传感器中的任一方的故障。

本申请发明的第二方式是一种故障检测系统，具备：马达；动力传递装置，其对从所述马达输入的输入轴的旋转运动进行减速并输出；旋转角度取得部，其搭载于所述马达，取得所述输入轴的旋转角度的测量值即第一测量值；旋转角度检测传感器，其搭载于所述动力传递装置，基于所述动力传递装置的齿轮的应变来取得所述输入轴的旋转角度的测量值即第二测量值；以及故障检测部，其检测所述旋转角度取得部或所述旋转角度检测传感器的故障，所述故障检测部从所述旋转角度取得部取得所述第一测量值，并且从所述旋转角度检测传感器取得所述第二测量值，基于所述第一测量值与所述第二测量值的关系是否在预定的范围内，检测所述旋转角度取得部或所述旋转角度检测传感器的故障。

发明效果

根据本申请发明，取得测量对象不同的多个传感器的输出值，基于这些输出值的关系是否在正常范围内来检测多个传感器中的任一方的故障。由此，无需对同一测量对象设置多个传感器，就能够检测传感器的故障。

附图说明

图1是动力传递装置的纵剖视图。

图2是动力传递装置的横剖视图。

图3是表示传感器基板的背面的图。

图4是表示传感器基板表面的图。

图5是隔膜部以及传感器基板的局部剖视图。

图6是第一桥接电路的电路图。

图7是第二桥接电路的电路图。

图8是表示第一电压计的测量值以及第二电压计的测量值的曲线图。

图9是第三桥接电路的电路图。

图10是概念性地表示校正处理的图。

图11是温度传感器的检测电路的电路图。

图12是针对基于与桥接电路串联连接的电流计的测量值进行温度校正的方法，表示温度校正的流程的流程图。

图13是第三桥接电路的变形电路图。

图14是概念性地表示故障检测部的输入输出的图。

图15是表示故障检测处理的流程的流程图。

图16是表示测量值的变化的曲线图。

图17是变形例的温度传感器的检测电路的电路图。

图18是表示本发明的实施例2的驱动装置的结构的图。

图19是本发明的实施例2的第一桥接电路的电路图。

图20是本发明的实施例2的第二桥接电路的电路图。

图21是本发明的实施例2的第三桥接电路的电路图。

图22是概念性地表示本发明的实施例2的第三测量值的校正处理的图。

图23是概念性地表示本发明的实施例2的故障检测部的功能的图。

附图标记说明

1动力传递装置；2马达；9中心轴；10内齿轮；11内齿；20柔性齿轮；21筒状部；22平板部；23外齿；30波动发生器；31凸轮；32挠性轴承；40传感器基板；41主体部；42翼部；43绝缘层；44导体层；45双面胶带；46信号处理电路；47恒流源；50故障检测系统；60马达壳体；52输入轴；53编码器；51故障检测部；100驱动装置(故障检测系统)；221隔膜部；461校正处理部；A1第一电流计；A2第二电流计；A3第三电流计；A4第四电流计；C1第一桥接电路；C2第二桥接电路；C3第三桥接电路；C4检测电路；R1，Ra～Rd第一电阻线图案；R2，Re～Rh第二电阻线图案；R3第三电阻线图案；R4第四电阻线图案；R5第五电阻线图案；Rs固定电阻；S1旋转角度检测传感器；S2转矩检测传感器；S3温度传感器；V1第一电压计；V2第二电压计；V3第三电压计；V4第四电压计。

具体实施方式

以下，参照附图对本申请的例示性的实施方式进行说明。

实施例1

此外，在本申请中，分别将与动力传递装置1的中心轴平行的方向称为“轴向”，将与动力传递装置的中心轴正交的方向称为“半径方向”，将沿着以动力传递装置的中心轴为中心的圆弧的方向称为“周向”。但是，上述的“平行的方向”也包括大致平行的方向。另外，上述的“正交的方向”也包括大致正交的方向。

＜1.动力传递装置的结构＞

图1是第一实施方式的动力传递装置1的纵剖视图。图2是从图1的A-A位置观察到的动力传递装置1的横剖视图。该动力传递装置1是将从马达获得的第一转速的旋转运动减速至比第一转速低的第二转速并向后级传递的装置。动力传递装置1例如与马达一起组装于机器人的关节来使用。但是，本发明的动力传递装置也可以用于辅助服(assist suits)、无人输送台车等其他装置。

如图1及图2所示，本实施方式的动力传递装置1具备内齿轮10、柔性齿轮20、波动发生器30以及传感器基板40。

内齿轮10是在内周面具有多个内齿11的圆环状的齿轮。内齿轮10例如通过止动螺钉而固定于搭载有动力传递装置1的装置的框体。内齿轮10与中心轴9同轴地配置。另外，内齿轮10位于柔性齿轮20的后述的筒状部21的半径方向外侧。内齿轮10的刚性远高于柔性齿轮20的筒状部21的刚性。因此，内齿轮10实质上可视为刚体。内齿轮10具有圆筒状的内周面。多个内齿11在该内周面上沿周向以一定的间距排列。各内齿11朝向半径方向内侧突出。

柔性齿轮20是具有挠性的圆环状的齿轮。柔性齿轮20被支承为能够以中心轴9为中心旋转。柔性齿轮20是本发明中的“齿轮”的一例。

本实施方式的柔性齿轮20具有筒状部21和平板部22。筒状部21在中心轴9的周围沿轴向呈筒状延伸。筒状部21的轴向的前端位于波动发生器30的半径方向外侧且内齿轮10的半径方向内侧。筒状部21具有挠性，因此能够在半径方向上变形。特别是，位于内齿轮10的半径方向内侧的筒状部21的前端部是自由端，因此可在半径方向上比其他部分更大地位移。

柔性齿轮20具有多个外齿23。多个外齿23在筒状部21的轴向的前端部附近的外周面沿周向以恒定的间距排列。各外齿23朝向半径方向外侧突出。上述的内齿轮10所具有的内齿11的数量与柔性齿轮20所具有的外齿23的数量略有不同。

平板部22具有隔膜(Diaphragm)部221和厚壁部222。隔膜部221从筒状部21的轴向的基端部朝向半径方向外侧呈平板状地扩展，并且以中心轴9为中心呈圆环状地扩展。隔膜部221能够在轴向上稍微挠曲变形。厚壁部222是位于隔膜部221的半径方向外侧的圆环状的部分。厚壁部222的轴向的厚度比隔膜部221的轴向的厚度厚。厚壁部222例如通过止动螺钉而固定于搭载有驱动装置100的装置的成为驱动对象的部件。

波动发生器30是使柔性齿轮20的筒状部21产生周期性的挠曲变形的机构。波动发生器30具有凸轮31和挠性轴承32。凸轮31被支承为能够以中心轴9为中心旋转。凸轮31在沿轴向观察时具有椭圆形的外周面。挠性轴承32介于凸轮31的外周面与柔性齿轮20的筒状部21的内周面之间。因此，凸轮31和筒状部21能够以不同的转速旋转。

挠性轴承32的内圈与凸轮31的外周面接触。挠性轴承32的外圈与柔性齿轮20的内周面接触。因此，柔性齿轮20的筒状部21变形为沿着凸轮31的外周面的椭圆形状。其结果是，在相当于该椭圆的长轴的两端的2个部位，柔性齿轮20的外齿23与内齿轮10的内齿11啮合。在周向的其他位置，外齿23与内齿11不啮合。

凸轮31直接或经由其他动力传递机构与马达连接。当驱动马达时，凸轮31以中心轴9为中心以第一转速旋转。由此，柔性齿轮20的上述椭圆的长轴也以第一转速旋转。于是，外齿23与内齿11的啮合位置也在周向上以第一转速变化。另外，如上所述，内齿轮10的内齿11的数量与柔性齿轮20的外齿23的数量略有不同。由于该齿数的差，凸轮31每旋转1圈，外齿23与内齿11的啮合位置在周向上稍微变化。其结果是，柔性齿轮20相对于内齿轮10以中心轴9为中心以比第一转速低的第二转速旋转。因此，能够从柔性齿轮20取得减速后的第二转速的旋转运动。

