DE102008037926B3 - Device for tactile measurement of three-dimensional forces, has touch element, tracer pin and parallel spring-elements with strain sensors, where parallel spring-element is arranged transverse to tracer pin - Google Patents

Device for tactile measurement of three-dimensional forces, has touch element, tracer pin and parallel spring-elements with strain sensors, where parallel spring-element is arranged transverse to tracer pin Download PDF

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Abstract

The device (1) comprises a touch element (2), a tracer pin (3) and parallel spring-elements (4,5,6) with strain sensors (7). The parallel spring-element is arranged transverse to the tracer pin on the end of the tracer pin turned away from the touch element. The other two parallel spring-elements offset at 90 degrees are arranged in series between the touch element and the tracer pin, and are longitudinal to the tracer pin.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur taktilen Messung von dreidimensionalen Kräften gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for the tactile measurement of three-dimensional forces according to the generic term of claim 1.

Im Stand der Technik sind Koordinatenmessgeräte bekannt, welche verschiedene Vorrichtungen zur taktilen Messung von dreidimensionalen Kräften umfassen, mittels welcher beispielsweise Objektformen von Messobjekten wie maschinell hergestellte Werkstücke sehr genau vermessbar sind.in the Prior art coordinate measuring machines are known, which are different Comprise devices for the tactile measurement of three-dimensional forces, by means of which, for example, object shapes of measurement objects such as machine-made workpieces are very accurate vermessbar.

Aus der Druckschrift ”G. N. Peggs, A. J. Lewis, S. Oldfield: Design for a compact high-accuracy CMM; in: Annals of the CIRP, Vol. 48/1/1999, Seite 417–420” ist ein Mikrotaster bekannt, bei welchem mittels eines Tastelementes und eines Taststiftes Kräfte auf flexible Federelemente übertragbar sind, wobei diese Federelemente aus Berylliumkupfer gebildet sind. Eine Messung der Auslenkungen der Federelemente erfolgt mittels kapazitiven Sensoren.Out the document "G. N. Peggs, A.J. Lewis, S. Oldfield: Design for a compact high-accuracy CMM; in: Annals of the CIRP, Vol. 48/1/1999, page 417-420 "is a Microtaster known, in which by means of a probe element and of a stylus forces transferable to flexible spring elements are, these spring elements are formed of beryllium copper. A measurement of the deflections of the spring elements by means of capacitive sensors.

Die Druckschrift ”S. Bütefisch et al: Mikrotaster für Anwendungen in der taktilen Wegmesstechnik, in: TM – Technisches Messen 5/2003, Seite 238–243” beschreibt einen piezoresistiven Mikrotaster, bei welchem piezoresistive Widerstände auf einer Siliziummembran zu Brücken zusammengeschaltet sind. Die Membran ist dabei mit einem Taststift zur Antastung der Messobjekte verbunden.The Publication "S. Bütefisch et al: Microprobe for Applications in tactile displacement measurement, in: TM - Technical Fairs 5/2003, page 238-243 "describes a piezoresistive micro-probe, in which piezoresistive resistances a silicon membrane to bridges are interconnected. The membrane is with a stylus connected to the probing of the measurement objects.

