DE3937164A1 - Verfahren und anordnung zur simultanen messung von kraeften und momenten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur simultanen Messung von Kräften und Momenten gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein derartiges Meßverfahren ist beispielsweise aus dem Europäischen Patent 1 77 284 oder dem Europäischen Patent 2 91 365 bekannt, wobei kleine Verbiegungen eines vergleichsweise starren Gebildes aufgrund von angreifenden Kräften und/oder Momenten erfaßt werden. Dies erfolgt ohne nennenswerte Verschiebungen, wie es beispielsweise in Greifergelenken von Handhabungssystemen der Fall ist. Da der Meßkopf ein starres Gebilde ist, wird einer an diesem zugreifenden Hand kein Gefühl als Reaktion auf die erzeugten Kräfte und Momente vermittelt. Eine Entkopplung der Kräfte und Momente, bzw. der diesbezüglichen Signale erfolgt in der Regel nicht. Schließ­ lich sind die mittels Dehnungsstreifen erzeugten Signale in der Größenordnung von Mikrovolt recht klein, wodurch eine recht hohe Störanfälligkeit gegeben ist und zusätzliche Maßnahmen zur Verminderung derselben erforderlich sind.

Ferner können Kräfte und Momente berührungslos mit einem optischen Verfahren erfaßt werden. Dieses Verfahren wurde von G. Hirzinger anläßlich des "Advanced Robotics Programme Workshop on Manipulators, Sensors and Steps Towards Mobility" im Kernforschungszentrum Karlsruhe, 11. bis 13. Mai 1987, der Öffentlichkeit im Vortrag 22 vorgestellt. Hierbei fällt ein Lichtstrahl durch sechs geeignet angeordnete Schlitze in einem Schirm auf PSD-Sensoren. Der Schirm wird durch Kräfte und Momente gegenüber den starr angeordneten Sensoren bewegt, deren Signale ein Maß für die Kraft- und Momentkomponenten darstellen. Dieses Verfahren hat zwar alle Vorteile eines berührungslosen Meßverfahrens, doch werden die erfaßten Signale nicht entkoppelt. Die einzelnen Komponenten müssen aus mehreren Meßsignalen mit unterschiedlichen Koeffizienten berechnet werden. Ungleiche Sensoren und Temperatureffekte erfordern eine aufwendige Korrektur.

Schließlich ist aus dem Europäischen Patent 2 27 432 eine Anordnung mit sechs Blattfedern bekannt, welche in drei zueinander senkrechten Achsen angeordnet sind und sich gegen einen starren Rahmen in jeweils fünf Freiheitsgraden bewegen können. Die Durchbiegung eines Federpaares hängt nur von der Komponente der Kraft oder des Drehmoments senkrecht zur Ebene des Federblattes ab, wobei die Kraft- und Drehmomentkomponen­ ten entkoppelt sind. Gemäß diesem Meßverfahren wird be­ rührungslos die Durchbiegung der Federn gemessen, doch liegen die gemessenen Komponenten in einem Winkel von 45 Grad zu der durch einen Standfuß oder dergleichen vorgegebenen Richtung. Ferner bedingt die Fesselung der Blattfedern in einem Frei­ heitsgrad in den erforderlichen Führungsschlitzen Gleit­ reibung, so daß bei größeren Auslenkungen die Möglichkeit einer mechanischen Hysterese gegeben ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, bei welchem die verschiedenen Komponenten einer gemessenen Kraft oder eines Drehmoments in den durch einen Standfuß oder dergleichen vorgegebenen Raumrichtungen entkoppelt sind. Die Weiterverarbeitung der erzeugten Signale soll ohne Verstärkung möglich sein und Temperatureinflüsse sollen zuverlässig kompensiert werden können. Des weiteren soll das Verfahren eine berührungslose Messung der Kräfte und Drehmomente ermöglichen. Die zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagende Anordnung soll eine einfache und gleichwohl funktionssichere Konstruktion aufweisen, um die dem Verfahren innewohnenden Vorteile und Möglichkeiten ohne Einschränkungen und Nachteile in die Praxis umzusetzen.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der gattungsgemäßen Art gemäß dem im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die berührungslose Messung von Kräften und Momenten unter Zugrundelegung eines starren Achsenkreuzes mit drei, bevorzugt orthogonal zueinan­ der angeordneten Achsen. Dem starren Achsenkreuz ist ein starrer Rahmen zugeordnet, über welchen von außen in das Meßsystem die Kräfte und Momente eingeleitet werden, wobei über Federn die zweckmäßig gedämpfte Fesselung mit dem starren Achsenkreuz erfolgt. Der starre Außenrahmen kann die Kontur einer Kugel oder die Form eines Handgriffes oder dergleichen aufweisen. Er kann somit in zweckmäßiger Weise von einem Benutzer mit der Hand ergriffen und entsprechend manipuliert werden. Hierbei werden mittels Sensoren zwischen dem inneren Achsenkreuz und dem umgebenden Rahmen Abstands­ änderungen erfaßt. Die Sensoren sind in der Weise angeordnet, daß sämtliche sechs räumliche Freiheitsgrade, nämlich die drei translatorischen und die drei rotatorischen Freiheits­ grade, erfaßt werden.

