CN117464648A - 机械部件、动力传递装置以及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供机械部件、动力传递装置以及机器人。机械部件具有基座部和多个应变仪。基座部沿与中心轴线交叉的方向扩展。多个应变仪配置于基座部。多个应变仪沿以中心轴线为中心的周向排列。在相邻的应变仪的周向之间配置有多个间隙区域。多个间隙区域包含以中心轴线为中心以90°的角度间隔配置的间隙区域。

Description

机械部件、动力传递装置以及机器人

技术领域

本发明涉及机械部件、动力传递装置以及机器人。

背景技术

近年来，搭载于机器人的关节等的波动减速器的需求正在提高。现有的波动减速器具有多个应变仪。应变仪粘贴于以减速后的转速进行旋转的外齿齿轮。由此，能够检测施加于外齿齿轮的扭矩(日本特开2000-131160号公报)。

但是，日本特开2000-131160号公报的外齿齿轮通过具有椭圆形的轮廓的波动发生器而挠曲变形。因此，在外齿齿轮不仅产生本来想要测量的由外力产生的扭矩，还产生由基于波动发生器的挠曲变形引起的正弦波状的扭矩(以下称为“波动扭矩”)。应变仪也检测由于外力而在外齿齿轮产生的扭矩以及该波动扭矩。

另外，多个应变仪在外齿齿轮的表面沿周向隔开间隔地配置。因此，在相邻的应变仪的周向之间的间隙区域中，不检测施加于外齿齿轮的波动扭矩。这样的波动扭矩的检测缺损成为扭矩检测的误差原因。

发明内容

本发明的目的在于提供能够降低由未配置应变仪的间隙区域引起的检测缺损所引起的误差的技术。

第1发明是一种机械部件，其具有：基座部，其沿与所述中心轴线交叉的方向扩展；以及多个应变仪，该多个应变仪配置于所述基座部，所述多个应变仪沿以所述中心轴线为中心的周向排列，在相邻的所述应变仪的周向之间配置有多个间隙区域，所述多个间隙区域包含以所述中心轴线为中心以90°的角度间隔配置的间隙区域。

第2发明是一种机械部件，其具有：基座部，其沿与所述中心轴线交叉的方向扩展；以及多个应变仪，该多个应变仪配置于所述基座部，所述多个应变仪沿以所述中心轴线为中心的周向排列，在相邻的所述应变仪的周向之间配置有多个间隙区域，所述多个间隙区域包含以所述中心轴线为中心以60°的角度间隔配置的间隙区域。

第3发明是一种动力传递装置，其具有第1发明或第2发明所述的机械部件，其中，该动力传递装置具有：内齿齿轮；外齿齿轮，其与所述内齿齿轮啮合；以及波动发生器，其使所述外齿齿轮产生周期性的挠曲，所述内齿齿轮和所述外齿齿轮中的任意一方是所述机械部件。

第4发明是一种机器人，其具有第3发明所述的动力传递装置。

根据第1发明至第4发明，能够降低由未配置应变仪的间隙区域引起的检测缺损所引起的误差。

由以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。

附图说明

图1是机器人的概要图。

图2是动力传递装置的纵剖视图。

图3是从图2的A-A位置观察的动力传递装置的横剖视图。

图4是传感器基板附近的外齿齿轮的局部纵剖视图。

图5是传感器基板的俯视图。

图6是传感器基板的局部俯视图。

图7是第1桥式电路的电路图。

图8是第2桥式电路的电路图。

图9是示出由扭矩传感器检测出的波动扭矩的曲线图。

图10是间隙区域的放大图。

图11是间隙区域的放大图。

图12是第1变形例的传感器基板的俯视图。

图13是第2变形例的凸轮的俯视图。

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。

图1是具有一个实施方式的动力传递装置1的机器人100的概要图。机器人100例如是在工业产品的生产线中进行部件的搬运、加工、组装等作业的所谓工业用机器人。如图1所示，机器人100具有基座框架101、臂102、马达103以及动力传递装置1。

臂102以能够转动的方式支承于基座框架101。马达103和动力传递装置1组装于基座框架101与臂102之间的关节部。当向马达103提供驱动电流时，从马达103输出旋转运动。另外，从马达103输出的旋转运动被动力传递装置1减速而向臂102传递。由此，臂102相对于基座框架101以减速后的速度转动。

