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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Auslenkungsdetektions-Sechs-Achsen-Kraftsensor.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Auslenkungsdetektionskraftsensor ist konfiguriert, eine Auslenkung eines Sensorkörpers, die mit der durch die ausgeübte Kraft bewirkten Deformation des Sensorkörpers einhergeht, zu detektieren, und dadurch die Kraft basierend auf der detektierten Auslenkung zu detektieren, wenn eine Kraft (oder Last) auf einen Sensorkörper ausgeübt wird. Das japanische Patent Nr. 4271475 (
JP4271475B2 ) offenbart beispielsweise einen Kraftsensor, der eine Auslenkung durch Detektieren einer Kapazitätsänderung detektiert, die an einer vorbestimmten Position an einem Sensorkörper bereitgestellt wird. Der Kraftsensor umfasst eine äußere kastenartige Struktur und eine innere kastenartige Struktur, wobei die seitlichen und oberen Flächen der äußeren kastenartigen Struktur und die seitlichen und oberen Flächen der inneren kastenartigen Struktur derart angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen, um einen kontinuierlichen Spalt zu bilden, der sich durchgehend über den gesamten Sensorkörper erstreckt. Mehrere Paare von Elektroden sind jeweils an vorbestimmten Orten in dem Spalt auf solche Art und Weise angeordnet, dass die Elektroden jedes Paares einander in einer Richtung irgendeiner Achse eines rechtwinkligen Drei-Achsen-Koordinatensystems gegenüberliegen, um eine Kapazität zwischen den gegenüberliegenden Elektroden jedes Paares zu bilden (d. h. um einen Kondensator zu bilden). Wenn die äußere kastenartige Struktur durch eine Kraft (oder Last) deformiert wird, ändern sich die Form und die Dimensionen des Spalts entsprechend und die Kapazität zwischen den entsprechenden gegenüberliegenden Elektroden ändert sich. Aus dieser Kapazitätsänderung wird eine Auslenkung der äußeren kastenartigen Struktur relativ zur inneren kastenartigen Struktur berechnet und basierend auf der berechneten Auslenkung kann eine Kraftkomponente in jeder Achsenrichtung und eine Momentenkomponente über jede Achse aus der auf die äußere kastenartige Struktur ausgeübten Kraft detektiert werden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Bei einem Auslenkungsdetektions-Sechs-Achsen-Kraftsensor, der eine Kraftkomponente in jeder Achsenrichtung und eine Momentenkomponente über jede Achse in einem rechtwinkligen Drei-Achsen-Koordinatensystem detektiert, ist es wünschenswert eine Struktur bereitzustellen, die eine Auslenkung von jeder der sechs Achsen mit hoher Genauigkeit detektieren kann, und die Struktur zu vereinfachen und dadurch die Verarbeitung und den Zusammenbau der Bestandteile zu erleichtern und eine Reduzierung der Herstellungskosten zu erreichen.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Sechs-Achsen-Kraftsensor, der einen feststehenden Teil; einen ersten beweglichen Teil; einen ersten Verbindungsteil, der konfiguriert ist, den ersten beweglichen Teil mit dem feststehenden Teil zu verbinden, sodass der erste bewegliche Teil in einer Richtung parallel zu einer ersten Achse, einer Richtung parallel zu einer zweiten Achse, die zur ersten Achse orthogonal ist, und in einer Drehrichtung über eine dritte Achse, die sowohl zur ersten Achse als auch zur zweiten Achse orthogonal ist, in einem rechtwinkligen Drei-Achsen-Koordinatensystem elastisch ausgelenkt werden kann; einen zweiten beweglichen Teil; einen zweiten Verbindungsteil, der konfiguriert ist, den zweiten beweglichen Teil mit dem ersten beweglichen Teil zu verbinden, sodass der zweite bewegliche Teil in einer Drehrichtung über die erste Achse, einer Drehrichtung über die zweite Achse und einer Richtung parallel zur dritten Achse im rechtwinkligen Drei-Achsen-Koordinatensystem elastisch ausgelenkt werden kann; einen ersten Detektionsabschnitt, der konfiguriert ist, eine Auslenkung des ersten beweglichen Teils relativ zu dem feststehenden Teil zu detektieren; und einen zweiten Detektionsabschnitt, der konfiguriert ist, eine Auslenkung des zweiten beweglichen Teils relativ zu dem ersten beweglichen Teil zu detektieren; wobei der Sechs-Achsen-Kraftsensor eine Detektion einer Kraftkomponente in einer Richtung der ersten Achse, einer Kraftkomponente in einer Richtung der zweiten Achse, einer Kraftkomponente in einer Richtung der dritten Achse, einer Momentenkomponente über die erste Achse, einer Momentenkomponente über die zweite Achse und einer Momentkomponente über die dritte Achse von einer auf den zweiten beweglichen Teil ausgeübten Kraft ermöglicht, wobei auf einen Detektionswert des ersten Detektionsabschnitts und einen Detektionswert des zweiten Detektionsabschnitts Bezug genommen wird.
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Gemäß dem Sechs-Achsen-Kraftsensor des vorstehenden Aspekts können die Auslenkungen mit hoher Genauigkeit detektiert werden, da die entsprechenden Auslenkungen in sechs Achsen durch die ersten und zweiten Detektionsabschnitte detektiert werden können, wobei ein Detektionsabschnitt eine Detektion in Bezug auf drei Freiheitsgrade mit dem anderen Detektionsabschnitt teilt. Da jeder von dem Bestandteil, der veranlasst, dass die Auslenkung durch den ersten Detektionsabschnitt detektiert wird, und dem Bestandteil, der veranlasst, dass die Auslenkung durch den zweiten Detektionsabschnitt detektiert wird, eine Konfiguration aufweisen kann, die Auslenkungen mit nur drei Freiheitsgraden ermöglicht, und da der erste bewegliche Teil für beide Bestandteile gemeinsam ist, wird die Struktur des Sechs-Achsen-Kraftsensors vereinfacht, die Verarbeitung wie auch der Zusammenbau der Komponenten wird erleichtert und eine Reduzierung bei den Herstellungskosten erreicht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die in konzeptioneller Form die Konstruktion eines Sechs-Achsen-Kraftsensors gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
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2 ist eine Vorderansicht des Sechs-Achsen-Kraftsensors von 1;
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3 ist eine Draufsicht des Sechs-Achsen-Kraftsensors von 1;
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4 ist eine perspektivische Ansicht des Sechs-Achsen-Kraftsensors von 1 von einer anderen Richtung aus gesehen;
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5 ist eine perspektivische Ansicht des Sechs-Achsen-Kraftsensors entlang einer Schnittlinie V-V in 4;
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6 ist eine Draufsicht des Sechs-Achsen-Kraftsensors entlang einer Schnittlinie V-V in 4;
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7A stellt ein Diagramm dar, das die Konfiguration von Elektroden zeigt, die einen ersten Detektionsabschnitt bilden, der im Sechs-Achsen-Kraftsensor von 1 vorgesehen sein kann;
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7B stellt ein Diagramm dar, das die Konfiguration von Elektroden zeigt, die einen zweiten Detektionsabschnitt bilden, der im Sechs-Achsen-Kraftsensor von 1 vorgesehen sein kann;
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8 ist eine perspektivische Schnittansicht, die einen ersten Detektionsabschnitt gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt;
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9 ist eine Vorderansicht eines Sechs-Achsen-Kraftsensors gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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10 ist eine Schnittansicht, die in konzeptioneller Form den Aufbau des Sechs-Achsen-Kraftsensors von 9 zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen nachfolgend beschrieben. Überall in den Zeichnungen sind entsprechende Komponentenelemente durch gleiche Bezugsnummern gekennzeichnet.
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Die 1 bis 3 zeigen einen Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 umfasst einen feststehenden Teil 12; einen ersten beweglichen Teil 14; einen ersten Verbindungsteil 18, der konfiguriert ist, den ersten beweglichen Teil 14 mit dem feststehenden Teil 12 zu verbinden, sodass der erste bewegliche Teil 14 in einer Richtung parallel zu einer ersten Achse (X-Achse in der Zeichnung), in einer Richtung parallel zu einer zweiten Achse (Y-Achse in der Zeichnung), die zur ersten Achse orthogonal ist, und einer Drehrichtung über eine dritte Achse (Z-Achse in der Zeichnung), die zu der ersten Achse und der zweiten Achse orthogonal ist, in einem rechtwinkligen Drei-Achsen-Koordinatensystem 16 elastisch ausgelenkt werden kann; einen zweiten beweglichen Teil 20; einen zweiten Verbindungsteil 22, der konfiguriert ist, den zweiten beweglichen Teil 20 mit dem ersten beweglichen Teil 14 zu verbinden, sodass der zweite bewegliche Teil 20 in einer Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse), einer Drehrichtung über die zweite Achse (Y-Achse) und einer Richtung parallel zur dritten Achse (Z-Achse) in dem rechtwinkligen Drei-Achsen-Koordinatensystem 16 elastisch ausgelenkt werden kann; einen ersten Detektionsabschnitt 24, der konfiguriert ist, eine Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 zu detektieren; und einen zweiten Detektionsabschnitt 26, der konfiguriert ist, eine Auslenkung des zweiten beweglichen Teils 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 zu detektieren.