Weiterhin offenbart die WO 2006 010 395 A2 ein Sensormodul für einen Tastkopf eines taktilen Koordinatenmessgerätes. Dieses umfasst einen Rahmen, der eine feststehende Modulbasis bildet und damit eine erste Messebene definiert. Weiterhin ist ein relativ zu dem Rahmen beweglicher Teil des Koordinatenmessgerätes zu einer Aufnahme eines proximalen Endes eines Taststiftes vorgesehen, wobei der bewegliche Teil über zumindest zwei, vorzugsweise über vier, vonein ander getrennte Stege an denn Rahmen gehalten ist. Um eine erhöhte Steifigkeit zu erreichen, weist jeder dieser Stege im Querschnitt senkrecht zu einer ersten Messebene einen materialstarken Stegbereich auf, der zwischen zwei materialschwachen Stegbereichen ausgebildet ist, wobei der materialstarke Stegbereich eine Materialdicke besitzt, die größer ist als eine entsprechende Materialdicke der materialschwachen Stegbereiche.Furthermore, the disclosure WO 2006 010 395 A2 a sensor module for a probe of a tactile coordinate measuring machine. This comprises a frame which forms a fixed module base and thus defines a first measuring plane. Furthermore, a movable relative to the frame part of the coordinate measuring machine is provided for receiving a proximal end of a stylus, wherein the movable part is held on at least two, preferably four, vonein other separate webs on the frame. In order to achieve increased rigidity, each of these webs in cross-section perpendicular to a first measuring plane on a thick web portion which is formed between two weak web portions, wherein the thick web portion has a material thickness which is greater than a corresponding material thickness of the weak web portions.

Aus DE 196 41 720 A1 ist ein Tastkopf zur Bestimmung von Koordinaten einer Werkstückoberfläche bekannt, der die Messung von Koordinaten von Punkten an Werkstücken ermöglicht. Dabei ist der Taststift mit einer Tastkugel in den drei Hauptachsen mit Blattfedersystemen gelagert.Out DE 196 41 720 A1 a probe for determining coordinates of a workpiece surface is known, which allows the measurement of coordinates of points on workpieces. The stylus is mounted with a probe ball in the three main axes with leaf spring systems.

In US 2002/0014893 A1 sowie in US 4 050 049 A sind Messtaster beschrieben, die mit mikromechanischen Verfahren hergestellt wurden, wobei Silizium als Grundmaterial verwendet wird.In US 2002/0014893 A1 as in US Pat. No. 4,050,049 are probes which have been produced by micromechanical processes, wherein silicon is used as the base material.

Nachteilig bei denen aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist jedoch, dass diese derart ausgebildet sind, dass die Möglichkeit besteht, dass der Taststift sich bei einer Antastung des Messobjektes verbiegt. Da der Taststift die Messkräfte auf Federelemente bzw. verschiedenartige Sensoren überträgt, stellt dessen Durchbiegung eine erhebliche Fehlerquelle dar.adversely which is known from the prior art devices however, that they are designed so that there is the possibility that the stylus bends in a probing of the measurement object. Since the stylus the measuring forces transmits to spring elements or various sensors, provides its deflection is a significant source of error.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur taktilen Messung von dreidimensionalen Kräften anzugeben, welche die im Stand der Technik angegebenen Nachteile überwinden soll, das heißt eine Antastung der Messobjekte mit hoher Präzision und sehr guter Reproduzierbarkeit ermöglicht.Of the Invention is therefore based on the object, a device for indicate tactile measurement of three - dimensional forces, which the overcome disadvantages indicated in the prior art, that is one Touching the measurement objects with high precision and very good reproducibility allows.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The The object is achieved by a Device solved, which has the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur taktilen Messung von dreidimensionalen Kräften umfasst ein Tastelement, einen Taststift und Parallelfederelemente mit Dehnungssensoren. Zwischen dem Tastelement und dem Taststift sind zumindest zwei um 90 Grad zueinander versetzte Parallelfederelemente in Reihe und längs zum Taststift angeordnet sind, wobei die Parallelfederelemente aus jeweils zwei parallel angeordneten Silizium-Blattfedern und zwischen diesen angeordneten Abstandselementen bestehen und die Dehnungssensoren piezoresistive Widerstände sind, welche in die Silizium-Blattfederelemente integriert sind.The inventive device for the tactile measurement of three-dimensional forces comprises a probe element, a stylus and parallel spring elements with strain sensors. Between the probe element and the stylus are at least two order 90 degrees offset from each other parallel spring elements in series and along the Taststift are arranged, wherein the parallel spring elements of each two parallel silicon leaf springs and between them arranged spacing elements exist and the strain sensors piezoresistive resistors are, which are integrated in the silicon leaf spring elements.