机器人100具有动力传递装置1，因此通过后述的机理，能够实现扭矩检测的误差小的机器人100。

接着，对动力传递装置1的详细构造进行说明。

另外，以下，将与动力传递装置1的中心轴线9平行的方向称为“轴向”，将与动力传递装置1的中心轴线9垂直的方向称为“径向”，将沿着以动力传递装置1的中心轴线9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“垂直的方向”也包括大致垂直的方向。

图2是一个实施方式的动力传递装置1的纵剖视图。图3是从图2的A-A位置观察的动力传递装置1的横剖视图。为了避免图的复杂化，在图3中，省略了表示剖面的阴影线。

该动力传递装置1是波动减速器。动力传递装置1将从马达103得到的第1转速的旋转运动减速为比第1转速慢的第2转速。如图2和图3所示，动力传递装置1具有内齿齿轮20、外齿齿轮30以及波动发生器40。本实施方式的动力传递装置1还具有输入轴10。

输入轴10是以减速前的第1转速旋转的部件。输入轴10与马达103的输出轴连接。输入轴10沿着中心轴线9在轴向上延伸。本实施方式的输入轴10呈以中心轴线9为中心的圆筒状。输入轴10沿轴向贯穿动力传递装置1。另外，输入轴10也可以是与马达103的输出轴相同的部件。

内齿齿轮20是随着输入轴10的旋转以比第1转速低的第2转速旋转的机械部件。内齿齿轮20相对于臂102固定。内齿齿轮20配置于后述的外齿32的径向外侧。内齿齿轮20的刚性远高于外齿齿轮30的后述的体部31的刚性。

内齿齿轮20呈以中心轴线9为中心的圆环状。内齿齿轮20具有多个内齿21。多个内齿21从内齿齿轮20的径向内侧面向径向内方突出。多个内齿21在内齿齿轮20的内周面上沿周向以恒定的间距排列。

外齿齿轮30是能够挠曲变形的环状的机械部件。外齿齿轮30固定于基座框架101。如图2和图3所示，外齿齿轮30具有体部31、多个外齿32、基座部33以及厚壁部34。

体部31是以中心轴线9为中心的筒状的部分。体部31的轴向一端与基座部33连接。体部31从基座部33的径向内端部朝向轴向另一侧延伸。体部31的轴向另一侧的端部位于波动发生器40的径向外侧且位于内齿齿轮20的径向内侧。体部31具有挠性，因此能够在径向上挠曲变形。

多个外齿32从体部31的径向外侧面向径向外方突出。多个外齿32配置于体部31的轴向另一端的径向外侧面。多个外齿32沿周向以恒定的间距排列。多个外齿32的一部分与上述多个内齿21的一部分相互啮合。内齿齿轮20所具有的内齿21的数量与外齿齿轮30所具有的外齿32的数量稍有不同。

基座部33包围中心轴线9，沿与中心轴线9交叉的方向扩展。基座部33优选沿着与中心轴线9垂直的面扩展。基座部33从体部31的轴向一端朝向径向外侧扩展。另外，基座部33呈包围中心轴线9的环状。基座部33呈薄壁状，因此能够稍微挠曲变形。

厚壁部34是位于基座部33的径向外侧的圆环状的部分。厚壁部34的轴向的厚度比基座部33的轴向的厚度厚。厚壁部34直接或经由其他部件固定于基座框架101。

波动发生器40是使外齿齿轮30产生周期性的挠曲变形的机构。波动发生器40配置于外齿32的径向内侧。波动发生器40具有凸轮41和挠性轴承42。在本实施方式中，输入轴10和凸轮41由单一的部件形成。但是，凸轮41也可以是与输入轴10不同的部件。在该情况下，只要凸轮41相对于输入轴10固定即可。凸轮41是对外齿齿轮30以180°的周期施加位移的部件。凸轮41的径向外侧面呈以中心轴线9为中心的椭圆形。

挠性轴承42是能够挠曲变形的轴承。挠性轴承42配置在凸轮41的径向外侧面与外齿齿轮30的体部31的径向内侧面之间。

挠性轴承42的内圈与凸轮41的径向外侧面接触。挠性轴承42的外圈与体部31的径向内侧面接触。因此，体部31变形为沿着凸轮41的径向外侧面的椭圆形状。其结果为，在相当于该椭圆的长轴的两端的两个部位，外齿齿轮30的外齿32与内齿齿轮20的内齿21啮合。在周向的其他位置处，外齿32与内齿21不啮合。