＜2.关于传感器基板＞

＜2-1.传感器基板的结构＞

传感器基板40是搭载有用于检测施加于柔性齿轮20的转矩的传感器的基板。如图1所示，在本实施方式中，在圆板状的隔膜部221的圆形的表面固定有传感器基板40。

图3是表示传感器基板40的表面背面中与隔膜部221对置的背面的图。图4是表示传感器基板40的表面背面中不与隔膜部221对置的表面的图。图5是隔膜部221以及传感器基板40的局部剖视图。

本实施方式的传感器基板40是能够柔软地变形的柔性印刷基板(FPC)。如图3和图4所示，传感器基板40具有以中心轴9为中心的圆环状的主体部41和从主体部41朝向半径方向外侧突出的翼部(フラップ部)42。另外，如图5所示，传感器基板40具有绝缘层43和导体层44。绝缘层43由作为绝缘体的树脂构成。导体层44由作为导体的金属构成。导体层44的材料例如使用铜或包含铜的合金。本实施方式的传感器基板40在绝缘层43的表面和背面双方具有导体层44。

另外，如图5所示，传感器基板40通过双面胶带45固定于柔性齿轮20的隔膜部221。具体而言，隔膜部221的表面与传感器基板40的背面经由双面胶带45而加以固定。双面胶带45是将具有粘接力的材料成形为带状并固化到能够维持形状的程度的胶带。如果使用这样的双面胶带45，则与使用具有流动性的粘接剂的情况相比，传感器基板40相对于隔膜部221的固定作业变得容易。另外，能够减少作业者引起的固定作业的偏差。

传感器基板40搭载有旋转角度检测传感器S1、转矩检测传感器S2、温度传感器S3以及信号处理电路46。旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2均是检测隔膜部221的应变的应变传感器，是本发明中的“第一传感器”的一例。温度传感器S3是检测动力传递装置1的温度的传感器，是本发明中的“第二传感器”的一例。

旋转角度检测传感器S1具有形成于主体部41的表面背面中与隔膜部221对置的背面的电阻线图案。即，背面侧的导体层44包含旋转角度检测传感器S1的电阻线图案。转矩检测传感器S2以及温度传感器S3具有形成于主体部41的表面背面中不与隔膜部221对置的表面的电阻线图案。即，表面侧的导体层44包含转矩检测传感器S2的电阻线图案以及温度传感器S3的电阻线图案。

信号处理电路46配置于翼部42。

＜2-2.关于旋转角度检测传感器＞

旋转角度检测传感器S1是基于隔膜部221的应变来检测输入到柔性齿轮20的旋转运动的旋转角度的传感器。如图3所示，旋转角度检测传感器S1包括4个第一电阻线图案R1和4个第二电阻线图案R2。

4个第一电阻线图案R1在中心轴9的周围沿周向等间隔地排列。第一电阻线图案R1分别是1根导体曲折成锯齿状且沿周向延伸的整体为圆弧状的图案。在本实施方式中，1个第一电阻线图案R1在中心轴9的周围的约45°的角度范围内扩展。另外，第一电阻线图案R1包含多个第一电阻线r1。多个第一电阻线r1在周向上隔开微小的间隔来排列。各第一电阻线r1沿着柔性齿轮20的半径方向呈直线状延伸。在周向上相邻的第一电阻线r1的端部彼此在半径方向的内侧或外侧交替地连接。由此，多个第一电阻线r1作为整体串联连接。

4个第二电阻线图案R2在中心轴9的周围沿周向等间隔地排列。第二电阻线图案R2分别是1根导体曲折成锯齿状且沿周向延伸的整体为圆弧状的图案。在本实施方式中，1个第二电阻线图案R2在中心轴9的周围的约45°的角度范围内扩展。另外，第二电阻线图案R2包含多个第二电阻线r2。多个第二电阻线r2在周向上隔开微小的间隔来排列。各第二电阻线r2沿着柔性齿轮20的半径方向呈直线状延伸。在周向上相邻的第二电阻线r2的端部彼此在半径方向的内侧或外侧交替地连接。由此，多个第二电阻线r2作为整体串联连接。

4个第二电阻线图案R2被配置于与4个第一电阻线图案R1呈同心圆状且在周向上未配置第一电阻线图案R1的区域。在本实施方式中，第一电阻线图案R1和第二电阻线图案R2在周向上交替地排列。并且，4个第一电阻线图案R1和4个第二电阻线图案R2作为整体扩展成以中心轴9为中心的圆环状。

图6是包含4个第一电阻线图案R1的第一桥接电路C1的电路图。在图6的例子中，将4个第一电阻线图案R1区别表示为Ra、Rb、Rc、Rd。第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd在图3中以Ra作为第一个而逆时针地依次排列。

如图6所示，4个第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd被组装到第一桥接电路C1。第一电阻线图案Ra和第一电阻线图案Rb依次串联连接。第一电阻线图案Rd和第一电阻线图案Rc依次串联连接。而且，在电源电压的+极与-极之间，2个第一电阻线图案Ra、Rb的列与2个第一电阻线图案Rd、Rc的列并联连接。另外，第一电阻线图案Ra及第一电阻线图案Rb的中点M11和第一电阻线图案Rd及第一电阻线图案Rc的中点M12与第一电压计V1连接。

图7是包含4个第二电阻线图案R2的第二桥接电路C2的电路图。在图7的例子中，将4个第二电阻线图案R2区别表示为Re、Rf、Rg、Rh。在图3中，第二电阻线图案Re位于第一电阻线图案Ra与第一电阻线图案Rd之间。另外，第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh在图3中以Re为第一个而顺时针地依次排列。

如图7所示，4个第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh被组装到第二桥接电路C2。第二电阻线图案Re与第二电阻线图案Rf依次串联连接。第二电阻线图案Rh和第二电阻线图案Rg依次串联连接。而且，在电源电压的+极与-极之间，2个第二电阻线图案Re、Rf的列与2个第二电阻线图案Rh、Rg的列并联连接。另外，第二电阻线图案Re及第二电阻线图案Rf的中点M21和第二电阻线图案Rh及第二电阻线图案Rg的中点M22与第二电压计V2连接。

在驱动动力传递装置1时，在隔膜部221产生沿半径方向伸长的部分(以下称为“伸长部”)和沿半径方向收缩的部分(以下称为“收缩部”)。具体而言，2个伸长部和2个收缩部在周向上交替地产生。即，伸长部和收缩部在周向上以90°间隔交替地产生。并且，这些伸长部和收缩部产生的部位以上述的第一转速旋转。

设置于传感器基板40的背面的第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd以及第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh的各电阻值根据隔膜部221的半径方向的应变而变化。例如，在上述的伸长部与某一电阻线图案重叠时，该电阻线图案的电阻值增加。另外，在上述的收缩部与某一电阻线图案重叠时，该电阻线图案的电阻值降低。

在图3的例子中，在收缩部与第一电阻线图案Ra、Rc重叠时，伸长部与第一电阻线图案Rb、Rd重叠。另外，在伸长部与第一电阻线图案Ra、Rc重叠时，收缩部与第一电阻线图案Rb、Rd重叠。因此，在第一桥接电路C1中，第一电阻线图案Ra、Rc和第一电阻线图案Rb、Rd显示出反向的电阻值变化。

另外，在图3的例子中，在收缩部与第二电阻线图案Re、Rg重叠时，伸长部与第二电阻线图案Rf、Rh重叠。另外，在伸长部与第二电阻线图案Re、Rg重叠时，收缩部与第二电阻线图案Rf、Rh重叠。因此，在第二桥接电路C2中，第二电阻线图案Re、Rg与第二电阻线图案Rf、Rh显示出反向的电阻值变化。