Die Sensoren sind jeweils an den Enden von insgesamt sechs Armen des starren Achsenkreuzes angeordnet. Von besonderer Bedeutung ist es, an jedem Ende eines Armes zwei derartige berührungslose Sensoren vorzusehen, deren Signale bei einer Bewegung des starren Rahmens sich gegensinnig ändern, wobei die Kraftkomponenten ebenso wie die Drehmomentkomponenten durch Differenzbildung entsprechender Signale bestimmt werden. Die Komponenten sind somit entkoppelt, und aufgrund der Differenzmessung werden sämtliche Driften, und zwar insbesondere Temperaturdriften, kompensiert.

Der erfindungsgemäß zur Durchführung des Verfahrens vor­ geschlagene Sensor benötigt in vorteilhafter Weise eine einfache Messung der voneinander entkoppelten Komponenten der Kräfte und Momente, welche von außen mit einer Hand auf den Rahmen ausgeübt werden. Dieser Außenrahmen ist in zweck­ mäßiger Weise als eine von der Hand erfaßbare Sensorkugel oder dergleichen ausgebildet und mittels gedämpften Federn an das starre Achsenkreuz gefesselt. Der Außenrahmen weist ent­ sprechend den sechs Armen des inneren Achsenkreuzes angeord­ nete Aussparungen in der Weise auf, daß einerseits die Relativbewegungen in den sechs Freiheitsgraden ermöglicht werden und andererseits die zur Fesselung vorgesehenen Druckfedern sowie die Sensoren aufgenommen werden. Im Inneren des Außenrahmens sind zwei Typen von Aussparungen vorgesehen. Die Aussparungen des ersten Typs sind als insgesamt sechs Paßsitze für Montagerahmen der Druckfedern ausgebildet, mittels welchen die Fesselung an das starre Achsenkreuz erfolgt. Nach dem zweiten Typ sind sechs im wesentlichen rechteckförmige Aussparungen an den Enden des Achsenkreuzes vorgesehen, wobei diese Aussparungen den Sensoren zugeordnet sind. Bei Ausbildung als Reflexsensor sind die jeweils gegenüberliegenden inneren Oberflächen der Aussparungen des zweiten Typs einheitlich ausgebildet und insbesondere weiß gefärbt, um einheitliche Reflexionsverhältnisse für die Reflexsensoren zu erhalten. Die zu den vorstehend erwähnten Oberflächen senkrecht angeordneten inneren Oberflächen bilden Anschläge und begrenzen die möglichen Relativbewegungen des Außenrahmens bezüglich des Achsenkreuzes.

Das Achsenkreuz besteht aus Hohlprofilen, die im Zentrum miteinander verbunden sind. Das Achsenkreuz ist fest mit einem massiven Standfuß verbunden, und die Signale der ent­ sprechend gemessenen Komponenten liegen in der gleichen Richtung, so daß keine aufwendigen Umrechnungen der Signale erforderlich sind. Die im Inneren hohlen Arme tragen die Reflexsensoren und deren Widerstände, wobei die Zuleitungen und die Signalleitungen durch das hohle Achsenkreuz zum Standfuß geführt sind. In diesem Standfuß befindet sich erfindungsgemäß ein vorverarbeitender Rechner. Die gemessenen Kräfte und Momente werden nach Vorverarbeitung in diesem Mi­ krorechner über eine herkömmliche Schnittstelle einem An­ wender bzw. einem Anwenderprogramm zur Verfügung gestellt, um nachfolgend entsprechende Steuerungsaufgaben erledigen zu können.