当驱动马达103时，凸轮41与输入轴10一起以中心轴线9为中心以第1转速旋转。由此，外齿齿轮30的上述椭圆的长轴也以第1转速旋转。于是，外齿32与内齿21的啮合位置也在周向上以第1转速变化。另外，如上所述，内齿齿轮20的内齿21的数量与外齿齿轮30的外齿32的数量稍有不同。由于该齿数之差，凸轮41每旋转一周，外齿32与内齿21的啮合位置在周向上稍微变化。其结果为，内齿齿轮20相对于外齿齿轮30以中心轴线9为中心以比第1转速慢的第2转速旋转。

动力传递装置1具有扭矩传感器50。扭矩传感器50是用于检测施加于上述外齿齿轮30的基座部33的扭矩的传感器。如图2所示，扭矩传感器50具有传感器基板51。传感器基板51固定于基座部33的表面。图4是传感器基板51附近的外齿齿轮30的局部纵剖视图。图5是传感器基板51的俯视图。如图4和图5所示，传感器基板51具有绝缘层511和导体层512。

绝缘层511能够柔软地变形。绝缘层511沿与中心轴线9交叉的方向扩展。另外，绝缘层511呈以中心轴线9为中心的圆环状。绝缘层511由作为绝缘体的树脂或无机绝缘材料构成。绝缘层511配置于基座部33的表面。

导体层512形成于绝缘层511的表面。导体层512的材料使用作为导体的金属。导体层512的材料例如使用铜合金、铬合金或铜。如图5所示，导体层512具有多个第1应变仪W1和多个第2应变仪W2。多个第2应变仪W2配置于比多个第1应变仪W1靠径向外侧的位置。

多个第1应变仪W1包含多个内侧应变仪W11和多个外侧应变仪W12。多个外侧应变仪W12配置于比多个内侧应变仪W11靠径向外侧的位置。

内侧应变仪W11具有四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd。四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd沿周向隔开间隔地配置。四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd分别在以中心轴线9为中心的约90°的范围内呈圆弧状设置。四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd呈同心状配置。从中心轴线9到四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd的径向的距离大致相同。

图6是传感器基板51的局部俯视图。在图6中，代表性地示出了应变仪Ra，四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd分别具有多个电阻线r1。电阻线r1沿具有径向和周向双方的成分的方向延伸。多个电阻线r1以相互大致平行的姿势沿周向排列。四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd中的两个应变仪Ra、Rb的电阻线r1相对于径向而向周向一侧倾斜。其余两个应变仪Rc、Rd的电阻线r1相对于径向而向周向另一侧倾斜。电阻线r1相对于径向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的电阻线r1的端部彼此在径向内侧或径向外侧交替连接。由此，多个电阻线r1整体上串联连接。

外侧应变仪W12具有四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh。四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh沿周向隔开间隔地配置。四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh分别在以中心轴线9为中心的约90°的范围内呈圆弧状设置。四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh呈同心状配置。从中心轴线9到四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh的径向的距离大致相同。

在图6中，代表性地示出了应变仪Re，四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh分别具有多个电阻线r1。电阻线r1沿具有径向和周向双方的成分的方向延伸。多个电阻线r1以相互大致平行的姿势沿周向排列。四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh中的两个应变仪Rg、Rh的电阻线r1相对于径向而向周向一侧倾斜。其余两个应变仪Re、Rf的电阻线r1相对于径向而向周向另一侧倾斜。电阻线r1相对于径向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的电阻线r1的端部彼此在径向内侧或径向外侧交替连接。由此，多个电阻线r1整体上串联连接。

多个第2应变仪W2具有多个内侧应变仪W21和多个外侧应变仪W22。多个外侧应变仪W22配置于比多个内侧应变仪W21靠径向外侧的位置。

内侧应变仪W21具有四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl。四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl沿周向隔开间隔地配置。四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl分别在以中心轴线9为中心的约90°的范围内呈圆弧状设置。四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl呈同心状配置。从中心轴线9到四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl的径向的距离大致相同。