图8是表示第一桥接电路C1的第一电压计V1的测量值v1和第二桥接电路C2的第二电压计V2的测量值v2的曲线图。如图8所示，从第一电压计V1以及第二电压计V2分别输出周期性变化的正弦波状的测量值v1、v2。该测量值的周期T相当于上述的第一转速的周期的1/2倍。另外，能够根据第二电压计V2的测量值的相位相对于第一电压计V1的测量值的相位是提前第一转速的1/8周期的量(测量值v1、v2的1/4周期的量)还是延迟第一转速的1/8周期的量(测量值v1、v2的1/4周期的量)，判断所输入的旋转运动的朝向。

因此，能够基于这2个电压计V1、V2的测量值v1、v2，检测输入至柔性齿轮20的旋转运动的旋转角度。具体而言，例如，预先准备将第一电压计V1以及第二电压计V2的各测量值v1、v2的组合与旋转角度建立了对应的函数表，通过向该函数表输入测量值v1、v2来输出旋转角度即可。

另外，该旋转角度检测传感器S1具有第一电流计A1。如图6所示，第一电流计A1与第一桥接电路C1串联连接。因此，第一电流计A1测量与第一桥接电路C1中的第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd的合成电阻对应的电流值。具体而言，若将电源电压设为Vo，将第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd的合成电阻设为Rc1，则第一电流计A1的测量值I1成为I1＝Vo/Rc1。

第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd各自的电阻值根据上述隔膜部221的伸长/收缩而变化。但是，这些第一电阻线图案的合成电阻Rc1难以受到隔膜部221的伸长/收缩的影响，温度所引起的变化占支配地位。因此，第一电流计A1的测量值I1根据动力传递装置1的温度而变动。该第一电流计A1的测量值I1是本发明中的“第一输出值”的一例。

另外，该旋转角度检测传感器S1具有第二电流计A2。如图7所示，第二电流计A2与第二桥接电路C2串联连接。因此，第二电流计A2测量与第二桥接电路C2中的第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh的合成电阻对应的电流值。具体而言，若将电源电压设为Vo，将第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh的合成电阻设为Rc2，则第二电流计A2的测量值I2成为I2＝Vo/Rc2。

第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh各自的电阻值根据上述隔膜部221的伸长/收缩而变化。但是，这些第二电阻线图案的合成电阻Rc2难以受到隔膜部221的伸长/收缩的影响，温度所引起的变化占支配地位。因此，第二电流计A2的测量值I2根据动力传递装置1的温度而变动。该第二电流计A2的测量值I2是本发明中的“第一输出值”的一例。

＜2-3.关于转矩检测传感器＞

转矩检测传感器S2是基于隔膜部221的应变来检测施加于柔性齿轮20的转矩的传感器。如图4所示，转矩检测传感器S2包括第三电阻线图案R3和第四电阻线图案R4。

第三电阻线图案R3是1根导体曲折成锯齿状且沿周向延伸的、整体为圆弧状或圆环状的图案。在本实施方式中，在中心轴9的周围的约360°的范围内设置有第三电阻线图案R3。另外，第三电阻线图案R3包含多个第三电阻线r3。多个第三电阻线r3以相互大致平行的姿势沿周向排列。各第三电阻线r3相对于柔性齿轮20的半径方向向周向一侧倾斜。第三电阻线r3相对于半径方向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的第三电阻线r3的端部彼此在半径方向的内侧或外侧交替地连接。由此，多个第三电阻线r3作为整体串联连接。

第四电阻线图案R4是1根导体曲折成锯齿状且沿周向延伸的、整体为圆弧状或圆环状的图案。第四电阻线图案R4位于比第三电阻线图案R3靠半径方向内侧的位置。在本实施方式中，在中心轴9的周围的约360°的范围内设置有第四电阻线图案R4。另外，第四电阻线图案R4包含多个第四电阻线r4。多个第四电阻线r4以相互大致平行的姿势沿周向排列。各第四电阻线r4相对于柔性齿轮20的半径方向向周向另一侧倾斜。第四电阻线r4相对于半径方向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的第四电阻线r4的端部彼此在半径方向的内侧或外侧交替地连接。由此，多个第四电阻线r4作为整体串联连接。

图9是包含第三电阻线图案R3以及第四电阻线图案R4的第三桥接电路C3的电路图。如图9所示，本实施方式的第三桥接电路C3包含第三电阻线图案R3、第四电阻线图案R4以及2个固定电阻Rs。第三电阻线图案R3和第四电阻线图案R4串联连接。2个固定电阻Rs串联连接。而且，在电源电压的+极与-极之间，2个电阻线图案R3、R4的列与2个固定电阻Rs的列并联连接。另外，第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4的中点M1和2个固定电阻Rs的中点M2与第三电压计V3连接。

第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4的各电阻值根据施加于柔性齿轮20的转矩而变化。例如，当对柔性齿轮20施加以中心轴9为中心朝向周向的一侧的转矩时，第三电阻线图案R3的电阻值降低，第四电阻线图案R4的电阻值增加。另一方面，当对柔性齿轮20施加以中心轴9为中心朝向周向的另一侧的转矩时，第三电阻线图案R3的电阻值增加，第四电阻线图案R4的电阻值降低。这样，第三电阻线图案R3和第四电阻线图案R4相对于转矩显示出相互反向的电阻值变化。

而且，当第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4的各电阻值变化时，第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4的中点M1与2个固定电阻Rs的中点M2之间的电位差变化，因此第三电压计V3的测量值v3变化。因此，能够基于该第三电压计V3的测量值v3，检测施加于柔性齿轮20的转矩的方向以及大小。

另外，该转矩检测传感器S2具有第三电流计A3。如图9所示，第三电流计A3与第三桥接电路C3串联连接。因此，第三电流计A3测量与第三桥接电路C3中的第三电阻线图案R3、第四电阻线图案R4以及2个固定电阻Rs的合成电阻对应的电流值。具体而言，若将电源电压设为Vo，将第三电阻线图案R3、第四电阻线图案R4、以及2个固定电阻Rs的合成电阻设为Rc3，则第三电流计A3的测量值I3成为I3＝Vo/Rc3。

第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4各自的电阻值根据施加于柔性齿轮20的转矩而变化。但是，第三电阻线图案R3、第四电阻线图案R4以及2个固定电阻Rs的合成电阻Rc3难以受到施加于柔性齿轮20的转矩的影响，温度所引起的变化占支配地位。因此，第三电流计A3的测量值I3根据动力传递装置1的温度而变动。该第三电流计A3的测量值I3是本发明中的“第一输出值”的一例。

＜2-4.关于波动校正＞

在驱动动力传递装置1时，柔性齿轮20产生周期性的挠曲变形。因此，在上述的第三电压计V3的测量值v3中包含反映了本来想要测量的转矩的分量和由柔性齿轮20的周期性的挠曲变形引起的误差分量(波动)。该误差分量根据输入至柔性齿轮20的旋转运动的旋转角度而变化。

因此，信号处理电路46根据第三电压计V3的测量值，进行用于消除上述误差分量的校正处理。图10是概念性地表示信号处理电路46的该校正处理的图。如图10所示，对信号处理电路46输入第一电压计V1、第二电压计V2以及第三电压计V3的各测量值v1、v2、v3。信号处理电路46首先基于第一电压计V1和第二电压计V2的测量值v1、v2，检测输入至柔性齿轮20的旋转运动的旋转角度。然后，根据检测出的旋转角度，推定上述的误差分量。然后，使用推定出的误差分量来校正第三电压计V3的测量值v3。其结果是，能够更高精度地输出施加于柔性齿轮20的转矩。