Diese Federelemente und die in diesen integrierten Dehnungssensoren dienen zur Messung von Antastkräften in Querrichtung zum Taststift. Aufgrund der Anordnung der um 90 Grad zueinander versetzten und in Reihe angeordneten Federelemente mit den in diesen integrierten Dehnungssensoren unmittelbar nach dem Tastelement stellt eine Durchbiegung des Taststiftes keine Fehlerquelle bei der Vermessung der Messobjekte dar. Somit sind sehr genaue Messergebnisse erzielbar.These Spring elements and serve in these integrated strain sensors for the measurement of probing forces in the transverse direction to the stylus. Due to the arrangement of around 90 Degree staggered and arranged in series spring elements with the in these integrated strain sensors immediately after the probe element is a deflection of the stylus no source of error during the measurement of the measurement objects. Thus, very accurate measurement results achievable.

Da die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Technologien der Mikro- und Nanotechnik erfolgt, sind kleinste Abmessungen des Taststiftes und der Federelemente erzielbar. Daraus resultiert der Vorteil, dass auch Messobjekte mit kleinsten Abmessungen und sogar in diesen angeordnete Bohrungen gemessen werden können.There the production of the device according to the invention with technologies the micro and nanotechnology takes place, are smallest dimensions of the Taststiftes and the spring elements achievable. This results in the Advantage that also measuring objects with the smallest dimensions and even can be measured in these arranged holes.

Am dem Tastelement abgewandten Ende des Taststiftes ist ein weiteres Federelement quer zu dem Taststift angeordnet, welches die Messung von Kräften in z-Richtung, also in Längsrichtung zum Taststift ermöglicht.At the the probe element facing away from the end of the stylus is another Spring element arranged transversely to the stylus, which is the measurement of forces in z-direction, so longitudinal allows the stylus.

Vorzugsweise sind die Parallelfederelemente aus zumindest zwei parallel angeordneten Silizium-Blattfederelementen und zwischen diesen angeordneten Silizium-Abstandselementen gebildet.Preferably the parallel spring elements are arranged from at least two parallel Silicon leaf spring elements and arranged between these silicon spacers educated.

Vorteile einer derartigen Federführung sind insbesondere eine Spiel-, Verschleiß- und Wartungsfreiheit. Weiterhin ist die Anordnung der Federelemente mangels gleitender Gelenke bis auf die innere Reibung der Blattfederelemente nahezu reibungsfrei, was wiederum zu sehr genauen Messergebnissen führt.advantages such a spring guide are in particular a play, wear and maintenance freedom. Furthermore is the arrangement of the spring elements for lack of sliding joints up on the internal friction of the leaf spring elements almost frictionless, which again leads to very accurate measurement results.

Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass die Durchbiegung des Taststiftes die Messung der Kräfte in x- und y-Richtung und somit auch die Position des Antastelementes in x- und y-Richtung nicht beeinflusst, da die Parallelfedern zur Messung der x- und y-Größen unmittelbar nach dem Tastelement angeordnet sind.One The main advantage of the device is that the deflection of the stylus, the measurement of forces in the x and y direction and thus also the position of the probing element in the x and y direction not affected, since the parallel springs for measuring the x and y sizes immediately are arranged after the probe element.

Die Messung von Kräften in z-Richtung wird dadurch ermöglicht, dass am dem Tastelement abgewandten Ende des Taststiftes ein Federelement quer zum Taststift angeordnet ist. Da hierbei der Taststift in Längsrichtung beansprucht wird, werden Fehler infolge von Deformationen des Taststiftes auch hier weitestgehend verhindert.The Measurement of forces in the z-direction is thereby enabled that on the probe element facing away from the end of the stylus a spring element is arranged transversely to the stylus. Here, the stylus in the longitudinal direction claimed are errors due to deformations of the stylus also largely prevented here.

Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass Abstandselemente und/oder der Taststift ebenfalls aus Silizium bestehen.A advantageous embodiment provides that spacers and / or stylus also off Consist of silicon.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Parallelfedern ein aus den Silizium-Blattfederelementen und den Silizium-Abstandselementen gebildetes Formteil.at According to an advantageous embodiment, the parallel springs are on the silicon leaf spring elements and the silicon spacers formed molding.

Eine hohe Messgenauigkeit und die weitere Eliminierung von Fehlereinflüssen gelingen dadurch, dass die piezoresistiven Widerstände zu einer Wheatstoneschen Messbrücke verschaltet sind.A high measurement accuracy and the further elimination of error influences succeed in that the piezoresistive resistors become a Wheatstone measuring bridge are interconnected.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be explained in more detail below with reference to drawings.

Darin zeigen:In this demonstrate:

1 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung, 1 a perspective view of the device,

2 eine Ausführungsform, bei der Federelemente und Abstandselemente als Formteil ausgebildet sind, 2 an embodiment in which spring elements and spacer elements are formed as a molded part,

3 eine weitere Ausgestaltung, bei der auch das quer zum Taststift angeordnete Federelement in ein Formteil einbezogen ist, 3 a further embodiment, in which also the spring element arranged transversely to the stylus is incorporated in a molded part,

4 einen Ausschnitt der Vorrichtung, 4 a section of the device,

5 einen Längsschnitt durch den der Messstelle zugewandten Teil der Vorrichtung
und 5 a longitudinal section through the measuring point facing part of the device
and

6 die Anordnung der Vorrichtung in einem Koordinatenmessgerät. 6 the arrangement of the device in a coordinate measuring machine.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 zur taktilen Messung von dreidimensionalen Kräften Fx, Fy, Fz enthält ein Tastelement 2, einen Taststift 3 und die Parallelfederelemente 4, 5 und 6.In the 1 illustrated device 1 for the tactile measurement of three-dimensional forces F x , F y , F z contains a probe element 2 , a stylus 3 and the parallel spring elements 4 . 5 and 6 ,

Die Parallelfederelemente 4, 5 und 6 werden aus jeweils parallel zueinander angeordneten Silizium-Blattfederelementen 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 bzw. 6.1, 6.2 gebildet, wobei die jeweils parallel zueinander angeordneten Silizium-Blattfederelemente 4.1, 4.2 bzw. 5.1, 5.2 bzw. 6.1, 6.2 gleiche Eigenschaften, insbesondere gleiche Abmessungen und Federkonstanten aufweisen. In die Silizium-Blattfederelemente 4.2, 5.1 und 6.1 sind Dehnungssensoren 7 integriert, welche jeweils zu einer Wheatstoneschen Messbrücke verschaltet sind.The parallel spring elements 4 . 5 and 6 are made of mutually parallel silicon leaf spring elements 4.1 . 4.2 . 5.1 . 5.2 respectively. 6.1 . 6.2 formed, wherein the mutually parallel arranged silicon leaf spring elements 4.1 . 4.2 respectively. 5.1 . 5.2 respectively. 6.1 . 6.2 have the same properties, in particular the same dimensions and spring constants. In the silicon leaf spring elements 4.2 . 5.1 and 6.1 are strain sensors 7 integrated, which are each connected to a Wheatstone bridge.

Zwischen den Silizium-Blattfederelementen 4.1, 4.2, 5.1, 5.2, 6.1, 6.2 sind Abstandselemente 8.1 bis 8.6 angeordnet, die ebenfalls aus Silizium bestehen.Between the silicon leaf spring elements 4.1 . 4.2 . 5.1 . 5.2 . 6.1 . 6.2 are spacers 8.1 to 8.6 arranged, which are also made of silicon.