如图6所示，四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl分别具有多个电阻线r2。电阻线r2沿具有径向和周向双方的成分的方向延伸。多个电阻线r2以相互大致平行的姿势沿周向排列。四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl中的两个应变仪Ri、Rj的电阻线r2相对于径向而向周向一侧倾斜。其余两个应变仪Rk、Rl的电阻线r2相对于径向而向周向另一侧倾斜。电阻线r2相对于径向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的电阻线r2的端部彼此在径向内侧或径向外侧交替连接。由此，多个电阻线r2整体上串联连接。

外侧应变仪W22具有四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp。四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp沿周向隔开间隔地配置。四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp分别在以中心轴线9为中心的约90°的范围内呈圆弧状设置。四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp呈同心状配置。从中心轴线9到四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp的径向的距离大致相同。

如图6所示，四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp分别具有多个电阻线r2。电阻线r2沿具有径向和周向双方的成分的方向延伸。多个电阻线r2以相互大致平行的姿势沿周向排列。四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp中的两个应变仪Ro、Rp的电阻线r2相对于径向而向周向一侧倾斜。其余两个应变仪Rm、Rn的电阻线r2相对于径向而向周向另一侧倾斜。电阻线r2相对于径向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的电阻线r2的端部彼此在径向内侧或径向外侧交替连接。由此，多个电阻线r2整体上串联连接。

另外，电阻线r1和r2相对于径向的倾斜角度也可以为45°以外的角度。例如，电阻线r1和r2相对于径向的倾斜角度也可以为30°、60°。

多个第1应变仪W1构成第1桥式电路C1。即，多个内侧应变仪W11和多个外侧应变仪W12构成第1桥式电路C1。通过由多个内侧应变仪W11和多个外侧应变仪W12构成第1桥式电路C1，能够高精度地检测施加于基座部33的扭矩。图7是第1桥式电路C1的电路图。如图7所示，第1桥式电路C1通过八个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh相互连接而构成。

四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd依次串联连接。四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh依次串联连接。而且，在电源电压的+极与-极之间，四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd的列与四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh的列并联连接。另外，在两个应变仪Rb、Rc的中间点M11与两个应变仪Rf、Rg的中间点M12之间连接有第1电压计V1。

八个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh的各电阻线r1的电阻值根据施加于基座部33的扭矩而变化。例如，当对基座部33施加以中心轴线9为中心而朝向周向的一侧的扭矩时，四个应变仪Ra、Rb、Rg、Rh的各电阻线r1的电阻值降低，其余四个应变仪Rc、Rd、Re、Rf的各电阻线r1的电阻值增加。另一方面，当对基座部33施加以中心轴线9为中心而朝向周向的另一侧的扭矩时，四个应变仪Ra、Rb、Rg、Rh的各电阻线r1的电阻值增加，其余四个应变仪Rc、Rd、Re、Rf的各电阻线r1的电阻值降低。这样，四个应变仪Ra、Rb、Rg、Rh和其余四个应变仪Rc、Rd、Re、Rf表示相对于扭矩而彼此反向的电阻值变化。

而且，若四个应变仪Ra、Rb、Rg、Rh的各电阻值与其余四个应变仪Rc、Rd、Re、Rf的各电阻值反向变化，则两个应变仪Rb、Rc的中间点M11与两个应变仪Rf、Rg的中间点M12之间的电位差发生变化，因此第1电压计V1的测量值也发生变化。因此，能够根据该第1电压计V1的测量值来检测施加于基座部33的扭矩的朝向和大小。

多个第2应变仪W2构成第2桥式电路C2。即，多个内侧应变仪W21和多个外侧应变仪W22构成第2桥式电路C2。通过由多个内侧应变仪W21和多个外侧应变仪W22构成第2桥式电路C2，能够高精度地检测施加于基座部33的扭矩。图8是第2桥式电路C2的电路图。如图8所示，第2桥式电路C2通过八个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp相互连接而构成。

四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl依次串联连接。四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp依次串联连接。而且，在电源电压的+极与-极之间，四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl的列与四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp的列并联连接。另外，在两个应变仪Rj、Rk的中间点M21与两个应变仪Rn、Ro的中间点M22之间连接有第2电压计V2。