此外，信号处理电路46也可以不计算上述的旋转角度，而对第一电压计V1以及第二电压计V2的各测量值v1、v2乘以预定的系数，并与第三电压计V3的测量值v3合成。这样，由于削减了旋转角度的运算所涉及的处理负担，所以能够提高信号处理电路46的运算速度。

＜2-5.关于温度校正＞

如上所述，若导体层44的材料使用铜或包含铜的合金，则能够抑制传感器基板40的材料费用。但是，与其他昂贵的材料相比，铜的电阻值容易根据环境温度而变化。因此，本实施方式的传感器基板40为了校正温度的影响而具备温度传感器S3。如图4所示，温度传感器S3具有沿着柔性齿轮20的周向呈圆弧状或圆环状延伸的第五电阻线图案R5。

图11是包含第五电阻线图案R5的检测电路C4的电路图。如图11所示，第五电阻线图案R5的一端与电源电压的+极连接。另外，第五电阻线图案R5的另一端与电源电压的-极连接。另外，温度传感器S3具有第四电流计A4。如图11所示，第四电流计A4与第五电阻线图案R5串联连接。因此，第四电流计A4测量与第五电阻线图案R5的电阻值对应的电流值。具体而言，若将电源电压设为Vo，则第四电流计A4的测量值I4成为I4＝Vo/R5。

由于第五电阻线图案R5为圆弧状或圆环状，所以第五电阻线图案R5的电阻值难以受到施加于柔性齿轮20的转矩的影响，温度所引起的变化占支配地位。因此，第四电流计A4的测量值I4根据动力传递装置1的温度而变动。该第四电流计A4的测量值I4是本发明中的“第二输出值”的一例。

信号处理电路46不仅考虑上述的旋转角度，还考虑第四电流计A4的测量值I4来校正第三电压计V3的测量值v3。具体而言，使第三电压计V3的测量值v3向消除温度所引起的变化的方向增加或减少。这样，能够使用廉价的铜或铜合金，并且抑制温度变化的影响，从而更高精度地检测施加于柔性齿轮20的转矩。

温度传感器S3的第五电阻线图案R5是以中心轴9为中心的圆弧状或圆环状。因此，在驱动动力传递装置1时，应力难以施加于第五电阻线图案R5。因此，第五电阻线图案R5与其他电阻线图案R1～R4相比，不易发生断线等故障。

关于图13那样的全桥接电路，考虑对电压计的测量值进行温度校正。将与图13的全桥接电路串联连接的第五电流计A5的测量值设为测量值I5。为了对第三电压计V3的测量值v3进行上述那样的温度校正，也可以不基于第四电流计A4的测量值I4，而基于第五电流计A5的测量值I5进行温度校正。在基于测量值I4进行温度校正的情况下，温度传感器S3的检测电路C4所包含的第五电阻线图案R5的位置与旋转角度检测传感器S1、转矩检测传感器S2所包含的电阻线图案的位置不同。与温度传感器S3相比，旋转角度检测传感器S1、转矩检测传感器S2的电阻线变长，自身发热变高。由此，与测量值I4相关的电阻线和与作为校正对象的测量值v3相关的电阻线产生温度差。与此相对，在基于测量值I5进行温度校正的情况下，能够基于与第三电压计V3连接的桥接电路C3的电流的测量值I5来检测温度。因此，与测量值I5相关的电阻线和与作为校正对象的测量值v3相关的电阻线之间的温度差消失。因此，能够进一步提高温度校正的精度。

作为温度校正的方法，例如设为(温度校正后的电压值)＝(温度校正前的电压值)+f(电流值)，向消除温度所引起的电压值的变化的方向增加或减少即可。在本实施方式的情况下，例如将电压值设为测量值v3，将电流值设为测量值I5即可。f(电流值)是包含作为根据温度而变化的变量的电流值和温度校正系数的式子。为了求出温度校正系数，例如在传感器基板40固定于柔性齿轮20的隔膜部221的状态下将转矩检测传感器S2放入恒温槽，使电源电压恒定，并且在未施加动力传递装置1的驱动所产生的负载的状态下使转矩检测传感器S2的温度变化，测定此时的测量值I5和测量值v3。然后，基于针对每个温度测定出的测量值I5、测量值v3的组，计算出关于测量值I5、测量值v3的近似式，使用该近似式的系数即可。所谓近似式，例如进行测定数据的回归分析并导出测量值I5与测量值v3的方程式即可。所谓回归分析，例如使用最小二乘法求出系数即可。例如，将测量值v3设为y，将测量值I5设为x，将a、b和c设为常数，以y＝a(x^2)+bx+c的形式求出近似式，将a和b的值设为温度校正系数即可。而且，在驱动动力传递装置1时，将y设为温度校正后的测量值v3，将x设为测量值I5，将c设为温度校正前的测量值v3即可。

图12是针对基于与桥接电路串联连接的电流计的测量值进行温度校正的方法，表示温度校正的流程的流程图。信号处理电路46取得温度校正系数。温度校正系数例如能够通过上述的方法求出。然后，驱动动力传递装置1。接着，在动力传递装置1的驱动中，测定测量值I5和测量值v3。然后，针对测量值v3，基于测量值I5和温度校正系数，对测量值v3进行温度校正。然后，基于温度校正后的测量值v3，进行施加于柔性齿轮20的转矩的方向及大小的检测并输出。

如上所述，基于与桥接电路串联连接的电流计的测量值进行温度校正的方法适合于由铜、铝、金、银这样的电阻率小的材料制作电阻线图案的情况。另外，也可以基于第一电流计A1的测量值I1对第一电压计V1的测量值v1进行温度校正。也可以基于第二电流计A2的测量值I2对第二电压计V2的测量值v2进行温度校正。另外，如图9所示，即使在桥接电路C3不是全桥接电路而是半桥接电路的情况下，也可以与桥接电路串联地连接电流计，进行上述那样的温度校正。

＜2-6.关于故障检测＞

接着，对在上述的旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2中，在产生了电阻线图案的断线等故障时检测该故障的功能进行说明。如图1、图3以及图4所示，传感器基板40的信号处理电路46与故障检测部51电连接。故障检测部51由具备CPU等处理器和各种存储器的计算机或者电路基板构成。在本实施方式中，由传感器基板40和故障检测部51构成带故障检测功能的故障检测系统50。

图14是概念性地表示故障检测部51的输入输出的图。如图14所示，从传感器基板40的信号处理电路46向故障检测部51输入上述的第一电流计A1的测量值I1、第二电流计A2的测量值I2、第三电流计A3的测量值I3以及第四电流计A4的测量值I4。故障检测部51基于这些测量值I1、I2、I3、I4，输出旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2是否发生了故障的检测结果。

图15是表示故障检测部51中的故障检测处理的流程的流程图。故障检测部51首先将作为“第一输出值”的第一电流计A1的测量值I1和作为“第二输出值”的第四电流计A4的测量值I4进行比较(步骤ST1)。

图16是表示测量值I1、I4的变化的曲线图。在未发生故障时，如图16中的时间T1所示，测量值I1、I4均相对于动力传递装置1的温度变化而同样地变化。因此，在未发生故障时，测量值I1、I4显示出具有相关性的变化。但是，如上所述，温度传感器S3的第五电阻线图案R5是没有角的圆弧状或圆环状，因此不易发生断线等故障，与此相对，旋转角度检测传感器S1的4个第一电阻线图案R1(Ra、Rb、Rc、Rd)是复杂的形状，因此发生断线等故障的可能性比较大。当发生这样的故障时，如图16中的时间T2那样，测量值I1的值变化较大。

在步骤ST1中，故障检测部51在测量值I1、I4的关系处于预定的正常范围内的情况下(步骤ST1：是)，判定为在旋转角度检测传感器S1的4个第一电阻线图案R1(Ra、Rb、Rc、Rd)中未发生断线等故障(步骤ST2)。另一方面，在测量值I1、I4的关系脱离了预定的正常范围的情况下(步骤ST1：否)，判定为在旋转角度检测传感器S1的4个第一电阻线图案R1(Ra、Rb、Rc、Rd)的任一个中发生了断线等故障(步骤ST3)。测量值I1、I4的关系例如设为测量值I1、I4的差值或测量值I1、I4的比率即可。