Setzt man einmal voraus, daß ein Angriffpunkt in das Werk­ zeug eines Handhabungsgerätes verlegt sei und die Kraft als Geschwindigkeit und das Drehmoment als Winkelgeschwindigkeit des Werkzeuges interpretiert wird, so bildet die er­ findungsgemäße Vorrichtung ein Steuerelement für ein derarti­ ges Handhabungsgerät. Weiterhin kann man sich den Angriffs­ punkt in ein dreidimensionales Objekt verlegt vorstellen, welches auf dem Bildschirm von einem Rechner dargestellt wird. So kann unter Zugrundelegung der vorstehenden Umdeutung von Kräften und Momenten das Objekt auf dem Bildschirm in seinen sechs Freiheitsgraden bewegt werden. Die erfindungsge­ mäße Anordnung ist somit eine Eingabeeinheit, um entsprechend manuell ausgeübten Kräften und/oder Momenten, insbesondere elektrische Steuersignale, erfindungsgemäß zu erzeugen. Aufgrund der federelastischen, im übrigen aber freien Kopplung zwischen dem Außenrahmen bezüglich des starren Achsenkreuzes, wird der angreifenden Hand eine Reaktion auf die erzeugten Kräfte und Momente vermittelt, wobei die Rückwirkung entsprechend der Federsteifigkeit der Federn entsprechend den Anforderungen vorgebbar ist.

Weitere besonders zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben und ferner der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Anordnung zur simultanen Messung von Kräften und Momenten,

Fig. 2 schematisch die Anordnung gemäß Fig. 1 in einem Längsschnitt in der Y-Z Ebene,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 2 bei Einwirkung einer Kraft in Richtung einer Achse,

Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 2 beim Einwirken eines Moments.

In Fig. 1 ist ein starres Achsenkreuz 2 dargestellt, welches insgesamt sechs fest miteinander verbundene Arme 4-9 aufweist. Diese Arme 4-9 sind jeweils orthogonal zueinander ausgerichtet, und zwar entsprechend den drei Raumachsen X, Y und Z eines seinen Nullpunkt im Zentrum 10 des Achsenkreuzes 2 aufweisenden kartesischen Koordinatensystems. So liegen die Arme 4 und 5 auf der X-Achse, die Arme 6 und 7 auf der Y- Achse und die Arme 8 und 9 auf der Z-Achse. Die Arme 4-9 sind als Hohlprofile ausgebildet, so daß elektrische Lei­ tungen der nachfolgend noch zur erläuternden Sensoren pro­ blemlos angordnet und zu einem Standfuß 12 geführt werden können. In dem Standfuß sind eine Auswerteelektronik, ein Rechner oder dergleichen angeordnet, wobei keinerlei flexible Leitungen oder elektrische Abgriffe erforderlich sind. Wie ersichtlich, sind an den Enden der Arme 4-9 Sensoren 14- 19 angeordnet, welche insbesondere als Reflexsensoren aus­ gebildet sind und den Abstand zu einem hier mit gestrichelten Linien angedeuteten Außenrahmen 20 erfassen. Der Außenrahmen 20 ist so groß, daß er von der Hand eines Benutzers erfaßt und manipuliert werden kann, um Kräfte oder Drehmomente einzuleiten. Zweckmäßig ist der Außenrahmen 20 als eine Kugel ausgebildet und weist einen Durchmesser in der Größenordnung zwischen 5 und 15 Zentimetern auf.

Den Sensoren 14-19 jeweils diametral gegenüberliegend sind an den Enden der Arme 4-9 zusätzliche Sensoren 24-29 angeordnet. Diese paarweise Anordnung von Sensoren an den insgesamt sechs Armen ermöglicht in besonders zweckmäßiger Weise die Differenzbildung von Signalen, wodurch Driften, und zwar insbesondere die Temperaturdrift, zuverlässig kompen­ siert werden. Grundsätzlich genügt es im Rahmen dieser Erfindung pro Arm einen Sensor entsprechend anzuordnen, um die Kraft- bzw. Drehmomentkomponenten zu erfassen, doch ist die erläuterte paarweise Anordnung aus den aufgezeigten Gründen besonders sinnvoll.