八个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp的各电阻线r2的电阻值根据施加于基座部33的扭矩而变化。例如，当对基座部33施加以中心轴线9为中心而朝向周向的一侧的扭矩时，四个应变仪Ri、Rj、Ro、Rp的各电阻线r2的电阻值降低，其余四个应变仪Rk、Rl、Rm、Rn的各电阻线r2的电阻值增加。另一方面，当对基座部33施加以中心轴线9为中心而朝向周向的另一侧的扭矩时，四个应变仪Ri、Rj、Ro、Rp的各电阻线r1的电阻值增加，其余四个应变仪Rk、Rl、Rm、Rn的各电阻线r1的电阻值降低。这样，四个应变仪Ri、Rj、Ro、Rp和其余四个应变仪Rk、Rl、Rm、Rn表示相对于扭矩而彼此反向的电阻值变化。

而且，若四个应变仪Ri、Rj、Ro、Rp的各电阻值与其余四个应变仪Rk、Rl、Rm、Rn的各电阻值反向变化，则两个应变仪Rj、Rk的中间点M21与两个应变仪Rn、Ro的中间点M22之间的电位差发生变化，因此第2电压计V2的测量值也发生变化。因此，能够根据该第2电压计V2的测量值来检测施加于基座部33的扭矩的朝向和大小。

动力传递装置1还具有壳体60和信号处理基板70。如图2所示，壳体60位于外齿齿轮30的轴向一侧。壳体60从轴向一侧覆盖外齿齿轮30。壳体60固定于外齿齿轮30。

信号处理基板70固定于壳体60的表面。信号处理基板70由具有微处理器的电路构成。信号处理基板70与第1桥式电路C1和第2桥式电路C2电连接。信号处理基板70根据第1电压计V1和第2电压计V2的输出信号来检测施加于基座部33的扭矩。

特别是，本实施方式的扭矩传感器50具有构成第1桥式电路C1的多个第1应变仪W1和构成第2桥式电路C2的多个第2应变仪W2。因此，即使在任一方的桥式电路发生了异常的情况下，也能够通过另一方的桥式电路来检测扭矩。

如上所述，在本实施方式中，作为机械部件的外齿齿轮30具有多个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp。多个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp配置于基座部33。

四个应变仪Ra、Rb、Rc、Rd沿以中心轴线9为中心的周向排列。在相邻的应变仪的周向之间配置有间隙区域A。四个间隙区域A以中心轴线9为中心以90°的角度间隔配置。

四个应变仪Re、Rf、Rg、Rh沿以中心轴线9为中心的周向排列。在相邻的应变仪的周向之间配置有间隙区域A。四个间隙区域A以中心轴线9为中心以90°的角度间隔配置。

四个应变仪Ri、Rj、Rk、Rl沿以中心轴线9为中心的周向排列。在相邻的应变仪的周向之间配置有间隙区域A。四个间隙区域A以中心轴线9为中心以90°的角度间隔配置。

四个应变仪Rm、Rn、Ro、Rp沿以中心轴线9为中心的周向排列。在相邻的应变仪的周向之间配置有间隙区域A。四个间隙区域A以中心轴线9为中心以90°的角度间隔配置。

外齿齿轮30通过椭圆形状的凸轮41而挠曲变形。因此，在外齿齿轮30不仅产生本来想要测量的由外力产生的扭矩，还产生起因于由凸轮41引起的挠曲变形的扭矩(以下称为“波动扭矩T”)。扭矩传感器50还检测由于外力而在外齿齿轮30产生的扭矩以及该波动扭矩T。

图9是示出在某个时刻由扭矩传感器50检测出的波动扭矩T的曲线图。图9的横轴表示以中心轴线9为中心的周向的位置。图9的纵轴表示由扭矩传感器50检测出的波动扭矩T的值。在本实施方式中，由于凸轮41的径向外侧面的直径按照以中心轴线9为中心的180°的角度周期变化，因此如图9所示的那样，波动扭矩T也按照以中心轴线9为中心的180°的角度周期呈正弦波状显现。

而且，在0°至180°的范围内对图9的波动扭矩T进行积分而得到的值在该时刻成为在0°至180°的周向的位置处由扭矩传感器50检测的波动扭矩T的合计值。

但是，如图9所示，由扭矩传感器50检测出的波动扭矩T具有检测缺损To。检测缺损To在相当于应变仪的间隙区域A的角度位置产生。即，在间隙区域A中没有应变仪，因此无法检测出波动扭矩T，成为检测缺损To。当凸轮41旋转时，图9的正弦波状的波动扭矩T的波形在横轴方向上移动，但检测缺损To的位置不变化。该检测缺损To可能成为波动扭矩T的上述的积分值的误差成分。