接着，故障检测部51将作为“第一输出值”的第二电流计A2的测量值I2和作为“第二输出值”的第四电流计A4的测量值I4进行比较(步骤ST4)。然后，在测量值I2、I4的关系在预定的正常范围内的情况下(步骤ST4：是)，判定为在旋转角度检测传感器S1的4个第二电阻线图案R2(Re、Rf、Rg、Rh)中未发生断线等故障(步骤ST5)。另一方面，在测量值I2、I4的关系脱离了预定的正常范围的情况下(步骤ST4：否)，判定为在旋转角度检测传感器S1的4个第二电阻线图案R2(Re、Rf、Rg、Rh)的任一个中发生了断线等故障(步骤ST6)。测量值I2、I4的关系例如设为测量值I2、I4的差值或测量值I2、I4的比率即可。

接着，故障检测部51将作为“第一输出值”的第三电流计A3的测量值I3和作为“第二输出值”的第四电流计A4的测量值I4进行比较(步骤ST7)。然后，在测量值I3、I4的关系在预定的正常范围内的情况下(步骤ST7：是)，判定为转矩检测传感器S2的第三电阻线图案R3以及第四电阻线图案R4未发生断线等故障(步骤ST8)。另一方面，在测量值I3、I4的关系脱离了预定的正常范围的情况下(步骤ST7：否)，判定为转矩检测传感器S2的第三电阻线图案R3或者第四电阻线图案R4发生了断线等故障(步骤ST9)。测量值I3、I4的关系例如设为测量值I3、I4的差值或测量值I3、I4的比率即可。

之后，故障检测部51输出与故障的有无相关的检测结果(步骤ST10)。具体而言，从故障检测部51向外部的控制器输出表示检测结果的信号。检测结果也可以显示在故障检测部51或控制器所具有的显示部上。

如上所述，在该故障检测系统50中，故障检测部51从作为“第一传感器”的旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2取得根据温度而变动的作为“第一输出值”的测量值I1、I2、I3。另外，故障检测部51从测量对象与“第一传感器”不同的“第二传感器”即温度传感器S3取得根据温度而变动的“第二输出值”即测量值I4。然后，基于作为“第一输出值”的测量值I1、I2、I3与作为“第二输出值”的测量值I4的关系是否在预定的正常范围内，检测旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2的故障。

这样，在测量值I1、I2、I3显示出与对应于温度的通常的变化不同的变化的情况下，能够检测与该测量值对应的传感器的故障。因此，不对同一测量对象设置2个传感器就能够检测各传感器的故障。即，无需在柔性齿轮20的同一部位设置2个旋转角度检测传感器S1就能够检测旋转角度检测传感器S1的故障。另外，无需在柔性齿轮20的同一部位设置2个转矩检测传感器S2就能够检测转矩检测传感器S2的故障。

＜3.变形例＞

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式。

在上述的实施方式中，在执行了旋转角度检测传感器S1的故障检测处理(步骤ST1～ST6)之后，执行了转矩检测传感器S2的故障检测处理(步骤ST7～ST9)。但是，这些故障检测处理的顺序也可以相反。另外，也可以同时并行地执行旋转角度检测传感器S1的故障检测处理(步骤ST1～ST6)和转矩检测传感器S2的故障检测处理(步骤ST7～ST9)。

另外，上述的实施方式的传感器基板40具备旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2。然而，传感器基板40也可以仅具备旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2中的任一方。在该情况下，“第一传感器”也可以仅是旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2中的任一方。另外，“第一传感器”也可以是能够输出根据温度而变动的第一输出值的其他传感器。

另外，在上述的实施方式中，将搭载于传感器基板40的温度传感器S3设为“第二传感器”。然而，“第二传感器”也可以是能够输出根据温度而变动的第二输出值的其他传感器。例如，也可以将配置于与传感器基板40不同的位置的热电偶等温度传感器设为“第二传感器”。

另外，也可以将旋转角度检测传感器S1设为“第一传感器”，将转矩检测传感器S2设为“第二传感器”。在该情况下，能够基于从旋转角度检测传感器S1输出的第一输出值与从转矩检测传感器S2输出的第二输出值的关系是否在预定的正常范围内，检测出旋转角度检测传感器S1以及转矩检测传感器S2中的任一方发生了故障的情况。

另外，在上述的实施方式中，作为“第一输出值”以及“第二输出值”，使用了电流计的测量值。即，在上述的实施方式的故障检测处理中，将电源电压Vo设为恒定，对反映了温度所引起的电阻值的变动的电流值彼此进行比较。然而，也可以将电流值设为恒定，将反映了温度所引起的电阻值的变动的电压值彼此进行比较。例如，如图17所示，温度传感器S3的检测电路C4也可以是恒流源47与第五电阻线图案R5串联连接，第五电阻线图案与电压计V4并联连接的电路。而且，也可以将电压计V4的测量值设为“第二输出值”。另外，故障检测部51也可以对电流值或者电压值乘以预定的系数来计算出温度推定值，并将计算出的温度推定值彼此进行比较。

另外，在上述的实施方式中，信号处理电路46搭载于传感器基板40。然而，信号处理电路46也可以设置于传感器基板40的外部。例如，也可以在构成故障检测部51的计算机或电路基板中组装有信号处理电路46。

另外，在上述的实施方式中，各电阻线图案的材料使用铜或包含铜的合金。然而，电阻线图案的材料也可以使用SUS、铝等其他金属。另外，电阻线图案的材料也可以使用陶瓷、树脂等非金属材料。另外，电阻线图案的材料也可以使用导电性油墨。在使用导电性油墨的情况下，只要在传感器基板40的表面用导电性油墨印刷各电阻线图案即可。

另外，在上述实施方式的柔性齿轮20中，隔膜部221从筒状部21的基端部朝向半径方向外侧扩展。然而，隔膜部221也可以从筒状部21的基端部朝向半径方向内侧扩展。

另外，在上述的实施方式中，传感器基板40固定于动力传递装置1的柔性齿轮20。然而，传感器基板40也可以固定于柔性齿轮20以外的部件。

实施例2

至此，以动力传递装置为中心对动力传递装置中的传感器的故障的检测进行了说明。以下，参照附图，对驱动装置中的传感器的故障的检测进行说明。此外，在本申请中，驱动装置的中心轴与动力传递装置的中心轴相同，是中心轴9。以下，以与实施例1不同的点为中心进行说明。

＜1.驱动装置的结构＞

图18是表示驱动装置100的结构的图。该驱动装置100例如组装于机器人机械臂的关节，用于使机器人机械臂动作。但是，驱动装置100也可以用于辅助服、无人输送台车等其他装置。如图18所示，驱动装置100具备马达2和动力传递装置1。在图18中，在马达2及动力传递装置1中，仅将动力传递装置1以剖面示出。

马达2是根据驱动电流产生旋转运动的驱动源。如图18所示，马达2具有马达壳体60、输入轴52以及编码器53。在马达壳体60的内部收纳有包括线圈的定子和包括磁铁的转子。输入轴52固定于转子。若向线圈供给驱动电流，则通过线圈与磁铁之间的磁吸引力以及反作用力，转子以及输入轴52以中心轴9为中心旋转。以下，将该转子以及输入轴52的转速称为“第一转速”。动力传递装置1是将从马达2输入的第一转速的旋转运动减速至比第一转速低的第二转速并输出的装置。

编码器53是测量输入轴52的旋转角度的测量器。编码器53由在周向上排列有多个狭缝的圆板和光传感器构成。当输入轴52旋转时，光传感器断续地检测通过狭缝的光。由此，得到输入轴52的旋转角度的测量值(第一测量值)。编码器53将得到的第一测量值输出至后述的故障检测部51。编码器53是本发明中的“旋转角度取得部”的一例。