Zwischen dem Tastelement 2 und dem Taststift 3 befinden sich die zwei um 90 Grad zueinander versetzten Parallelfederelemente 4 und 5, die in Reihe und längs zum Taststift 3 angeordnet sind, wobei das Tastelement 2 am unteren Abstandselement 8.1 des Federelementes 4 angeordnet ist.Between the probe element 2 and the stylus 3 are the two offset by 90 degrees to each other parallel spring elements 4 and 5 in series and along the stylus 3 are arranged, wherein the probe element 2 at the lower spacer element 8.1 of the spring element 4 is arranged.

Weiterhin ist ein Abstandselement 8.3 vorgesehen, mit dem das obere Federelement 5 mit dem Taststift 3 verbunden ist. In einer in 2 näher dargestellten Ausgestaltung der Erfindung dient der Taststift 3 als oberes Abstandselement 8.3 des Federelementes 5.Furthermore, a spacer element 8.3 provided, with which the upper spring element 5 with the stylus 3 connected is. In an in 2 shown embodiment of the invention is the stylus 3 as upper spacer element 8.3 of the spring element 5 ,

Zusätzlich ist ein mittleres Abstandselement 8.2 so ausgebildet, dass es gleichzeitig zur Beabstandung der Silizium-Blattfederelemente 4.1, 4.2 und der Silizium-Blattfederelemente 5.1, 5.2 dient.In addition, a middle spacer element 8.2 designed so that it at the same time to the spacing of the silicon leaf spring elements 4.1 . 4.2 and the silicon leaf spring elements 5.1 . 5.2 serves.

Mit den in Reihe angeordneten Federelementen 4 und 5 und den in diesen integrierten Dehnungssensoren 7 kann die Messung der in 4 gekennzeichneten Kräfte Fx und Fy erfolgen, welche quer zum Taststift 3 in die Richtungen x und y wirken.With the spring in series instruments 4 and 5 and in these integrated strain sensors 7 can the measurement of in 4 characterized forces F x and F y done, which are transverse to the stylus 3 in the directions x and y act.

Quer zum Taststift 3 ist an dessen Ende, welches sich am dem Tastelement 2 abgewandten Ende befindet, das Federelement 6 angeordnet. Mit Hilfe der in den Silizium-Blattfederelement 6.1 angeordneten Dehnungssensoren 7 kann die in Längsrichtung zum Taststift 2 wirkende Kraft Fz bestimmt werden.Cross to the stylus 3 is at the end, which is on the probe element 2 opposite end is the spring element 6 arranged. With the help of in the silicon leaf spring element 6.1 arranged strain sensors 7 can be longitudinal to the stylus 2 acting force F z are determined.

2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der das Ende des Taststiftes 3 mit dem Abstandselement 8.3 ein Formteil bildet. 2 shows an advantageous embodiment of the device, in which the end of the stylus 3 with the spacer 8.3 forms a molding.

3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung 1, wobei der Taststift 3, die in Reihe geschalteten Federelemente 4 und 5, das quer zu dem Taststift 3 angeordnete Federelement 6 sowie die Abstandselemente 8.1 bis 8.6 als ein aus Silizium gefertigtes Formteil ausgebildet sind. 3 shows a further advantageous embodiment of the device 1 , where the stylus 3 , the spring elements connected in series 4 and 5 that is transverse to the stylus 3 arranged spring element 6 as well as the spacer elements 8.1 to 8.6 are formed as a molded part made of silicon.

In 4 ist ein Ausschnitt der Vorrichtung 1 dargestellt, wobei die Kraft Fx welche in Richtung x quer zu dem Taststift 3 wirkt, proportional zur Dehnung εx des Federelementes 5 bzw. den in diesem angeordneten Dehnungssensoren 7 ist.In 4 is a section of the device 1 shown, wherein the force F x which in the direction x transverse to the stylus 3 acts, proportional to the strain ε x of the spring element 5 or arranged in this strain sensors 7 is.