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Der feststehende Teil 12 ist ein Basiselement, das direkt oder indirekt an einer Maschine oder Struktur wie einem Roboterarm befestigt ist (nicht gezeigt; im Folgenden als Maschinerie bezeichnet), wenn der Kraftsensor 10 an der Maschinerie befestigt wird. Der zweite bewegliche Teil 20 ist ein Kraftaufnahmeelement, das an einem Objekt wie einer Roboterhand (nicht gezeigt; im Folgenden als Kraftgenerator bezeichnet) befestigt ist, die eine von dem Kraftsensor 10 detektierte Kraft (oder Last) erzeugt, wobei das Kraftaufnahmeelement konfiguriert ist, die zu detektierende Kraft aufzunehmen. Die von dem Kraftgenerator auf den zweiten beweglichen Teil 20 ausgeübte Kraft (oder Last) wird dann von dem zweiten beweglichen Teil 20 auf den zweiten Verbindungsteil 22 ausgeübt und deformiert dadurch den zweiten Verbindungsteil 22 elastisch, und zur gleichen Zeit bewirkt die ausgeübte Kraft, dass der zweite bewegliche Teil 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 entweder in einer Richtung oder in einer Kombination von zwei oder mehr Richtungen hauptsächlich aus der Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse), der Drehrichtung über die zweite Achse (Y-Achse) und der Richtung parallel zur dritten Achse (Z-Achse) ausgelenkt wird. Der zweite Detektionsabschnitt 26 detektiert die Auslenkung in jeder Achse von dem zweiten beweglichen Teil 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14, welche die elastische Deformation des zweiten Verbindungsteils 22 begleitet. Weiter wird die Kraft, die von dem zweiten beweglichen Teil 20 auf den zweiten Verbindungsteil 22 ausgeübt wird, von dem zweiten Verbindungsteil 22 auf den ersten beweglichen Teil 14 übertragen und dann von dem ersten beweglichen Teil 14 auf den ersten Verbindungsteil 18 ausgeübt und deformiert dabei den ersten Verbindungsteil 18 elastisch, und zur gleichen Zeit bewirkt die ausgeübte Kraft, dass der erste bewegliche Teil 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 entweder in einer Richtung oder in einer Kombination von zwei oder mehr Richtungen hauptsächlich aus der Richtung parallel zur ersten Achse (X-Achse), der Richtung parallel zur zweiten Achse (Y-Achse) und der Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) elastisch ausgelenkt wird. Der erste Detektionsabschnitt 24 detektiert die Auslenkung in jeder Achse von dem ersten beweglichen Teil 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12, welche die elastische Deformation des ersten Verbindungsteils 18 begleitet.
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Bei der Ausführungsform der 1 bis 3 weist der feststehende Teil 12 eine Form eines Quaders auf und ist an jeder von vier Ecken einer rechteckigen planaren Fläche 12a vorgesehen, die sich entlang einer virtuellen Ebene (X-Y Ebene) erstreckt, die durch die ersten und zweiten Achsen definiert ist, wobei der erste Verbindungsteil 18 eine Säulenform aufweist und sich in einer parallelen Richtung zur dritten Achse (Z-Achse) erstreckt. Der erste bewegliche Teil 14 umfasst einen rechteckigen flachen tellerförmigen ersten Abschnitt 28, einen rechteckrahmförmigen zweiten Abschnitt 30 und einen rechteckigen flachen tellerförmigen dritten Abschnitt 32, der zwischen dem ersten Abschnitt 28 und dem zweiten Abschnitt 30 eingeschoben ist. Der erste Abschnitt 28 und der dritte Abschnitt 32 sind separat voneinander gebildet und einstückig aneinander befestigt. Weiter sind der zweite Abschnitt 30 und der dritte Abschnitt 32 separat voneinander gebildet und einstückig aneinander befestigt. Das Befestigen der ersten und dritten Abschnitte 28 und 32 und das Befestigen der zweiten und dritten Abschnitte 30 und 32 kann durch gemeinsames Anziehen mittels eines Bolzens 34, der gemeinsam für beide Befestigungsteile verwendet wird (2), erreicht werden. Alternativ kann das Befestigen der ersten und dritten Abschnitte 28 und 32 und das Befestigen der zweiten und dritten Abschnitte 30 und 32 durch ein Befestigungsmittel wie Bolzen erreicht werden, die separat für die entsprechenden Befestigungen verwendet werden.
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Der erste Abschnitt 28 weist eine äußere Form eines Quaders auf, der in einer Draufsicht (d. h., wenn er von oben entlang der Z-Achse in der Zeichnung betrachtet wird) mit der Form des feststehenden Teils 12 identisch ist, und er umfasst eine rechteckige planare Fläche 28a (2), die der Fläche 12a von dem feststehenden Teil 12 mit einem definierten Raum 36 dazwischen, gegenübersteht. Jeder von vier ersten Verbindungsteilen 18 ist an einem Ende (ein oberes Ende in der Zeichnung), das einem Ende (ein unteres Ende in der Zeichnung) gegenübersteht, das an den feststehenden Teil 12 angefügt ist, mit einer von vier Ecken der Fläche 28a von dem ersten Abschnitt 28 verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der feststehende Teil 12, die ersten Verbindungsteile 18 und der erste Abschnitt 28 einstückig aus einem identischen Material gebildet und bilden eine einheitliche Struktur, die ein Aussehen wie ein Quader aufweist.
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Der dritte Abschnitt 32 weist eine äußere Form eines Quaders auf, der in einer Draufsicht (d. h, wenn von oben entlang der Z-Achse in der Zeichnung betrachtet) mit der Form des ersten Abschnitts 28 identisch ist und der an dem ersten Abschnitt 28 befestigt ist, wobei deren Profile sich decken. Der dritte Abschnitt 32 umfasst eine rechteckige planare Fläche 32a (2) auf einer Seite gegenüber der Fläche 28a von dem ersten Abschnitt 28. Der zweite Abschnitt 30 weist eine rechteckige äußere Form auf, die in einer Draufsicht (d. h. wenn von oben entlang der Z-Achse in der Zeichnung betrachtet) mit der Form des dritten Abschnitts 32 identisch ist, und ist an dem dritten Abschnitt 32 befestigt, wobei deren Profile sich decken. Der zweite Abschnitt 30 umfasst eine rechteckige rahmenartige planare Fläche 30a (2), die der Fläche 32a von dem dritten Abschnitt 32 mit einem dazwischen definierten Raum 38 gegenübersteht.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind vier Durchgangsbohrungen 30b an den entsprechenden Mitten von vier Abschnitten des rechteckigen rahmenartigen zweiten Abschnitts 30 gebildet, die vier Seiten eines Rechtecks entsprechen, und Schäfte 34a der Bolzen 34 sind in die entsprechenden Durchgangsbohrungen 30b eingesetzt. Der Schaft 34a jedes Bolzens 34 geht durch eine der Durchgangsbohrungen 32b hindurch, die in dem dritten Abschnitt 32 an Positionen gebildet sind, die den Durchgangsbohrungen 30b von dem zweiten Abschnitt 30 entsprechen, und ein Außengewinde des Schaftes 34a ist in eines der Gewindelöcher 28b geschraubt, die in dem ersten Abschnitt 28 an entsprechenden Positionen gebildet sind. Auf diese Weise sind der erste Abschnitt 28, der zweite Abschnitt 30 und der dritte Abschnitt 32 einstückig miteinander verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Abschnitt 28, der zweite Abschnitt 30 und der dritte Abschnitt 32 aus identischen oder sich voneinander unterscheidenden Materialien gebildet und einstückig miteinander befestigt, sodass sie ein Aussehen wie ein Quader darstellen.
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Ein Abstandselement 39 ist zwischen dem zweiten Abschnitt 30 und dem dritten Abschnitt 32 (2) eingeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind vier Abstandsringe 39 mit Zentrierbohrungen zwischen dem zweiten Abschnitt 30 und dem dritten Abschnitt 32 eingeschoben, wobei der Schaft 34a von jedem Bolzen 34 durch eine der Zentrierbohrungen eingeführt ist. Das Abstandselement 39 weist eine vorbestimmte Dicke auf, welche die Dimension des Raumes 38 in Richtung der dritten Achse (Z-Achse) definiert. Anstatt des Abstandselementes 39 als ein unabhängiger Teil kann ein Vorsprung, der zu einer vorbestimmten Höhe vorsteht, auf der Fläche 30a von dem zweiten Abschnitt 30 oder der Fläche 32a von dem dritten Abschnitt 32 vorgesehen werden, um die Dimension des Raumes 38 zu definieren.