在本实施方式中，间隙区域A以90°的角度间隔配置。这样，由间隙区域A引起的检测缺损To也如图9所示的那样以90°的角度间隔产生。因此，在180°周期的波动扭矩T中，两个检测缺损To成为相反相位，因此在进行积分时检测缺损To相互抵消。其结果为，在波动扭矩T的积分值中，能够降低由检测缺损To引起的误差。

图10和图11是间隙区域A的放大图。在图10和图11中，间隙区域A用虚线的阴影线表示。如图10和图11所示，在本实施方式中，由于相邻的应变仪的电阻线的倾斜，存在两种间隙区域A的形状。图10的间隙区域A的周向的最大长度L1为图11的间隙区域A的周向的最大长度L2的2倍。另外，图10的间隙区域A的最大中心角θ1成为图11的间隙区域A的最大中心角θ2的2倍。

但是，无论间隙区域A的形状如何，多个间隙区域A的面积彼此相等。这样，能够使由间隙区域A引起的波动扭矩T的缺损量相等。由此，在波动扭矩T的积分值中，能够进一步降低由检测缺损To引起的误差。另外，间隙区域A的面积是存在于相邻的应变仪的周向之间且存在于应变仪的径向内侧的边缘的延长线与应变仪的径向外侧的边缘的延长线的径向之间的区域的面积。

多个间隙区域A的面积也可以具有不可避免地产生的误差。即，多个间隙区域A的面积只要彼此大致相同即可。

特别是，在本实施方式中，多个第1应变仪W1中的多个间隙区域A的面积彼此相等，多个第2应变仪W2中的多个间隙区域A的面积彼此相等。更具体而言，多个第1应变仪W1所包含的多个内侧应变仪W11中的多个间隙区域A的面积彼此相等。另外，多个第1应变仪W1所包含的多个外侧应变仪W12中的多个间隙区域A的面积彼此相等。另外，多个第2应变仪W2所包含的多个内侧应变仪W21中的多个间隙区域A的面积彼此相等。另外，多个第2应变仪W2所包含的多个外侧应变仪W22中的多个间隙区域A的面积彼此相等。

这样，在第1桥式电路C1和第2桥式电路C2中，分别能够使由间隙区域A引起的波动扭矩T的缺损量相等。由此，在第1桥式电路C1和第2桥式电路C2中，分别能够进一步降低由检测缺损To引起的输出值的误差。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。以下，以与上述实施方式的不同点为中心对各种变形例进行说明。

图12是第1变形例的传感器基板51的俯视图。在上述实施方式中，多个第1应变仪W1中的多个间隙区域A的周向的位置与多个第2应变仪W2中的多个间隙区域A的周向的位置相同。与此相对，在图12的例子中，多个第1应变仪W1中的多个间隙区域A的周向的位置与多个第2应变仪W2中的多个间隙区域A的周向的位置不同。

这样，多个第1应变仪W1中的多个间隙区域A的周向的位置与多个第2应变仪W2中的多个间隙区域A的周向的位置也可以不相同。由此，能够使用第1桥式电路C1和第2桥式电路C2这两个桥式电路，并且能够提高多个应变仪的配置的自由度。

图13是第2变形例的凸轮41的俯视图。在上述实施方式中，凸轮41的径向外侧面为椭圆形。因此，凸轮41的径向外侧面的直径按照以中心轴线9为中心的180°的角度周期变化。与此相对，在图13的例子中，凸轮41的径向外侧面呈角平滑地弯曲的大致三角形状。因此，凸轮41的径向外侧面的直径按照以中心轴线9为中心的120°的角度周期变化。即，图13的凸轮41成为对外齿齿轮30以120°的周期施加位移的部件。动力传递装置1也可以使用这样的图13的凸轮41来代替上述实施方式的凸轮41。

当使用图13的凸轮41时，波动扭矩T按照以中心轴线9为中心的120°的角度周期呈正弦波状变化。在该情况下，间隙区域A只要以中心轴线9为中心以60°的角度间隔配置即可。这样，由间隙区域A引起的检测缺损To也以60°的角度间隔产生。因此，在120°周期的波动扭矩T中，两个检测缺损To成为相反相位，因此在进行积分时检测缺损To相互抵消。其结果为，在波动扭矩T的积分值中，能够降低由检测缺损To引起的误差。