Weiterhin wirkt die um 90 Grad zur Kraft Fx versetzte Kraft Fy senkrecht auf das Federelement 4, so dass die Kraft Fy anhand einer zu dieser proportionalen Deh nung εy des Federelementes 4 bzw. der in diesem angeordneten Dehnungssensoren 7 ermittelbar ist.Furthermore, the force F y offset by 90 degrees to the force F x acts perpendicular to the spring element 4 , So that the force F y on the basis of a proportional to this Deh tion ε y of the spring element 4 or arranged in this strain sensors 7 can be determined.

Hieraus resultiert ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, welcher darin besteht, dass die Durchbiegung des Taststiftes die Messung der Kräfte Fx und Fy und die Position des Abstandselements in x- und y-Richtung nicht beeinflusst.This results in a significant advantage of the invention, which is that the deflection of the stylus does not affect the measurement of the forces F x and F y and the position of the spacer in the x and y directions.

5 zeigt einen Teilschnitt der in 4 dargestellten Anordnung, in welcher detailliert dargestellt ist, dass das Abstandselement 8.2 gleichzeitig zur Beabstandung der Silizium-Blattfederelemente 4.1, 4.2 und der Silizium-Blattfederelemente 5.1, 5.2 dient. Weiterhin ist die Befestigung des Tastelementes 2 an dem Abstandselement 8.1 näher dargestellt. 5 shows a partial section of in 4 illustrated arrangement in which is shown in detail that the spacer element 8.2 simultaneously with the spacing of the silicon leaf spring elements 4.1 . 4.2 and the silicon leaf spring elements 5.1 . 5.2 serves. Furthermore, the attachment of the probe element 2 at the spacer 8.1 shown in more detail.

In 6 ist ein Koordinatenmessgerät 9 dargestellt, in welchem die Vorrichtung 1 zur taktilen Messung von dreidimensionalen Kräften Fx, Fy, Fz angeordnet ist.In 6 is a coordinate measuring machine 9 shown in which the device 1 for the tactile measurement of three-dimensional forces F x , F y , F z is arranged.

Das Koordinatenmessgerät 9 dient zur Bestimmung von geometrischen Abmessungen von räumlichen Messobjekten 10, in gleichzeitig drei Richtungen x, y und z. Bei der Messung ist die Vorrichtung an verschiedene Messpunkte bewegbar, wobei jeder Punkt im Messbereich mit seinen kartesischen Koordinaten ermittelbar ist. Die Vorrichtung 1 ist mittels eines Befestigungselementes 11 an einer Pinole 12 befestigt, welche am Gestell 13 angeordnet ist.The coordinate measuring machine 9 is used to determine geometric dimensions of spatial measurement objects 10 , in three directions x, y and z. During the measurement, the device can be moved to different measuring points, wherein each point in the measuring range can be determined with its Cartesian coordinates. The device 1 is by means of a fastener 11 on a quill 12 attached to the frame 13 is arranged.

11
Vorrichtungcontraption
22
Tastelementscanning element
33
Taststiftfeeler
44
ParallelfederelementParallel spring element
4.14.1
Silizium-BlattfederelementSilicon-leaf spring member
4.24.2
Silizium-BlattfederelementSilicon-leaf spring member
55
ParallelfederelementParallel spring element
5.15.1
Silizium-BlattfederelementSilicon-leaf spring member
5.25.2
Silizium-BlattfederelementSilicon-leaf spring member
66
ParallelfederelementParallel spring element
6.16.1
Silizium-BlattfederelementSilicon-leaf spring member
6.26.2
Silizium-BlattfederelementSilicon-leaf spring member
77
Dehnungssensorstrain sensor
8.1...8.68.1 ... 8.6
Abstandselementspacer
99
Koordinatenmessgerätcoordinate measuring machine
1010
Messobjektmeasurement object
1111
Befestigungselementfastener
1212
PinolePinole
1313
Gestellframe
Fx F x
Kraft in x-Richtungforce in X direction
Fy F y
Kraft in y-Richtungforce in the y direction
Fz F z
Kraft in z-Richtungforce in the z direction