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Jeder von vier ersten Verbindungsteilen 18 agiert als ein elastischer Balken, der zwischen dem feststehenden Teil 12 und dem ersten Abschnitt 28 des ersten beweglichen Teils 14 eingeschoben ist und sich in einem nicht deformierten Zustand parallel zur dritten Achse (Z-Achse) erstreckt. Der erste Verbindungsteil 18, der als der elastische Balken agiert, wird nicht leicht durch eine Kraft, die in einer parallelen Richtung zur dritten Achse (Z-Achse) ausgeübt wird, deformiert (d. h., nicht leicht gestreckt oder kontrahiert), sondern wird elastisch auf die ziemlich gleiche Art und Weise gebogen wie ein sich Neigen einer Säule durch eine Kraft, die in einer parallelen Richtung zur ersten Achse (X-Achse) ausgeübt wird, eine Kraft, die in einer parallelen Richtung zur zweiten Achse (Y-Achse) ausgeübt wird, oder eine Kraft, die in einer Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) ausgeübt wird. Aufgrund der vorstehenden Funktion des ersten Verbindungsteils 18, wird der erste bewegliche Teil 14 nicht leicht in der Richtung parallel zur dritten Achse (Z-Achse) ausgelenkt, kann aber elastisch in der Richtung parallel zur ersten Achse (X-Achse), in der Richtung parallel zur zweiten Achse (Y-Achse) und der Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) relativ zu dem feststehenden Teil 12 ausgelenkt werden. In einem Zustand, bei dem keine der ersten Verbindungsteile 18 gebogen sind, sind die Flächen 28a, 30a und 32a des ersten beweglichen Teils 14 parallel zur durch die ersten und zweiten Achsen definierten virtuellen Ebene (X-Y-Ebene) ausgelenkt.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform sind die ersten Verbindungsteile 18 an vier Ecken der Fläche 12a von dem feststehenden Teil 12 angeordnet, können aber statt dessen an den entsprechenden Mitten von vier Abschnitten in der Nähe des Umfangs der rechteckigen Fläche 12a vorgesehen sein, die vier Seiten eines Rechtecks entsprechen. Wenn der feststehende Teil 12 und der erste bewegliche Teil 14 ein Aussehen wie ein runder Teller anstatt des veranschaulichten Aussehens eines Quaders aufweisen, können drei erste Verbindungsteile 18 beispielsweise an Positionen gebildet sein, die entsprechend in einem Mittelpunktswinkel von 120 Grad beabstandet sind. Der feststehende Teil 12 und der erste bewegliche Teil 14 können verschiedene Aussehen aufweisen und eine gewünschte Anzahl an ersten Verbindungsteilen 18 kann abhängig von dem Aussehen an gewünschten Positionen gebildet sein. In diesem Zusammenhang werden die ersten Verbindungsteile 18 bevorzugt an Positionen gebildet, die es erlauben, dass die Fläche 28a von dem ersten beweglichen Teil 14 während der Auslenkungsbewegung des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 im Wesentlichen parallel zur Fläche 12a von dem feststehenden Teil 12 aufrechterhalten wird. Jeder erste Verbindungsteil 18 kann die Form einer veranschaulichten Quadratsäule oder jede andere Form wie eine zylindrische oder polygonale Säule aufweisen. Weiter kann jeder erste Verbindungsteil 18 wie veranschaulicht eine gleichförmige Dicke über seine gesamte Länge aufweisen oder er kann eine Form aufweisen, die an einer longitudinalen Mitte oder einem longitudinalen Ende lokal dünner oder dicker ist, oder eine Form, die mehrere gekrümmte Flächen kombiniert. Daher kann der erste Verbindungsteil 18 verschiedene Konfigurationen aufweisen, vorausgesetzt, dass sie zulassen, dass der erste bewegliche Teil 14 mit den vorstehend erwähnten drei Freiheitsgraden relativ zu dem feststehenden Teil 12 elastisch ausgelenkt wird.
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In der Ausführungsform der 1 bis 3 umfasst der zweite bewegliche Teil 20 einen Grundplattenabschnitt 40, der eine Form eines Quaders aufweist, und einen vorstehenden Abschnitt 42, der eine Form eines Quaders aufweist und von dem Grundplattenabschnitt 40 (1 und 3) vorsteht. Der Grundplattenabschnitt 40 weist eine äußere Form ähnlich der, aber geringfügig größer als, die des vorstehenden Abschnitts 42 in einer Draufsicht (d. h. wenn in der Zeichnung von oben entlang der Z-Achse betrachtet) auf und ist mit den zweiten Verbindungsteilen 22 entsprechend an vier Ecken einer Region ausgestattet, die sich seitlich über den Umfang des vorstehenden Abschnitts 42 hinaus erstrecken. Der Grundplattenabschnitt 40 weist eine äußere Form ähnlich der, aber kleiner als, die des rechteckigen rahmenartigen zweiten Abschnitts 30 des ersten beweglichen Teils 14 in einer Draufsicht (d. h. wenn in der Zeichnung von oben entlang der Z-Achse betrachtet) auf und weist eine Dicke (eine Dimension, die nach der Zeichnung entlang der Z-Achse gemessen wird) auf, die mit dem zweiten Abschnitt 30 identisch ist, und ist an einer Position angeordnet, die von dem zweiten Abschnitt 30 umgeben ist. Der Grundplattenabschnitt 40 weist eine rechteckige planare Fläche 40a (2) auf der Seite (untere Seite in der Zeichnung) auf genauso wie die Fläche 30a des zweiten Abschnitts 30, und der vorstehende Abschnitt 42 ist auf der Seite (obere Seite in der Zeichnung) gegenüber der Fläche 40a gebildet. Zwischen dem Grundplattenabschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 30 sind Schlitze 44 (1 und 3) gebildet, wobei sich diese in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) oder der zweiten Achse (Y-Achse) entlang den Außenkanten des Grundplattenabschnitts 40 erstrecken, die vier Seiten eines Quaders entsprechen. Es sind vier zweite Verbindungsteile 22 vorgesehen, von denen jeder zwischen einem Paar von Schlitzen 44 gebildet ist, die sich in der ersten Achsen-(X-Achse)-Richtung erstrecken, und einer von einem Paar von Schlitzen 44 grenzt an das erste Paar an und erstreckt sich in der zweiten Achsen-(Y-Achse)-Richtung (3).