如图18及图2所示，本实施方式的动力传递装置1具备内齿轮10、柔性齿轮20、波动发生器30及传感器基板40。

内齿轮10是在内周面具有多个内齿11的圆环状的齿轮。内齿轮10例如通过止动螺钉而固定于搭载有驱动装置100的装置的框体。

厚壁部222例如通过止动螺钉而固定于搭载有驱动装置100的装置的成为驱动对象的部件。

凸轮31固定于马达2的输入轴52。当驱动马达2时，凸轮31与输入轴52一起以中心轴9为中心以第一转速旋转。由此，柔性齿轮20的上述椭圆的长轴也以第一转速旋转。于是，外齿23与内齿11的啮合位置也在周向上以第一转速变化。另外，如上所述，内齿轮10的内齿11的数量与柔性齿轮20的外齿23的数量略有不同。由于该齿数的差，凸轮31每旋转1周，外齿23与内齿11的啮合位置在周向上稍微变化。其结果是，柔性齿轮20相对于内齿轮10以中心轴9为中心以比第一转速低的第二转速旋转。因此，能够从柔性齿轮20取得减速后的第二转速的旋转运动。

＜2.关于传感器基板＞

＜2-1.关于旋转角度检测传感器＞

旋转角度检测传感器S1是基于隔膜部221的应变来检测输入轴52的旋转角度的传感器。如图3所示，旋转角度检测传感器S1包括4个第一电阻线图案R1和4个第二电阻线图案R2。

4个第一电阻线图案R1在中心轴9的周围沿周向等间隔地排列。第一电阻线图案R1分别是1根导体曲折成锯齿状且沿周向延伸的整体为圆弧状的图案。在本实施方式中，1个第一电阻线图案R1在中心轴9的周围的约45°的角度范围内扩展。另外，第一电阻线图案R1包含多个第一电阻线r1。多个第一电阻线r1在周向上隔开微小的间隔来排列。各第一电阻线r1沿着柔性齿轮20的半径方向呈直线状延伸。在周向上相邻的第一电阻线r1的端部彼此在半径方向的内侧或外侧交替地连接。由此，多个第一电阻线r1作为整体串联连接。

4个第二电阻线图案R2在中心轴9的周围沿周向等间隔地排列。第二电阻线图案R2分别是1根导体曲折成锯齿状且沿周向延伸的整体为圆弧状的图案。在本实施方式中，1个第二电阻线图案R2在中心轴9的周围的约45°的角度范围内扩展。另外，第二电阻线图案R2包含多个第二电阻线r2。多个第二电阻线r2在周向上隔开微小的间隔来排列。各第二电阻线r2沿着柔性齿轮20的半径方向呈直线状延伸。在周向上相邻的第二电阻线r2的端部彼此在半径方向的内侧或外侧交替地连接。由此，多个第二电阻线r2作为整体串联连接。

4个第二电阻线图案R2被配置于与4个第一电阻线图案R1呈同心圆状且在周向上未配置第一电阻线图案R1的区域。在本实施方式中，第一电阻线图案R1和第二电阻线图案R2在周向上交替地排列。并且，4个第一电阻线图案R1和4个第二电阻线图案R2作为整体扩展成以中心轴9为中心的圆环状。

图19是包含4个第一电阻线图案R1的第一桥接电路C1的电路图。在图19的例子中，将4个第一电阻线图案R1区别表示为Ra、Rb、Rc、Rd。第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd在图3中以Ra为第一个而逆时针地依次排列。

如图19所示，4个第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd被组装到第一桥接电路C1中。第一电阻线图案Ra和第一电阻线图案Rb依次串联连接。第一电阻线图案Rd和第一电阻线图案Rc依次串联连接。而且，在电源电压的+极与-极之间，2个第一电阻线图案Ra、Rb的列与2个第一电阻线图案Rd、Rc的列并联连接。另外，第一电阻线图案Ra及第一电阻线图案Rb的中点M11和第一电阻线图案Rd及第一电阻线图案Rc的中点M12与第一电压计V1连接。

图20是包含4个第二电阻线图案R2的第二桥接电路C2的电路图。在图20的例子中，将4个第二电阻线图案R2区别表示为Re、Rf、Rg、Rh。在图3中，第二电阻线图案Re位于第一电阻线图案Ra与第一电阻线图案Rd之间。另外，第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh在图3中以Re为第一个而顺时针地依次排列。

如图20所示，4个第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh被组装到第二桥接电路C2中。第二电阻线图案Re与第二电阻线图案Rf依次串联连接。第二电阻线图案Rh和第二电阻线图案Rg依次串联连接。而且，在电源电压的+极与-极之间，2个第二电阻线图案Re、Rf的列与2个第二电阻线图案Rh、Rg的列并联连接。另外，第二电阻线图案Re及第二电阻线图案Rf的中点M21和第二电阻线图案Rh及第二电阻线图案Rg的中点M22与第二电压计V2连接。

在驱动驱动装置100时，在隔膜部221产生沿半径方向伸长的部分(以下称为“伸长部”)和沿半径方向收缩的部分(以下称为“收缩部”)。具体而言，2个伸长部和2个收缩部在周向上交替地产生。即，伸长部和收缩部在周向上以90°间隔交替地产生。并且，这些伸长部和收缩部产生的部位以上述的第一转速旋转。

设置于传感器基板40的背面的第一电阻线图案Ra、Rb、Rc、Rd以及第二电阻线图案Re、Rf、Rg、Rh的各电阻值根据隔膜部221的半径方向的应变而变化。例如，在上述的伸长部与某一电阻线图案重叠时，该电阻线图案的电阻值增加。另外，在上述的收缩部与某一电阻线图案重叠时，该电阻线图案的电阻值降低。

在图3的例子中，在收缩部与第一电阻线图案Ra、Rc重叠时，伸长部与第一电阻线图案Rb、Rd重叠。另外，在伸长部与第一电阻线图案Ra、Rc重叠时，收缩部与第一电阻线图案Rb、Rd重叠。因此，在第一桥接电路C1中，第一电阻线图案Ra、Rc和第一电阻线图案Rb、Rd显示出反向的电阻值变化。

另外，在图3的例子中，在收缩部与第二电阻线图案Re、Rg重叠时，伸长部与第二电阻线图案Rf、Rh重叠。另外，在伸长部与第二电阻线图案Re、Rg重叠时，收缩部与第二电阻线图案Rf、Rh重叠。因此，在第二桥接电路C2中，第二电阻线图案Re、Rg与第二电阻线图案Rf、Rh显示出反向的电阻值变化。

图8是表示第一桥接电路C1的第一电压计V1的测量值v1和第二桥接电路C2的第二电压计V2的测量值v2的曲线图。如图8所示，从第一电压计V1以及第二电压计V2分别输出周期性变化的正弦波状的测量值v1、v2。该测量值的周期T相当于上述的第一转速的周期的1/2倍。另外，能够根据第二电压计V2的测量值的相位相对于第一电压计V1的测量值的相位是提前第一转速的1/8周期的量(测量值v1、v2的1/4周期的量)还是延迟第一转速的1/8周期的量(测量值v1、v2的1/4周期的量)，判断所输入的旋转运动的朝向。

因此，能够基于这2个电压计V1、V2的测量值v1、v2，检测输入至柔性齿轮20的旋转运动的旋转角度。即，基于这些测量值v1、v2，得到输入轴52的旋转角度的测量值(第二测量值)。具体而言，例如，预先准备将第一电压计V1及第二电压计V2的各测量值v1、v2的组合与第二测量值建立了对应的函数表，通过向该函数表输入测量值v1、v2，输出第二测量值即可。