在上述的实施方式中，扭矩传感器50具有构成第1桥式电路C1的多个第1应变仪W1和构成第2桥式电路C2的多个第2应变仪W2。然而，扭矩传感器50也可以仅具有构成第1桥式电路C1的多个第1应变仪W1和构成第2桥式电路C2的多个第2应变仪W2中的任意一方。

在上述实施方式中，在作为机械部件的外齿齿轮30上配置有多个应变仪。然而，也可以代替外齿齿轮30而在作为其他机械部件的内齿齿轮20上配置多个应变仪。即，本发明中的“机械部件”可以是外齿齿轮30和内齿齿轮20中的任一种。由此，能够提高动力传递装置1的设计的自由度。即，能够配合搭载有动力传递装置1的产品的规格、设计而在外齿齿轮30或内齿齿轮20中的优选的对象上配置应变仪。

另外，在上述实施方式的动力传递装置1中，外齿齿轮30固定于基座框架101，内齿齿轮20以减速后的第2转速进行旋转。然而，也可以是，内齿齿轮20固定于基座框架101，外齿齿轮30以减速后的第2转速进行旋转。

另外，上述实施方式的外齿齿轮30是基座部33从体部31朝向径向外侧扩展的所谓的“帽型”的挠性外齿齿轮。然而，外齿齿轮30也可以是基座部33从体部31朝向径向内侧扩展的所谓的“杯型”的挠性外齿齿轮。

另外，在上述实施方式中，对搭载于机器人100的动力传递装置1进行了说明。然而，也可以将同样构造的动力传递装置1搭载于辅助服、无人搬运台车等其他装置。

此外，关于机械部件、动力传递装置以及机器人的细部的结构，也可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。另外，也可以在不产生矛盾的范围内将上述的实施方式或变形例中出现的要素适当地组合。

本技术可以采用以下的结构。

(1)、一种机械部件，其具有：基座部，其沿与中心轴线交叉的方向扩展；以及多个应变仪，该多个应变仪配置于所述基座部，所述多个应变仪沿以所述中心轴线为中心的周向排列，在相邻的所述应变仪的周向之间配置有多个间隙区域，所述多个间隙区域包含以所述中心轴线为中心以90°的角度间隔配置的间隙区域。

(2)、一种机械部件，其具有：基座部，其沿与中心轴线交叉的方向扩展；以及多个应变仪，该多个应变仪配置于所述基座部，所述多个应变仪沿以所述中心轴线为中心的周向排列，在相邻的所述应变仪的周向之间配置有多个间隙区域，所述多个间隙区域包含以所述中心轴线为中心以60°的角度间隔配置的间隙区域。

(3)、根据(1)或(2)所述的机械部件，其中，所述多个间隙区域的面积彼此相等。

(4)、根据(1)至(3)中的任意一项所述的机械部件，其中，所述多个应变仪包含：多个内侧应变仪，该多个内侧应变仪沿周向排列；以及多个外侧应变仪，该多个外侧应变仪在比所述多个内侧应变仪靠径向外侧的位置处沿周向排列，由所述多个内侧应变仪和所述多个外侧应变仪构成桥式电路。

(5)、根据(1)至(4)中的任意一项所述的机械部件，其中，所述多个应变仪包含：多个第1应变仪，该多个第1应变仪构成第1桥式电路；以及多个第2应变仪，该多个第2应变仪配置于比所述多个第1应变仪靠径向外侧的位置，构成第2桥式电路。

(6)、根据(5)所述的机械部件，其中，所述多个第1应变仪中的所述多个间隙区域的面积彼此相等，所述多个第2应变仪中的所述多个间隙区域的面积彼此相等。

(7)、根据(5)或(6)所述的机械部件，其中，所述多个第1应变仪中的所述多个间隙区域的周向的位置与所述多个第2应变仪中的所述多个间隙区域的周向的位置是不同的。

(8)、一种动力传递装置，其具有(1)至(7)中的任意一项所述的机械部件，其中，该动力传递装置具有：内齿齿轮；外齿齿轮，其与所述内齿齿轮啮合；以及波动发生器，其使所述外齿齿轮产生周期性的挠曲，所述内齿齿轮和所述外齿齿轮中的任意一方是所述机械部件。