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Jeder von vier zweiten Verbindungsteilen 22 agiert als ein elastischer Balken, der zwischen dem zweiten Abschnitt 30 des ersten beweglichen Teils 14 und dem Grundplattenabschnitt 40 des zweiten beweglichen Teils 20 eingeschoben ist und sich entlang der virtuellen Ebene (X-Y Ebene) erstreckt, die durch die ersten und zweiten Achsen in einem nicht deformierten Zustand definiert ist. Der zweite Verbindungsteil 22, der als der elastische Balken agiert, wird nicht leicht durch eine Kraft deformiert (d. h., nicht leicht gestreckt oder kontrahiert), die in einer parallelen Richtung zur ersten Achse (X-Achse) ausgeübt wird, oder eine Kraft, die in einer Richtung parallel zur zweiten Achse (Y-Achse) ausgeübt wird, wird aber elastisch auf die ziemlich gleiche Art und Weise gebogen wie ein sich Neigen einer Säule durch eine Kraft, die in einer Richtung parallel zur dritten Achse (Z-Achse) ausgeübt wird, einer Kraft, die in einer Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse) ausgeübt wird, oder einer Kraft, die in einer Drehrichtung über die zweite Achse (Y-Achse) ausgeübt wird. Aufgrund der vorstehenden Funktion des zweiten Verbindungsteils 22 wird der zweite bewegliche Teil 20 nicht leicht in der Richtung parallel zur ersten Achse (Z-Achse) und der Richtung parallel zur zweiten Achse (Y-Achse) ausgelenkt, sondern kann elastisch in der Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse), der Drehrichtung über die zweite Achse (Y-Achse) und der Richtung parallel zur dritten Achse (Z-Achse) relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 ausgelenkt werden. In einem Zustand, bei dem keiner der zweiten Verbindungsteile 22 gebogen ist, ist die Fläche 40a des zweiten beweglichen Teils 20 parallel zur durch die ersten und zweiten Achsen definierten virtuellen Ebene (X-Y Ebene) angeordnet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der zweite Abschnitt 30, die zweiten Verbindungsteile 22 und der Grundplattenabschnitt 40 aus einem identischen Material einstückig gebildet und stellen eine einheitliche Struktur dar, die ein Aussehen wie ein Quader aufweist. Eine Struktur, welche die vorstehende einheitliche Struktur und den dritten Abschnitt 32 umfasst, der einstückig an dem zweiten Abschnitt 30 durch die Bolzen 34 befestigt ist, kann auch als eine einheitliche Struktur betrachtet werden. Der Grundplattenabschnitt 40 und der vorstehende Abschnitt 42 können aus einem identischen Material einstückig gebildet sein oder können separat voneinander gebildet und einstückig aneinander befestigt sein. Der vorstehende Abschnitt 42 ist in einer Fläche 42a gegenüber der Fläche 40a von dem Grundplattenabschnitt 40 vorgesehen, wobei mehrere Befestigungsbohrungen 46 (1 und 3) verwendet sind, um den Kraftgenerator zu befestigen.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform weisen der Grundplattenabschnitt 40 und der vorstehende Abschnitt 42 des zweiten beweglichen Teils 20 ein Aussehen wie ein Quader auf, sie können aber jedes andere Aussehen wie eine zylindrische oder polygonale Säule aufweisen. Wenn beispielsweise der zweite bewegliche Teil 20 eine Zylinderform aufweist, können drei Schlitze 44, die sich in einer Bogenform erstrecken, gebildet sein, einer an jeder von drei Positionen, die in einem Mittelpunktswinkel von 120 Grad um den zweiten beweglichen Teil herum beabstandet sind, und drei zweite Verbindungsteile 22 können entsprechend zwischen den Schlitzen 44 aneinander angrenzend entlang einer Umfangsrichtung gebildet sein. Entsprechend dazu können die Bolzen 34, die verwendet werden, um den ersten beweglichen Teil 14 zu vereinheitlichen, auch an drei Abschnitten, die sich in der Nähe der Mitten der entsprechenden bogenförmigen Schlitze 44 befinden, vorgesehen sein. Weiter können der Grundplattenabschnitt 40 und der zweite Abschnitt 30 miteinander an einem geeigneten Abschnitt innerhalb des Schlitzes 44 verbunden sein, ohne die Relativauslenkung davon zu stören, um eine nicht durchdringende Nut anstelle des durchdringenden Schlitzes 44 zwischen den angrenzenden zweiten Verbindungsteilen 22 zu bilden. Alternativ kann der zweite Verbindungsteil 22 derart gebildet sein, dass er eine membranartige Form aufweist, die sich zwischen dem Grundplattenabschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 30 erstreckt. Der erste bewegliche Teil 14 und der zweite bewegliche Teil 20 können verschiedene Aussehen aufweisen und eine gewünschte Anzahl an zweiten Verbindungsteilen 22 kann dementsprechend an gewünschten Positionen gebildet sein. Es ist jedoch bevorzugt, die zweiten Verbindungsteile 22 an Positionen zu bilden, an denen sich die positionelle Beziehung zwischen der Fläche 40a des zweiten beweglichen Teils 20 und der Fläche 32a des ersten beweglichen Teils 14 entlang der ersten Achse (X-Achse) und der zweiten Achse (Y-Achse) während einer Zeit, zu der der zweite bewegliche Teil 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 ausgelenkt ist, nicht ändert. Daher können die zweiten Verbindungsteile 22 im Wesentlichen konfiguriert sein, die vorstehend erwähnte elastische Auslenkung mit drei Freiheitsgraden des zweiten beweglichen Teils 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 zu ermöglichen, und sie können daher verschiedene Konfigurationen bei diesem Zustand aufweisen.
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Bei der Ausführungsform der 1 bis 3 ist ein erster Spalt 48, der eine Kapazität aufweist, zwischen dem feststehenden Teil 12 und dem ersten beweglichen Teil 14 (2) definiert. Der erste Detektionsabschnitt 24 detektiert eine Änderung in der Kapazität des ersten Spalts 48 und detektiert dadurch die Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12. Außerdem ist in der Ausführungsform der 1 bis 3 ein zweiter Spalt 50, der eine Kapazität aufweist, zwischen dem ersten beweglichen Teil 14 und dem zweiten beweglichen Teil 20 (2) definiert. Der zweite Detektionsabschnitt 26 detektiert eine Änderung in der Kapazität des zweiten Spalts 50 und detektiert dadurch die Auslenkung des zweiten beweglichen Teils 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14.
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Die Konfiguration des ersten Detektionsabschnitts 24 wird im Detail unter Bezugnahme auf die 2 und 4 bis 7A beschrieben. Die 5 und 6 zeigen den Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 im Schnitt entlang einer Linie V-V in 4.
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Der feststehende Teil 12 umfasst zwei feststehende Blöcke 52, von denen jeder von der Fläche 12a in der dritten Achsen-(Z-Achse)-Richtung (nach oben, in 4) vorsteht. Jeder feststehende Block 52 weist eine Form eines Quaders auf, der ausreichend kleiner ist als die Fläche 12a und an einer vorbestimmten Position auf der Fläche 12a innerhalb des Raums 36 angeordnet ist. Ein feststehender Block 52 umfasst eine erste feststehende Fläche 52a (6), die sich entlang einer virtuellen Ebene (X-Z Ebene) erstreckt, die durch die ersten und dritten Achsen definiert ist. Der andere feststehende Block 52 umfasst eine erste feststehende Fläche 52a (6), die sich entlang einer virtuellen Ebene (Y-Z Ebene) erstreckt, die durch die zweiten und dritten Achsen definiert ist. Dementsprechend erstrecken sich die erste feststehende Fläche 52a eines feststehenden Blocks 52 und die erste feststehende Fläche 52a des anderen feststehenden Blocks 52 in Richtungen, die sich in einem Winkel von 90 Grad schneiden.
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Andererseits umfasst der erste bewegliche Teil 14 zwei bewegliche Blöcke 54, wobei jeder von der Fläche 28a von dem ersten Abschnitt 28 in der dritten Achsen-(Z-Achse)-Richtung (nach unten, in 4) vorsteht. Jeder bewegliche Block 54 weist eine Form eines Quaders auf, der ausreichend kleiner ist als die Fläche 28a und an einer vorbestimmten Position auf der Fläche 28a innerhalb des Raums 36 angeordnet ist. Ein beweglicher Block 54 umfasst eine erste bewegliche Fläche 54a, die sich, wenn keiner der ersten Verbindungsteile 18 gebogen ist, entlang der virtuellen Ebene (X-Z Ebene) erstreckt, die durch die ersten und dritten Achsen definiert ist. Der andere bewegliche Block 54 umfasst eine erste bewegliche Fläche 54a, die sich, wenn keiner der ersten Verbindungsteile 18 gebogen ist, entlang der virtuellen Ebene (Y-Z Ebene) erstreckt, die durch die zweiten und dritten Achsen definiert ist. Dementsprechend erstrecken sich die erste bewegliche Fläche 54a eines beweglichen Blocks 54 und die erste bewegliche Fläche 54a des anderen beweglichen Blocks 54 in Richtungen, die sich in einem Winkel von 90 Grad schneiden.
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Jede von zwei ersten beweglichen Flächen 54a ist an einer Position angeordnet, die ihr ermöglicht, einer von zwei ersten feststehenden Flächen 52a parallel gegenüberzustehen, die sich entlang der entsprechenden virtuellen Ebene erstreckt. Wenn keiner der ersten Verbindungsteile 18 gebogen ist, stehen sich die erste feststehende Fläche 52a und die erste bewegliche Fläche 54a, die sich parallel zur virtuellen Ebene (X-Z Ebene) erstreckt, die durch die ersten und dritten Achsen definiert ist, parallel zueinander in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) gegenüber, und die erste feststehende Fläche 52a und die erste bewegliche Fläche 54a, die sich parallel zur virtuellen Ebene (Y-Z Ebene) erstrecken, die durch die zweiten und dritten Achsen definiert ist, stehen sich parallel zueinander in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) gegenüber. Der erste Spalt 48 ist zwischen jedem von zwei Paaren von der ersten feststehenden Fläche 52a und der ersten beweglichen Fläche 54a, die einander gegenüberstehen, definiert. Zwei erste Spalten 48 können eine identische Form und Größe aufweisen, wenn keine der ersten Verbindungsteile 18 gebogen sind.
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Der erste Detektionsabschnitt 24 umfasst insgesamt mindestens drei Kapazität bildende Abschnitte, die elektrisch voneinander unabhängig und in zwei ersten Spalten 48 vorgesehen sind. Jeder Kapazität bildende Abschnitt ist aus einer feststehenden Elektrode 56, die auf der ersten feststehenden Fläche 52a eines feststehenden Blocks 52 gebildet ist, und einer beweglichen Elektrode 58, die auf der ersten beweglichen Fläche 54a eines gegenüberliegenden beweglichen Blocks 54 gebildet ist, konfiguriert. Der erste Spalt 48 stellt eine elektrische Isolierung zwischen den gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 bereit. Eine vorbestimmte Kapazität wird in dem ersten Spalt 48 durch die gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 gebildet.