＜2-3.关于转矩检测传感器＞

转矩检测传感器S2是基于隔膜部221的应变来检测施加于柔性齿轮20的转矩的传感器。如图4所示，转矩检测传感器S2包括第三电阻线图案R3和第四电阻线图案R4。

第三电阻线图案R3是1根导体曲折成锯齿状且沿周向延伸的、整体为圆弧状或圆环状的图案。在本实施方式中，在中心轴9的周围的约360°的范围内设置有第三电阻线图案R3。另外，第三电阻线图案R3包含多个第三电阻线r3。多个第三电阻线r3以相互大致平行的姿势沿周向排列。各第三电阻线r3相对于柔性齿轮20的半径方向向周向一侧倾斜。第三电阻线r3相对于半径方向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的第三电阻线r3的端部彼此在半径方向的内侧或外侧交替地连接。由此，多个第三电阻线r3作为整体串联连接。

第四电阻线图案R4是1根导体曲折成锯齿状且沿周向延伸的、整体为圆弧状或圆环状的图案。第四电阻线图案R4位于比第三电阻线图案R3靠半径方向内侧的位置。在本实施方式中，在中心轴9的周围的约360°的范围内设置有第四电阻线图案R4。另外，第四电阻线图案R4包含多个第四电阻线r4。多个第四电阻线r4以相互大致平行的姿势沿周向排列。各第四电阻线r4相对于柔性齿轮20的半径方向向周向另一侧倾斜。第四电阻线r4相对于半径方向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的第四电阻线r4的端部彼此在半径方向的内侧或外侧交替地连接。由此，多个第四电阻线r4作为整体串联连接。

图21是包含第三电阻线图案R3以及第四电阻线图案R4的第三桥接电路C3的电路图。如图21所示，本实施方式的第三桥接电路C3包含第三电阻线图案R3、第四电阻线图案R4以及2个固定电阻Rs。第三电阻线图案R3和第四电阻线图案R4串联连接。2个固定电阻Rs串联连接。而且，在电源电压的+极与-极之间，2个电阻线图案R3、R4的列与2个固定电阻Rs的列并联连接。另外，第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4的中点M1和2个固定电阻Rs的中点M2与第三电压计V3连接。

第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4的各电阻值根据施加于柔性齿轮20的转矩而变化。例如，当对柔性齿轮20施加以中心轴9为中心朝向周向的一侧的转矩时，第三电阻线图案R3的电阻值降低，第四电阻线图案R4的电阻值增加。另一方面，当对柔性齿轮20施加以中心轴9为中心朝向周向的另一侧的转矩时，第三电阻线图案R3的电阻值增加，第四电阻线图案R4的电阻值降低。这样，第三电阻线图案R3和第四电阻线图案R4相对于转矩显示出相互反向的电阻值变化。

而且，当第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4的各电阻值变化时，第三电阻线图案R3及第四电阻线图案R4的中点M1与2个固定电阻Rs的中点M2之间的电位差变化，因此第三电压计V3的测量值v3变化。因此，能够基于该第三电压计V3的测量值v3，检测施加于柔性齿轮20的转矩的方向以及大小。即，能够得到施加于柔性齿轮20的转矩的测量值(第三测量值)。

＜2-4.关于波动校正＞

在驱动驱动装置100时，柔性齿轮20产生周期性的挠曲变形。因此，在上述的转矩检测传感器S2的测量值中，包含反映了本来想要测量的转矩的分量和由柔性齿轮20的周期性的挠曲变形引起的误差分量(波动)。该误差分量根据输入至柔性齿轮20的旋转运动的旋转角度而变化。

因此，信号处理电路46根据转矩检测传感器S2的测量值，进行用于消除上述误差分量的校正处理。图22是概念性地表示信号处理电路46的该校正处理的图。如图22所示，本实施方式的信号处理电路46具有校正处理部461。

校正处理部461从旋转角度检测传感器S1取得输入轴52的旋转角度的测量值(第二测量值)，并且从转矩检测传感器S2取得施加于柔性齿轮20的转矩的测量值(第三测量值)。校正处理部461根据所取得的第二测量值，推断上述的误差分量。然后，使用推定出的误差分量来校正第三测量值。具体而言，使第三测量值向消除误差分量的方向增加或减少。由此，能够输出更高精度地反映了施加于柔性齿轮20的转矩的第三测量值。

此外，校正处理部461也可以不计算上述的旋转角度，而对第二测量值乘以预定的系数，并与第三测量值合成。这样，由于削减了旋转角度的运算所涉及的处理负担，所以能够提高补正处理部461的运算速度。

＜2-5.关于温度校正＞

图17是包含第五电阻线图案R5的检测电路C4的电路图。如图17所示，第五电阻线图案R5的一端与恒流源47的+极连接。另外，第五电阻线图案R5的另一端与恒流源47的-极连接。另外，温度传感器S3具有第四电压计V4。如图17所示，第四电压计V4与第五电阻线图案R5并联连接。因此，第四电压计V4测量与第五电阻线图案R5的电阻值对应的电压值。具体而言，若将从恒流源47供给的电流值设为Io，则第四电压计V4的测量值v4成为v4＝Io×R5。

由于第五电阻线图案R5为圆弧状或圆环状，所以第五电阻线图案R5的电阻值难以受到施加于柔性齿轮20的转矩的影响，温度所引起的变化占支配地位。因此，第四电压计V4的测量值v4根据动力传递装置1的温度而变动。即，能够基于第四电压计V4的测量值v4，得到表示动力传递装置1的温度的测量值(第四测量值)。

如图22所示，信号处理电路46的校正处理部461不仅考虑旋转角度检测传感器S1的测量值(第二测量值)，还考虑温度传感器S3的测量值(第四测量值)来校正从转矩检测传感器S2得到的转矩的测量值(第三测量值)。具体而言，使第三测量值向消除温度所引起的变化的方向增加或减少。这样，能够使用廉价的铜或铜合金，并且抑制温度变化的影响，更高精度地检测施加于柔性齿轮20的转矩。

＜3.关于故障检测部＞

接着，对在上述的旋转角度检测传感器S1中，在产生了电阻线图案的断线等故障时检测该故障的故障检测系统的功能进行说明。如图1、图3、图4以及图18所示，本实施方式的驱动装置100具有故障检测部51。传感器基板40的信号处理电路46与故障检测部51电连接。故障检测部51由具备CPU等处理器、各种存储器的计算机或者电路基板构成。

图23是概念性地表示故障检测部51的功能的图。如图23所示，故障检测部51从马达2的编码器53取得输入轴52的旋转角度的测量值(第一测量值)。另外，故障检测部51通过信号处理电路46从传感器基板40的旋转角度检测传感器S1取得输入轴52的旋转角度的测量值(第二测量值)。并且，故障检测部51将这些第一测量值和第二测量值进行比较。

在旋转角度检测传感器S1未发生故障时，第一测量值和第二测量值根据输入轴52的旋转角度而同样地变化。但是，马达2的编码器53由于利用了光传感器而难以发生故障，与此相对，旋转角度检测传感器S1的第一电阻线图案R1(Ra、Rb、Rc、Rd)以及第二电阻线图案R2(Re、Rf、Rg、Rh)是复杂的形状，因此发生断线等故障的可能性相对较大。另外，编码器53的故障能够通过马达2的驱动电路单独地检测。以下，对通过马达2的驱动电路未检测到编码器53的故障的情况进行说明。当旋转角度检测传感器S1发生故障时，第一测量值与第二测量值的关系脱离正常范围。

故障检测部51在第一测量值与第二测量值的关系处于预定的正常范围内的情况下(图23中为“是”的情况下)，判定为旋转角度检测传感器S1的第一电阻线图案R1(Ra、Rb、Rc、Rd)以及第二电阻线图案R2(Re、Rf、Rg、Rh)未发生断线等故障。另一方面，在第一测量值与第二测量值的关系脱离了预定的正常范围的情况下(图23中为“否”的情况下)，判定为旋转角度检测传感器S1的第一电阻线图案R1(Ra、Rb、Rc、Rd)以及第二电阻线图案R2(Re、Rf、Rg、Rh)的任一个中发生了断线等故障。