(9)、一种机器人，其具有(8)所述的动力传递装置。

本发明例如能够利用于机械部件、动力传递装置以及机器人。

Claims (14)

1.一种机械部件，其具有：

基座部，其沿与中心轴线交叉的方向扩展；以及

多个应变仪，该多个应变仪配置于所述基座部，

所述多个应变仪沿以所述中心轴线为中心的周向排列，

其特征在于，

在相邻的所述应变仪的周向之间配置有多个间隙区域，

所述多个间隙区域包含以所述中心轴线为中心以90°的角度间隔配置的间隙区域。

2.根据权利要求1所述的机械部件，其特征在于，

所述多个间隙区域的面积彼此相等。

3.根据权利要求1所述的机械部件，其特征在于，

所述多个应变仪包含：

多个内侧应变仪，该多个内侧应变仪沿周向排列；以及

多个外侧应变仪，该多个外侧应变仪在比所述多个内侧应变仪靠径向外侧的位置处沿周向排列，

由所述多个内侧应变仪和所述多个外侧应变仪构成桥式电路。

4.根据权利要求2所述的机械部件，其特征在于，

所述多个应变仪包含：

多个内侧应变仪，该多个内侧应变仪沿周向排列；以及

多个外侧应变仪，该多个外侧应变仪在比所述多个内侧应变仪靠径向外侧的位置处沿周向排列，

由所述多个内侧应变仪和所述多个外侧应变仪构成桥式电路。

5.一种机械部件，其具有：

基座部，其沿与中心轴线交叉的方向扩展；以及

多个应变仪，该多个应变仪配置于所述基座部，

所述多个应变仪沿以所述中心轴线为中心的周向排列，

其特征在于，

在相邻的所述应变仪的周向之间配置有多个间隙区域，

所述多个间隙区域包含以所述中心轴线为中心以60°的角度间隔配置的间隙区域。

6.根据权利要求5所述的机械部件，其特征在于，

所述多个间隙区域的面积彼此相等。

7.根据权利要求5所述的机械部件，其特征在于，

所述多个应变仪包含：

多个内侧应变仪，该多个内侧应变仪沿周向排列；以及

多个外侧应变仪，该多个外侧应变仪在比所述多个内侧应变仪靠径向外侧的位置处沿周向排列，

由所述多个内侧应变仪和所述多个外侧应变仪构成桥式电路。

8.根据权利要求6所述的机械部件，其特征在于，

所述多个应变仪包含：

多个内侧应变仪，该多个内侧应变仪沿周向排列；以及

多个外侧应变仪，该多个外侧应变仪在比所述多个内侧应变仪靠径向外侧的位置处沿周向排列，

由所述多个内侧应变仪和所述多个外侧应变仪构成桥式电路。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的机械部件，其特征在于，

所述多个应变仪包含：

多个第1应变仪，该多个第1应变仪构成第1桥式电路；以及

多个第2应变仪，该多个第2应变仪配置于比所述多个第1应变仪靠径向外侧的位置，构成第2桥式电路。

10.根据权利要求9所述的机械部件，其特征在于，

所述多个第1应变仪中的所述多个间隙区域的面积彼此相等，

所述多个第2应变仪中的所述多个间隙区域的面积彼此相等。

11.根据权利要求9所述的机械部件，其特征在于，

所述多个第1应变仪中的所述多个间隙区域的周向的位置与所述多个第2应变仪中的所述多个间隙区域的周向的位置是不同的。

12.根据权利要求10所述的机械部件，其特征在于，

所述多个第1应变仪中的所述多个间隙区域的周向的位置与所述多个第2应变仪中的所述多个间隙区域的周向的位置是不同的。

13.一种动力传递装置，其具有权利要求1至12中的任意一项所述的机械部件，其特征在于，

该动力传递装置具有：

内齿齿轮；

外齿齿轮，其与所述内齿齿轮啮合；以及

波动发生器，其使所述外齿齿轮产生周期性的挠曲，

所述内齿齿轮和所述外齿齿轮中的任意一方是所述机械部件。

14.一种机器人，其特征在于，

该机器人具有权利要求13所述的动力传递装置。