Claims (7)

Vorrichtung (1) zur taktilen Messung von dreidimensionalen Kräften (Fx, Fy, Fz), umfassend ein Tastelement (2), einen Taststift (3) und Parallelfederelemente (4, 5, 6) mit Dehnungssensoren (7), dadurch gekennzeichnet, dass am dem Tastelement (2) abgewandten Ende des Taststiftes (3) ein Parallelfederelement (6) quer zum Taststift (3) angeordnet ist und zwischen dem Tastelement (2) und dem Taststift (3) zumindest zwei um 90 Grad zueinander versetzte Parallelfederelemente (4, 5) in Reihe und längs zum Taststift (3) angeordnet sind, wobei die Parallelfederelemente (4, 5) aus jeweils zwei parallel angeordneten Silizium-Blattfedern (4.1, 4.2, 5.1, 5.2, 6.1, 6.2) und zwischen diesen angeordneten Abstandselementen (8.1 bis 8.6) bestehen und die Dehnungssensoren (7) piezoresistive Widerstände sind, welche in die Silizium-Blattfederelemente integriert sind.Contraption ( 1 ) for the tactile measurement of three-dimensional forces (F x , F y , F z ), comprising a probe element ( 2 ), a stylus ( 3 ) and parallel spring elements ( 4 . 5 . 6 ) with strain sensors ( 7 ), characterized in that on the probe element ( 2 ) facing away from the end of the stylus ( 3 ) a parallel spring element ( 6 ) across the stylus ( 3 ) is arranged and between the probe element ( 2 ) and the stylus ( 3 ) at least two offset by 90 degrees to each other parallel spring elements ( 4 . 5 ) in series and along the stylus ( 3 ) are arranged, wherein the parallel spring elements ( 4 . 5 ) of two parallel arranged silicon leaf springs ( 4.1 . 4.2 . 5.1 . 5.2 . 6.1 . 6.2 ) and between these arranged spacer elements ( 8.1 to 8.6 ) and the strain sensors ( 7 ) piezoresistive resistors, which are integrated into the silicon leaf spring elements. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente (8.1 bis 8.6) aus Silizium bestehen.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the spacer elements ( 8.1 to 8.6 ) consist of silicon. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Taststift (3) und die um 90 Grad zueinander versetzten und in Reihe geschalteten Federelemente (4 und 5) jeweils mittels eines Abstandselementes (8.3) verbunden sind.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the stylus ( 3 ) and offset by 90 degrees to each other and connected in series spring elements ( 4 and 5 ) each by means of a spacer element ( 8.3 ) are connected. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelfeder ein aus den Silizium-Blattfederelementen (4.1, 4.2, 5.1,5.2, 6.1, 6.2) und den Silizium-Abstandselementen gebildetes Formteil ist.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the parallel spring one of the silicon leaf spring elements ( 4.1 . 4.2 . 5.1 . 5.2 . 6.1 . 6.2 ) and the silicon spacers formed molding is. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Taststift (3) aus Silizium besteht.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the stylus ( 3 ) consists of silicon. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Silizium-Taststift, die Silizium-Blattfederelemente (4.1, 4.2, 5.1,5.2, 6.1, 6.2) und die Silizium-Abstandselemente ein Formteil bilden.Contraption ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the silicon stylus, the silicon leaf spring elements ( 4.1 . 4.2 . 5.1 . 5.2 . 6.1 . 6.2 ) And the silicon spacers form a molding. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoresistiven Widerstände zu einer Wheatstoneschen Messbrücke verschaltet sind.Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the piezoresistive resistors are connected to form a Wheatstone measuring bridge.
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