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7A zeigt eine beispielhafte Konfiguration der feststehenden Elektrode 56, die auf der ersten feststehenden Fläche 52a von einem feststehenden Block 52 gebildet ist, oder der beweglichen Elektrode 58, die auf der ersten beweglichen Fläche 54a von einem beweglichen Block 54 gebildet ist. Bei diesem Beispiel ist ein Paar von feststehenden Elektroden 56 auf der ersten feststehenden Fläche 52a von einem feststehenden Block 52 gebildet, wobei jede Elektrode ein Rechteckprofil aufweist und die Elektroden in einer Längsrichtung aneinander angrenzen. Die feststehenden Elektroden 56 weisen ein identisches Profil auf und sind in der Form eines Streifens angeordnet, sodass sie voneinander elektrisch isoliert sind. Desgleichen ist ein Paar von beweglichen Elektroden 58 auf der ersten beweglichen Fläche 54a von einem beweglichen Block 54 gebildet, wobei jede Elektrode ein Rechteckprofil aufweist und die Elektroden in einer Längsrichtung aneinander angrenzen. Die beweglichen Elektroden 58 weisen ein identisches Profil auf, und sind derart angeordnet, dass sie voneinander in der Form eines Streifens elektrisch isoliert sind. Die feststehende Elektrode 56 und die bewegliche Elektrode 58 weisen ein identisches Profil auf. Die feststehende Elektrode 56 und die gegenüberliegende bewegliche Elektrode 58 sind an entsprechenden Positionen angeordnet, die ermöglichen, dass die Profile davon von der gegenüberliegenden Richtung gesehen miteinander in Deckung gebracht werden können, wenn keine der ersten Verbindungsteile 18 gebogen sind. Insgesamt vier Paare von gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 stellen insgesamt vier Kapazitäten bereit, von denen zwei in jedem von zwei ersten Spalten 48 bereitgestellt sind.
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Wenn bei dem Sechs-Achsen-Kraftsensor 10, der mit den Kapazität bildenden Abschnitten gemäß dem Beispiel von 7A ausgestattet ist, der erste bewegliche Teil 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) ausgelenkt wird, werden die erste feststehende Fläche 52a und die erste bewegliche Fläche 54a, die einander in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) gegenüberliegen, relativ zueinander in einer Richtung zueinander oder weg voneinander übersetzt (oder einer Parallelauslenkung unterworfen), um den ersten Spalt 48 einheitlich zu verkleinern oder zu vergrößern. Als Resultat ändern sich die Kapazitäten, die entsprechend in zwei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 vorgesehen sind, die sich einander in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) gegenüberstehen, in einem Modus entsprechend zueinander. Der erste Detektionsabschnitt 24 detektiert die Änderungen in dem entsprechenden Modus in den Kapazitäten und gibt einen Detektionswert aus, der die Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) darstellt. Wenn der erste bewegliche Teil 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in der Richtung auf die zweite Achse (Y-Achse) ausgelenkt wird, werden desgleichen die erste feststehende Fläche 52a und die erste bewegliche Fläche 54a, die einander in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) gegenüberliegen, relativ zueinander in einer Richtung zueinander oder weg voneinander übersetzt (oder einer Parallelauslenkung unterworfen), um den ersten Spalt 48 einheitlich zu verkleinern oder zu vergrößern. Als Resultat ändern sich die Kapazitäten, die entsprechend in zwei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 bereitgestellt sind, die sich einander in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) gegenüberstehen, in einem Modus entsprechend zueinander. Der erste Detektionsabschnitt 24 detektiert die Änderungen in dem entsprechenden Modus in den Kapazitäten und gibt einen Detektionswert aus, der die Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) darstellt.
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Wenn der erste bewegliche Teil 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in der Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) ausgelenkt wird, werden die erste feststehende Fläche 52a und die erste bewegliche Fläche 54a, die einander in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) gegenüberliegen, relativ zueinander geneigt, und die erste feststehende Fläche 52a und die erste bewegliche Fläche 54a, die einander in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) gegenüberliegen, werden auch relativ zueinander geneigt, sodass sich jeder erste Spalt 48 an einem Ende verkleinert und an dem anderen Ende wie in der Längsrichtung der feststehenden Elektrode 56 oder der beweglichen Elektrode 58 betrachtet vergrößert. Als Resultat ändern sich die Kapazitäten, die in zwei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58, die einander in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) gegenüberstehen, in unterschiedliche Modi zueinander, und die Kapazitäten, die entsprechend in zwei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 bereitgestellt sind, die sich einander in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) gegenüberstehen, ändern sich ebenfalls in unterschiedliche Modi zueinander. Der erste Detektionsabschnitt 24 detektiert die Änderungen in den unterschiedlichen Modi in den Kapazitäten und gibt einen Detektionswert aus, der die Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in der Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) darstellt.
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Wenn der erste bewegliche Teil 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in einer Richtung ausgelenkt wird, die eine Zusammensetzung von zwei oder mehr Richtungen aus der Richtung der ersten Achse (X-Achse), der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) und der Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) ist, kann der erste Detektionsabschnitt 24 desgleichen die Änderungen in den Kapazitäten, die entsprechend in zwei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58, die einander in der Richtung der ersten Achse (X-Achse) gegenüberstehen, bereitgestellt sind, und die Änderungen in den Kapazitäten, die entsprechend in zwei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58, die einander in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) gegenüberstehen, bereitgestellt sind, detektieren und kann Detektionswerte, die eine Komponente in der Richtung der ersten Achse (X-Achse), eine Komponente in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) und eine Komponente in der Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) von der Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 darstellen, ausgeben.
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Der erste Detektionsabschnitt 24 weist eine Konfiguration zum Detektieren der Auslenkungen des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in der Richtung parallel zur ersten Achse (X-Achse), der Richtung parallel zur zweiten Achse (Y-Achse) und der Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) auf. Wenn mindestens drei Kapazitäten in zwei ersten Spalten 48 bereitgestellt sind, kann dementsprechend die Auslenkung in jeder Achsenrichtung detektiert werden. Beispielsweise kann jedes von zwei Paaren von gegenüberliegenden ersten feststehenden und beweglichen Flächen 52a und 54a nur ein Paar von gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 umfassen, um eine einzelne Kapazität zu bilden. Alternativ kann ein Paar von gegenüberliegenden ersten feststehenden und beweglichen Flächen 52a und 54a mit drei oder mehr Paaren von gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 ausgestattet sein oder drei oder mehr Paare von gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Blöcken 52 und 54 können gebildet sein, um insgesamt fünf oder mehr Kapazitäten zu bilden. Des Weiteren kann eine der gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58, die in einem Paar von ersten feststehenden und beweglichen Flächen 52a und 54a gebildet sind, als eine einzelne große Elektrode gebildet sein, an die ein gemeinsames elektrisches Potenzial angelegt wird, und die andere kann als zwei oder mehr Elektroden von kleiner Größe gebildet sein, an die entsprechende elektrische Potenziale angelegt werden, deren Funktion der von dem Beispiel von 7A entspricht. Alternativ kann solch eine große Elektrode ausgelassen sein und eine der ersten feststehenden Fläche 52a und der ersten beweglichen Fläche 54a kann mit einem Massepotenzial versehen sein.
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8 zeigt die Konfiguration eines ersten Detektionsabschnitts 24' gemäß einem modifizierten Beispiel, das drei Paare von gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Blöcken 52 und 54 umfasst. In diesem modifizierten Beispiel sind drei feststehende Blöcke 54 an vorbestimmten Positionen auf der Fläche 12a von dem feststehenden Teil angeordnet 12 und drei bewegliche Blöcke 54 sind an vorbestimmten Positionen auf der Fläche 28a (4) des ersten Abschnitts 28 des ersten beweglichen Teils 14 angeordnet. Jeder feststehende Block 52 umfasst eine erste feststehende Fläche 52a (6), die sich entlang einer virtuellen Ebene erstreckt, welche die dritte Achse (Z-Achse) enthält. Die erste feststehende Fläche 52a eines feststehenden Blocks 52 und die erste feststehende Fläche 52a eines anderen der feststehenden Blöcke 52 erstrecken sich in Richtungen, die sich in einem Winkel von 60 Grad schneiden. Jeder bewegliche Block 54 umfasst eine erste bewegliche Fläche 54a (6), die sich entlang einer virtuellen Ebene erstreckt, welche die dritte Achse (Z-Achse) enthält. Die erste bewegliche Fläche 54a eines beweglichen Blocks 54 und die erste bewegliche Fläche 54a eines anderen der beweglichen Blöcke 54 erstrecken sich in Richtungen, die einander in einem Winkel von 60 Grad schneiden. Jede der drei ersten beweglichen Flächen 54a ist derart angeordnet, dass sie sich parallel in gegenüberliegender Beziehung zu einer entsprechenden der drei ersten feststehenden Flächen 52a erstreckt, die sich entlang der gleichen virtuellen Ebene erstreckt. Der erste Spalt 48 ist zwischen der ersten feststehenden Fläche 52a und der ersten beweglichen Fläche 54a in jedem der drei Paare von gegenüberliegenden Flächen gebildet.