此外，上述的判定处理中使用的“第一测量值与第二测量值的关系”例如设为第一测量值与第二测量值的差值或者第一测量值与第二测量值的比率即可。即，故障检测部51在它们的差值或比率脱离了预定的正常范围的情况下，判定为旋转角度检测传感器S1发生了故障即可。

之后，故障检测部51输出与故障的有无相关的检测结果。具体而言，从故障检测部51向外部的控制器输出表示检测结果的信号。检测结果也可以显示在故障检测部51或控制器所具有的显示部上。

如上所述，在该驱动装置100中，故障检测部51从马达2的编码器53取得表示输入轴52的旋转角度的第一测量值，并且从旋转角度检测传感器S1取得表示输入轴52的旋转角度的第二测量值。然后，基于第一测量值与第二测量值的关系是否在预定的正常范围内，检测旋转角度检测传感器S1的故障。

这样，在旋转角度检测传感器S1的第二测量值变化了时，能够区分该变化是由实际的输入轴52的旋转引起的，还是由旋转角度检测传感器S1的故障引起的。另外，不需要为了检测旋转角度检测传感器S1的故障而对同一柔性齿轮20设置2个以上的旋转角度检测传感器。

另外，若旋转角度检测传感器S1发生故障，则基于从旋转角度检测传感器S1得到的第二测量值而校正的第三测量值也成为不准确的值。然而，本实施方式的驱动装置100能够通过故障检测部51始终监视旋转角度检测传感器S1是否发生了故障。因此，能够判断校正后的第三测量值是否是具有可靠性的输出值。

＜4.变形例＞

在上述的实施方式中，作为取得第一测量值的“旋转角度检测部”，利用了马达2的编码器53。然而，“旋转角度检测部”也可以是编码器53以外的测量器。例如，“旋转角度检测部”也可以是通过感应电压的变化或磁力的变化来测量固定于输入轴52的转子的旋转角度的测量器。

另外，上述的实施方式的故障检测部51通过将表示输入轴52的旋转角度的第一测量值以及第二测量值进行比较，从而检测旋转角度检测传感器S1的故障。然而，故障检测部51也可以通过对第一测量值以及第二测量值分别进行时间微分，并将表示输入轴52的旋转速度的值彼此进行比较，从而检测旋转角度检测传感器S1的故障。

另外，在上述的实施方式中，信号处理电路46搭载于传感器基板40。然而，信号处理电路46也可以设置于传感器基板40的外部。例如，也可以在构成故障检测部51的计算机或电路基板中组装信号处理电路46。另外，也可以在马达2的驱动电路中搭载信号处理电路46和故障检测部51。

另外，在上述的实施方式中，如图22所示，基于旋转角度检测传感器S1的第二测量值来校正转矩检测传感器S2的第三测量值。然而，也可以基于编码器53的第一测量值来校正第三测量值。例如，在旋转角度检测传感器S1发生了故障的情况下，也可以代替第二测量值而使用第一测量值来校正第三测量值。

另外，在上述的实施方式中，根据电阻线图案的电阻值的变化来检测齿轮(挠性外齿齿轮)的应变。然而，也可以通过使齿轮具有磁性，并利用磁传感器等检测与齿轮的弹性变形对应的磁应变特性的变化来检测应变。在该情况下，与上述的实施方式相比，虽然应变的检测灵敏度差，但能够与存在应变的部分非接触地检测应变，因此与上述的实施方式相比能够提高传感器的耐久性。

另外，在上述的实施方式中，以编码器53的故障未被马达的驱动电路检测为前提，通过故障检测部51检测旋转角度检测传感器S1的故障。然而，在不能以编码器53正常为前提的情况下，故障检测部51也可以作为检测编码器53(旋转角度取得部)或旋转角度检测传感器S1的故障的部件来使用。

另外，在上述的实施方式中，驱动装置100具备故障检测部51。即，驱动装置100自身具有作为故障检测系统的功能。然而，故障检测部51也可以与驱动装置100分开设置。而且，也可以由驱动装置100和故障检测部51构成故障检测系统。

以上，为了理解本发明，以两个实施例为基础对本发明进行了说明，但这些实施例没有限制。关于故障检测系统、动力传递装置以及故障检测系统的细节部分的结构，也可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当地进行变更。另外，也可以在不产生矛盾的范围内适当地组合在上述的各实施方式以及各变形例中出现的要素。

工业上的可利用性

本申请能够用于动力传递装置以及故障检测系统。

Claims (11)

1.一种故障检测系统，具备：测量对象不同的第一传感器和第二传感器；以及检测所述第一传感器和所述第二传感器中的任一方的故障的故障检测部，其特征在于，

所述故障检测部从所述第一传感器取得根据温度而变动的第一输出值，并且从所述第二传感器取得根据温度而变动的第二输出值，基于所述第一输出值与所述第二输出值的关系是否在预定的正常范围内，检测所述第一传感器及所述第二传感器中的任一方的故障。

2.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，

所述故障检测系统还具备基板，

所述第一传感器以及所述第二传感器搭载于所述基板。

3.根据权利要求2所述的故障检测系统，其特征在于，

所述第一传感器是检测固定有所述基板的对象物的应变的应变传感器，

所述第二传感器是检测所述对象物的温度的温度传感器。

4.根据权利要求3所述的故障检测系统，其特征在于，

所述第一传感器包括基于所述对象物的应变来检测施加于所述对象物的转矩的传感器以及基于所述对象物的应变来检测输入至所述对象物的旋转运动的旋转角度的传感器中的至少任一个。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的故障检测系统，其特征在于，

所述第一传感器具有：

桥接电路，其由设置于所述基板的多个电阻线构成；以及

电流计，其与所述桥接电路串联连接，

所述第一输出值是所述电流计的测量值。

6.根据权利要求2至4中的任一项所述的故障检测系统，其特征在于，

所述第二传感器具有设置于所述基板的圆弧状或圆环状的电阻线。

7.一种动力传递装置，其特征在于，

具备权利要求2至4中任一项所述的故障检测系统，

所述动力传递装置具有固定有所述基板的齿轮。

8.一种故障检测系统，其特征在于，具备：

马达；

动力传递装置，其对从所述马达输入的输入轴的旋转运动进行减速并输出；

旋转角度取得部，其搭载于所述马达，取得所述输入轴的旋转角度的测量值即第一测量值；

旋转角度检测传感器，其搭载于所述动力传递装置，基于所述动力传递装置的齿轮的应变来取得所述输入轴的旋转角度的测量值即第二测量值；以及

故障检测部，其检测所述旋转角度取得部或所述旋转角度检测传感器的故障，

所述故障检测部从所述旋转角度取得部取得所述第一测量值，并且从所述旋转角度检测传感器取得所述第二测量值，基于所述第一测量值与所述第二测量值的关系是否在预定的范围内，检测所述旋转角度取得部或所述旋转角度检测传感器的故障。

9.根据权利要求8所述的故障检测系统，其特征在于，

所述旋转角度取得部是搭载于所述马达的编码器。

10.根据权利要求8或9所述的故障检测系统，其特征在于，

所述故障检测系统还具备：

转矩检测传感器，其搭载于所述动力传递装置，基于所述动力传递装置的齿轮的应变来取得施加于所述齿轮的转矩的测量值即第三测量值；以及

校正处理部，其基于所述第一测量值或所述第二测量值来校正所述第三测量值。

11.根据权利要求10所述的故障检测系统，其特征在于，

所述故障检测系统还具备固定于所述动力传递装置所包含的齿轮的基板，

所述旋转角度检测传感器以及所述转矩检测传感器中的至少任一个搭载于所述基板。

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