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In dem modifizierten Beispiel, das in 8 gezeigt ist, kann ein Paar von gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 (6) in jedem der drei ersten Spalten 48 gebildet sein, sodass insgesamt drei Kapazitäten bereitgestellt werden können. Der erste Detektionsabschnitt 24' kann die Auslenkungen des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 in der Richtung der ersten Achse (X-Achse), in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse) und in der Drehrichtung über die dritte Achse (Z-Achse) basierend auf Änderungen in den Kapazitäten detektieren, die in drei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 56 und 58 bereitgestellt sind.
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Die feststehende Elektrode 56 und die bewegliche Elektrode 58 können jeweils unter Verwendung von beispielsweise einer flexiblen gedruckten Schaltung gebildet sein und können entsprechend auf die erste feststehende Fläche 52a und die erste bewegliche Fläche 54a laminiert sein. Alternativ können die feststehende Elektrode 56 und die bewegliche Elektrode 58 unter Verwendung von verschiedenen anderen Verfahren wie Aufdampfen und Drucken von leitfähiger Tinte gebildet werden. Der feststehende Block 52 kann einstückig mit dem feststehenden Teil 12 gebildet sein oder er kann separat von dem feststehenden Teil 12 und befestigt an dem feststehenden Teil 12 gebildet sein. Desgleichen kann der bewegliche Block 54 einstückig mit dem ersten Abschnitt 28 des ersten beweglichen Teils 14 gebildet sein oder er kann separat von dem ersten Abschnitt 28 und befestigt an dem ersten Abschnitt 28 gebildet sein. In jedem Fall sind der feststehende Block 52 und der bewegliche Block 54 entsprechend mindestens aus elektrisch isolierendem Material oder elektrisch isoliert von der feststehenden Elektrode 56 und der beweglichen Elektrode 58 gebildet. Wenn die erste feststehende Fläche 52a oder die erste bewegliche Fläche 54a mit dem Massepotenzial verbunden wird, kann der feststehende Block 52 oder der bewegliche Block 54 jedoch aus einem Metall gebildet sein.
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Wenn mindestens entweder der feststehende Block 52 oder der bewegliche Block 54 als ein Block getrennt von mindestens entweder dem feststehenden Teil 12 oder dem ersten Abschnitt 28 gebildet wird, kann die Bildung des ersten Spalts 48 erleichtert werden. Beispielsweise wird zuerst der feststehende Block 52 an einer vorbestimmten Position auf der Fläche 12a von dem feststehenden Teil 12 angebracht und fixiert und dann wird der bewegliche Block 54 mit einer dünnen Platte einer vorbestimmten Dicke positioniert, die zwischen der ersten feststehenden Fläche 52a und der ersten beweglichen Fläche 54a eingelegt wird; in diesem Zustand ist der bewegliche Block 54 an der Fläche 28a des ersten Abschnitts 28 angebracht und fixiert. Wenn die dünne Platte nach dem Befestigen des beweglichen Blocks 54 entfernt wird, wird der erste Spalt 48 mit einer Dimension, die der Dicke der dünnen Platte entspricht, gebildet.
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Als Nächstes wird die Konfiguration des zweiten Detektionsabschnitts 26 im Detail unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 7B beschrieben.
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Der erste bewegliche Teil 14 umfasst eine zweite feststehende Fläche 32a, welche die Fläche 32a des dritten Abschnitts 32 ist und die sich entlang einer virtuellen Ebene erstreckt, die zur dritten Achse (Z-Achse) senkrecht ist. Der zweite bewegliche Teil 20 umfasst eine zweite bewegliche Fläche 40a, welche die Fläche 40a des Grundplattenabschnitts 40 ist und die sich entlang einer virtuellen Ebene erstreckt, die zur dritten Achse (Z-Achse) senkrecht ist, wenn keine der zweiten Verbindungsteile 22 gebogen sind. Die zweite bewegliche Fläche 40a ist an einer Position angeordnet, die es ihr ermöglicht, der zweiten feststehenden Fläche 32a parallel gegenüberzustehen. Wenn keine der zweiten Verbindungsteile 22 gebogen sind, stehen sich die zweite feststehende Fläche 32a und die zweite bewegliche Fläche 40a in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) parallel gegenüber. Der zweite Spalt 50 ist zwischen der zweiten feststehenden Fläche 32a und der zweiten beweglichen Fläche 40a gebildet, die sich gegenüberliegen. In diesem Zusammenhang erklärt der Begriff „zweite feststehende Fläche 32a” eine Bewegungsbeziehung relativ zu der zweiten beweglichen Fläche 40a und bedeutet im Gegensatz zu der vorstehend erwähnten ersten „feststehenden” Fläche 52a keine dauerhaft befestigte Fläche in dem Sechs-Achsen-Kraftsensor 10.
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Der zweite Detektionsabschnitt 26 umfasst insgesamt mindestens drei Kapazität bildende Abschnitte, die elektrisch voneinander unabhängig und in dem zweiten Spalt 50 bereitgestellt sind. Jeder Kapazität bildende Abschnitt ist aus einer feststehenden Elektrode 60, die auf der zweiten feststehenden Fläche 32a gebildet ist, und einer beweglichen Elektrode 62, die auf der zweiten beweglichen Fläche 40a gebildet ist, konfiguriert. Der zweite Spalt 50 stellt eine elektrische Isolierung zwischen den gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 60 und 62 bereit. Eine vorbestimmte Kapazität ist in dem zweiten Spalt 50 durch die gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 60 und 62 gebildet. In diesem Zusammenhang erklärt der Begriff „feststehende Elektrode 60” eine Bewegungsbeziehung relativ zu der beweglichen Elektrode 62 und bedeutet im Gegensatz zu der vorstehend erwähnten „feststehenden” Elektrode 56 keine dauerhaft befestigte Elektrode in dem Sechs-Achsen-Kraftsensor 10.
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7B zeigt eine beispielhafte Konfiguration der feststehenden Elektrode 60, die auf der zweiten feststehenden Fläche 32a gebildet ist, oder von der beweglichen Elektrode 62, die auf der zweiten beweglichen Fläche 40a gebildet ist. Bei diesem Beispiel sind drei feststehende Elektroden 60, von denen jede ein fächerförmiges Profil aufweist und die in einer Umfangsrichtung aneinander angrenzen, auf der zweiten feststehenden Fläche 32a gebildet. Die feststehenden Elektroden 60 weisen ein identisches Profil auf, definieren einen Mittelpunktswinkel von 120 Grad und sind in der Form eines Kreises angeordnet, sodass sie voneinander elektrisch isoliert sind. Desgleichen sind drei bewegliche Elektroden 62, von denen jede ein fächerförmiges Profil aufweist und die in einer Umfangsrichtung aneinander angrenzen, auf der zweiten beweglichen Fläche 40a gebildet. Die beweglichen Elektroden 62 weisen ein identisches Profil auf und definieren einen Mittelpunktswinkel von 120 Grad und sind in der Form eines Kreises angeordnet, sodass sie voneinander elektrisch isoliert sind. Die feststehende Elektrode 60 und die bewegliche Elektrode 62 weisen ein identisches Profil auf. Die feststehende Elektrode 60 und die gegenüberliegende bewegliche Elektrode 62 sind an entsprechenden Positionen angeordnet, die ermöglichen, dass die Profile davon von der gegenüberliegenden Richtung gesehen miteinander in Deckung gebracht werden können, wenn keine der ersten Verbindungsteile 18 gebogen sind. Insgesamt drei Paare von gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 60 und 62 stellen insgesamt drei Kapazitäten in dem zweiten Spalt 50 bereit.
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Wenn bei dem Sechs-Achsen-Kraftsensor 10, der mit den Kapazität bildenden Abschnitten gemäß dem Beispiel von 7B ausgestattet ist, der zweite bewegliche Teil 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) ausgelenkt wird, werden die zweite feststehende Fläche 32a und die zweite bewegliche Fläche 40a, die einander in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) gegenüberliegen, relativ zueinander in einer Richtung zueinander oder weg voneinander übersetzt (oder einer Parallelauslenkung unterworfen), um den zweiten Spalt 50 einheitlich zu verkleinern oder zu vergrößern. Als Resultat wechseln die Kapazitäten, die entsprechend in drei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 60 und 62 bereitgestellt sind, in einen einander entsprechenden Modus. Der zweite Detektionsabschnitt 26 detektiert die Änderungen in dem entsprechenden Modus in den Kapazitäten und gibt einen Detektionswert aus, der die Auslenkung des zweiten beweglichen Teils 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) darstellt.
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Wenn der zweite bewegliche Teil 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 in der Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse) oder die zweite Achse (Y-Achse) ausgelenkt wird, werden die zweite feststehende Fläche 32a und die zweite bewegliche Fläche 40a relativ zueinander geneigt, sodass sich der zweite Spalt 50 an einem Ende verkleinert und an dem anderen Ende wie betrachtet in der Radialrichtung der feststehenden Elektrode 60 oder der beweglichen Elektrode 62 vergrößert. Als Resultat wechseln die Kapazitäten entsprechend in drei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 60 und 62, die einander in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) gegenüberstehen, in zueinander unterschiedliche Modi. Der zweite Detektionsabschnitt 26 detektiert die Änderungen in den unterschiedlichen Modi in den Kapazitäten und gibt einen Detektionswert aus, der die Auslenkung des zweiten beweglichen Teils 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 in der Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse) oder die zweite Achse (Y-Achse) darstellt.
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Wenn der zweite bewegliche Teil 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 in einer Richtung ausgelenkt wird, die eine Zusammensetzung von zwei oder mehr Richtungen aus der Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse), der Drehrichtung über die zweite Achse (Y-Achse) und der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) ist, kann der zweite Detektionsabschnitt 26 desgleichen die Änderungen in den Kapazitäten detektieren, die entsprechend in drei Paaren von feststehenden und beweglichen Elektroden 60 und 62, die einander in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) gegenüberstehen, bereitgestellt sind, und kann Detektionswerte, die eine Komponente in der Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse), eine Komponente in der Drehrichtung über die zweite Achse (Y-Achse) und eine Komponente in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) von der Auslenkung des zweiten beweglichen Teils 20 darstellen, ausgeben.
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Der zweite Detektionsabschnitt 26 weist eine Konfiguration zum Detektieren der Auslenkungen des zweiten beweglichen Teils 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 in der Drehrichtung über die erste Achse (X-Achse), die Drehrichtung über die zweite Achse (Y-Achse) und die Richtung parallel zur dritten Achse (Z-Achse) auf. Wenn mindestens drei Kapazitäten in dem zweiten Spalt 50 bereitgestellt sind, kann dementsprechend die Auslenkung in jeder Achsenrichtung detektiert werden. Beispielsweise können vier oder mehr Kapazitäten durch Bilden von vier oder mehr Paaren von gegenüberliegenden feststehenden und beweglichen Elektroden 60 und 62 auf der zweiten feststehenden Fläche 32a und der zweiten beweglichen Fläche 40a gebildet sein. Weiter können die feststehenden und beweglichen Elektroden 60 und 62 jede Form außer der veranschaulichten Fächerform aufweisen und können jede Anordnung außer der veranschaulichten kreisförmigen Anordnung aufweisen. Des Weiteren kann eine der feststehenden Elektrode 60, die auf der zweiten feststehenden Fläche 32a gebildet ist, und der beweglichen Elektrode 62, die auf der zweiten beweglichen Fläche 40a gebildet ist, als eine einzelne große Elektrode gebildet sein, an die ein gemeinsames elektrisches Potenzial angelegt wird, und die andere kann als drei oder mehr Elektroden kleiner Größe gebildet sein, an die entsprechende elektrische Potenziale angelegt werden, deren Funktion der vom Beispiel von 7B entspricht. Alternativ kann solch eine große Elektrode ausgelassen sein und jede der zweiten feststehenden Fläche 32a und der zweiten beweglichen Fläche 40a mit dem Massepotenzial versehen sein, um eine Kapazität bereitzustellen.
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Die feststehende Elektrode 60 und die bewegliche Elektrode 62 können jeweils unter Verwendung von beispielsweise einer flexiblen gedruckten Schaltung gebildet sein und können entsprechend an die zweite feststehende Fläche 32a und die zweite bewegliche Fläche 40a laminiert sein. Alternativ können die feststehende Elektrode 60 und die bewegliche Elektrode 62 unter Verwendung von verschiedenen anderen Verfahren wie Aufdampfen und Drucken von leitfähiger Tinte gebildet werden. Der dritte Abschnitt 32 des ersten beweglichen Teils 14 und der Grundplattenabschnitt 40 des zweiten beweglichen Teils 20 sind entsprechend entweder aus elektrisch isolierendem Material oder elektrisch isoliert von der feststehenden Elektrode 60 und der beweglichen Elektrode 62 gebildet. Wenn jedoch die zweite feststehende Fläche 32a oder die zweite bewegliche Fläche 40a mit dem Massepotenzial verbunden wird, kann der dritte Abschnitt 32 oder der Grundplattenabschnitt 40 aus einem Metall gebildet sein. Der zweite Spalt 50 kann durch Einführen der Abstandselemente 39 zum Bilden des Raums 38 zwischen den zweiten und dritten Abschnitten 30 und 32 des ersten beweglichen Teils 14 (oder durch Vorsehen von Vorsprüngen, welche die äquivalente Funktion aufweisen) bei einer gewünschten Dimension aufrechterhalten werden.
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Der Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 ist konfiguriert, eine Detektion einer Kraftkomponente in der Richtung der ersten Achse (X-Achse in der Zeichnung), einer Kraftkomponente in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse in der Zeichnung), einer Kraftkomponente in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse in der Zeichnung), einer Momentenkomponente über die erste Achse, einer Momentenkomponente über die zweite Achse und einer Momentenkomponente über die dritte Achse von einer Kraft zu ermöglichen, die auf den zweiten beweglichen Teil 20 ausgeübt wird, wobei Bezug auf den vorstehend erwähnten Auslenkungsdetektionswert, der durch den ersten Detektionsabschnitt 24 detektiert wird, und den vorstehend erwähnten Auslenkungsdetektionswert, der durch den zweiten Detektionsabschnitt 26 detektiert wird, genommen wird. Die Detektion der Kraftkomponenten und der Momentenkomponenten kann durch eine Berechnungsvorrichtung erreicht werden, die separat von dem Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 bereitgestellt wird. Alternativ kann der Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 wie gezeigt in 1 einen Berechnungsabschnitt 64 umfassen, der konfiguriert ist, die Kraftkomponente in der Richtung der ersten Achse (X-Achse in der Zeichnung), die Kraftkomponente in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse in der Zeichnung), die Kraftkomponente in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse in der Zeichnung), die Momentenkomponente über die erste Achse, die Momentenkomponente über die zweite Achse und die Momentenkomponente über die dritte Achse von der Kraft, die auf den zweiten beweglichen Teil 20 ausgeübt wird, basierend auf dem Auslenkungsdetektionswert, der durch den ersten Detektionsabschnitt 24 detektiert wird, und den Auslenkungsdetektionswert, der durch den zweiten Detektionsabschnitt 26 detektiert wird, zu berechnen.
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Die Kraftkomponenten und die Momentenkomponenten können von dem Auslenkungsdetektionswert unter Verwendung von beispielsweise einem Verfahren berechnet werden, das eine Matrixberechnung zwischen dem Auslenkungsdetektionswert und einer Transformationskoeffizientenmatrix ausführt, die im Voraus erlangt wird. Die Transformationskoeffizientenmatrix kann unter Verwendung eines bekannten mathematischen Verfahrens durch Ausüben einer bekannten Last auf den Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 in verschiedenen Richtungen und durch Sammeln von Auslenkungsdaten, die den Kraft- und Momentenkomponenten der ausgeübten Last entlang den sechs Achsen entsprechen, erlangt werden. Da die Kapazität umgekehrt proportional zum Abstand zwischen der feststehenden Elektrode 56, 60 und der beweglichen Elektrode 58, 62 ist, können der erste Detektionsabschnitt 24 und der zweite Detektionsabschnitt 26 jeweils die Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 oder des zweiten beweglichen Teils 20 von dem Kehrwert des detektierten Kapazitätsänderungsbetrags erlangen und können das Ergebnis als den Detektionswert ausgeben. Unter Verwendung eines bekannten mathematischen Verfahrens kann der Berechnungsabschnitt 64 jedoch beispielsweise direkt die Kraftkomponenten und Momentenkomponenten basierend auf den Rohdaten erlangen, die den Kapazitätsänderungsbetrag darstellen, der durch jeden der ersten und zweiten Detektionsabschnitte 24 und 26 detektiert wird (d. h., basierend auf dem Detektionswert der Kapazität). In diesem Fall geben die ersten und zweiten Detektionsabschnitte 24 und 26 jeweils den detektierten Kapazitätsänderungsbetrag als den Detektionswert aus. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zu verstehen, dass „die ersten und zweiten Detektionsabschnitte 24 und 26 detektieren die Kapazitätsänderung” von einer mathematischen Sichtweise das Gleiche bedeutet wie „die ersten und zweiten Detektionsabschnitte 24 und 26 detektieren die Auslenkung des entsprechenden beweglichen Teils 14, 20”.
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Der Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, bei der der feststehende Teil 12 und der erste bewegliche Teil 14 durch die ersten Verbindungsteile 18 auf solche Art und Weise verbunden sind, dass der erste bewegliche Teil 14 in einem Modus mit drei Freiheitsgraden ausgelenkt werden kann; der erste bewegliche Teil 14 und der zweite bewegliche Teil 20 durch die zweiten Verbindungsteile 22 auf solche Art und Weise verbunden sind, dass der zweite bewegliche Teil 20 in einem Modus mit drei Freiheitsgraden ausgelenkt werden kann, was sich von dem Auslenkungsmodus des ersten beweglichen Teils 14 unterscheidet; der erste Detektionsabschnitt 24 die Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 detektiert; und der zweite Detektionsabschnitt 26, der sich von dem ersten Detektionsabschnitt 24 unterscheidet, die Auslenkung des zweiten beweglichen Teils 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 detektiert. Da die entsprechenden Auslenkungen in sechs Achsen durch die ersten und zweiten Detektionsabschnitte 24 und 26 mit einem Abschnitt, der eine Detektion in Bezug auf drei Freiheitsgrade mit dem anderen Detektionsabschnitt teilt, detektiert werden können, können die Auslenkungen mit hoher Genauigkeit detektiert werden. Da jeder von dem Bestandteil, der veranlasst, dass die Auslenkung durch den ersten Detektionsabschnitt 24 detektiert wird, und dem Bestandteil, der veranlasst, dass die Auslenkung durch den zweiten Detektionsabschnitt 26 detektiert wird, eine Konfiguration aufweisen kann, die Auslenkungen mit nur drei Freiheitsgraden ermöglicht, und da der erste bewegliche Teil 14 beiden Bestandteilen gemeinsam ist, wird die Struktur des Sechs-Achsen-Kraftsensors 10 vereinfacht, die Verarbeitung wie auch der Zusammenbau der Komponenten erleichtert und eine Reduzierung bei den Herstellungskosten erreicht.
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Insbesondere weist der Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 eine Konfiguration auf, bei der der erste Spalt 48 zwischen dem feststehenden Teil 12 und dem ersten beweglichen Teil 14 definiert ist und jede Kapazitätsänderung in dem ersten Spalt 48 durch den ersten Detektionsabschnitt 24 detektiert wird; der zweite Spalt 50 zwischen dem ersten beweglichen Teil 14 und dem zweiten beweglichen Teil 20 definiert ist und jede Kapazitätsänderung in dem zweiten Spalt 50 durch den zweiten Detektionsabschnitt 26 detektiert wird; und daher können der erste Spalt 48 und der zweite Spalt 50 separat mit guter Genauigkeit definiert werden. Als Resultat kann die Kapazitätsänderung in jedem der ersten und zweiten Spalten 48 und 50 mit hoher Genauigkeit detektiert werden, und daher kann die Auslenkung des ersten beweglichen Teils 14 relativ zu dem feststehenden Teil 12 und die Auslenkung des zweiten beweglichen Teils 20 relativ zu dem ersten beweglichen Teil 14 entsprechend mit hoher Genauigkeit detektiert werden.
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Die 9 und 10 stellen einen Sechs-Achsen-Kraftsensor 70 gemäß einer zweiten Ausführungsform dar. Der Sechs-Achsen-Kraftsensor 70 ist in der Konfiguration mit dem Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 identisch, außer, dass der dritte Abschnitt 32 des ersten beweglichen Teils 14 in dem Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 ausgelassen ist. Daher sind entsprechende Komponenten mit ähnlichen Bezugsnummern bezeichnet und die Beschreibung dieser Komponenten wird nicht wiederholt.
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Der Sechs-Achsen-Kraftsensor 70 umfasst einen feststehenden Teil 12, einen ersten beweglichen Teil 72, einen ersten Verbindungsteil 18, einen zweiten beweglichen Teil 20, einen zweiten Verbindungsteil 22, einen ersten Detektionsabschnitt 24 und einen zweiten Detektionsabschnitt 26. Der erste bewegliche Teil 72 umfasst einen rechteckigen flachen tellerartigen ersten Abschnitt 28 und einen rechteckigen rahmenartigen zweiten Abschnitt 30. Der erste Abschnitt 28 und der zweite Abschnitt 30 sind separat voneinander gebildet und einstückig aneinander befestigt. Der erste Abschnitt 28 und der zweite Abschnitt 30 können beispielsweise, durch einen Bolzen 34 aneinander befestigt sein. Die Fläche 28c des ersten Abschnitts 28, der sich auf der Seite (Oberseite in der Zeichnung) gegenüber der Fläche 28a erstreckt, steht der Fläche 30a von dem zweiten Abschnitt 30 mit einem Raum 38 gegenüber, der dazwischen definiert ist.
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Der erste bewegliche Teil 72 umfasst eine zweite feststehende Fläche 28c, die eine Fläche 28c von dem ersten Abschnitt 28 ist und die sich entlang einer virtuellen Ebene erstreckt, die zu der dritten Achse (Z-Achse) senkrecht ist. Die zweite bewegliche Fläche 40a, welche die Fläche 40a von dem zweiten beweglichen Teil 20 ist, ist an einer Position angeordnet, die ermöglicht, dass die zweite bewegliche Fläche 40a der zweiten feststehenden Fläche 28c parallel gegenübersteht. Wenn keine der zweiten Verbindungsteile 22 gebogen sind, stehen sich die zweite feststehende Fläche 28c und die zweite bewegliche Fläche 40a parallel zueinander in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse) gegenüber. Der zweite Spalt 50 ist zwischen der zweiten feststehenden Fläche 28c und der zweiten beweglichen Fläche 40a gebildet, die sich gegenüberstehen. Jeder von mindestens drei Kapazität bildenden Abschnitten, die in dem zweiten Spalt 50 bereitgestellt sind, umfasst eine feststehende Elektrode 60, die auf der zweiten feststehenden Fläche 28c gebildet ist, und eine bewegliche Elektrode 62, die auf der zweiten beweglichen Fläche 40a gebildet ist. Der zweite Spalt 50 kann bei einer gewünschten Größe durch die Abstandselemente 39 zum Bilden des Raums 38 zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 28 und 30 des ersten beweglichen Teils 14 (oder durch Vorsprünge, welche die äquivalente Funktion aufweisen) sichergestellt werden.
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Der Sechs-Achsen-Kraftsensor 70 gemäß der zweiten Ausführungsform arbeitet in der gleichen Weise wie der Sechs-Achsen-Kraftsensor 10 gemäß der ersten Ausführungsform, um eine Detektion einer Kraftkomponente in der Richtung der ersten Achse (X-Achse), einer Kraftkomponente in der Richtung der zweiten Achse (Y-Achse), einer Kraftkomponente in der Richtung der dritten Achse (Z-Achse), einer Momentenkomponente über die erste Achse, einer Momentenkomponente über die zweite Achse und einer Momentenkomponente über die dritte Achse von einer Kraft zu ermöglichen, die auf den zweiten beweglichen Teil 20 ausgeübt wird, wobei Bezug auf den Detektionswert des ersten Detektionsabschnitts 24 und den Detektionswert des zweiten Detektionsabschnitts 26 genommen wird. Der Sechs-Achsen-Kraftsensor 70 mit der vorstehenden Konfiguration bietet einen Effekt, der dem vorstehend erwähnten Effekt des Sechs-Achsen-Kraftsensors 10 äquivalent ist. Weiter kann bei dem Sechs-Achsen-Kraftsensor 70 eine weitere Reduzierung bei den Herstellungskosten erreicht werden, da die Konfiguration des ersten beweglichen Teils 72 im Vergleich zu der des ersten beweglichen Teils 14 vereinfacht ist.
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Während die Konfigurationen der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung auf keine spezielle hierin veranschaulichte Konfiguration begrenzt. Beispielsweise müssen der erste Detektionsabschnitt und der zweite Detektionsabschnitt nicht auf die veranschaulichte Konfiguration begrenzt sein, die eine Auslenkung von einer Kapazitätsänderung detektiert, sondern können durch eine Konfiguration implementiert sein, die ein Auslenkungsdetektionsmittel einer anderen geeigneten Art wie eine optische oder magnetische Art verwendet. Auf diese Weise ist es dem Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen ausgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung wie definiert durch die angefügten Ansprüche abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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