Die Fesselung des Außenrahmens 20 bezüglich des feststehenden Achsenkreuzes 2 erfolgt mit einer Anzahl von übereinstimmend ausgebildeten Federn 30. Diese Federn sind bevorzugt als gedämpfte Druckfedern ausgebildet, deren Dämpfungscharak­ teristik erfindungsgemäß vorgegeben wird. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind pro Arm jeweils zwei derartige Federn 30 diametral gegenüberliegend mit ihren inneren Enden auf dem jeweiligen Arm 4-9 abgestützt. Pro Arm ist ferner ein Montagerahmen 34-39 vorgesehen, an welchem die äußeren Enden der gedämpften Federn 30 bevorzugt unter einer vor­ gegebenen Vorspannung anliegen. Zur Fertigung und Montage der Vorrichtung werden zunächst die Federn 30 und die Mon­ tagerahmen 34-39 bezüglich des Achsenkreuzes 2 in der dargestellten Weise angeordnet. Danach wird der Außenrahmen 20 mit geeigneten Aussparungen (erster Typ) , die als Paßsitze ausgebildet sind, um das Achsenkreuz herum angeordnet. Der Außenrahmen 20 besteht aus zwei Teilen, wobei die Teilungse­ bene beispielsweise im wesentlichen mit der X-Y-Ebene über­ einstimmt. Die Montagerahmen 34-39 ermöglichen eine ein­ fache und gleichwohl zuverlässige Konstruktion und Montage, wobei eine ordnungsgemäße Anordnung und Ausrichtung der insgesamt zwölf Druckfedern innerhalb des Außenrahmens 20 gewährleistet wird.

Wie bereits dargelegt, besteht das Achsenkreuz aus im Zentrum miteinander verbundenen Hohlprofilen, welche eine günstige Fertigung ermöglichen. Auch die Montagerahmen 34-39 werden mit geringem Aufwand aus Hohlprofilen gefertigt, die ledig­ lich auf die entsprechende Länge geschnitten werden. Bei den Druckfedern 30 handelt es sich um gedämpfte Federn, und die Steifigkeit derselben wird den Erfordernissen entsprechend vorgegeben. Der insbesondere als Kugel und/oder zweiteilig ausgebildete Außenrahmen 20 umschließt das Achsenkreuz 2 mit den Sensoren 14-19, 24-29 und den Federn 30, wodurch ein optimaler Schutz zur Umgebung hin erreicht wird. Der Außen­ rahmen 20 weist die bereits erwähnten Aussparungen mit den Paßflächen für die Montagerahmen 34-39 auf und ferner die zusätzlichen Aussparungen 44-49 des bereits erwähnten zweiten Typs. Die den Sensoren 14-19 und 24-29 gegenüber­ liegenden inneren Oberflächen der Aussparungen 44-49 weisen die gleiche Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere weiße Farbe auf. Hierdurch werden einheitliche Reflexionsverhält­ nisse für sämtliche Reflexsensoren erhalten. Es sei festge­ halten, daß die Oberflächen der genannten rechteckförmigen Aussparungen in der Nullstellung des Außenrahmens 20 im wesentlichen parallel zu den Raumachsen X, Y und Z ausgerich­ tet sind. Die Ebenen der planen Oberflächen liegen jeweils parallel zu den zwei Raumachsen definierten Ebenen.

In Fig. 2 ist die Anordnung schematisch in einem Längsschnitt in der Y-Z-Ebene dargestellt, wobei hier die Ausbildung der Arme 6-9 als Hohlprofile gut zu erkennen ist. Der untere Arm 7 ist mit dem Standfuß 12 fest verbunden, dessen Rechner und sonstige Elektronikteile nicht weiter dargestellt sind. Die Arme 6, 7 ragen in die Aussparungen 46, 47 (zweiter Typ), an deren inneren Oberflächen die Strahlen der paarweise angeordneten Reflexsensoren 16, 26 sowie 17, 27 reflektiert werden. Wie ersichtlich, können somit die Abstände zwischen dem als Sensorkugel ausgebildeten Außenrahmen 20 und dem starren Achensekreuz 2 sensiert werden. ln der dargestellten Nullposition des Außenrahmens 20 sind die Signale sämtlicher Sensoren gleich groß. Evtl. Abweichungen infolge von Toleran­ zen oder dergleichen werden gegebenenfalls mittels des Rechners ausgeglichen.

Gemäß Fig. 3 ist der Außenrahmen 20 mittels einer Kraft F entgegen der Richtung der Z-Achse linear ausgelenkt. Entspre­ chend den geänderten Abständen zwischen den Reflexsensoren und den inneren Oberflächen sind die mittels den Sensoren 16, 26, 17 und 27 erfaßten Signale S16, S26, S17 und S27 geändert. Die Kraftkomponente wird erfindungsgemäß durch Differenzbildung aus den Signalen der Sensorpaare der beiden Arme einer Raumachse gemäß folgender Gleichung bestimmt:

(S16-S26) + (S17-S27).

Bei der dargestellten Auslenkung des Außenrahmens in der Z- Achse verändern sich die Signale der anderen Sensoren nicht, da die Lichtstrahlen an den jeweils zugeordneten inneren Oberflächen der Aussparungen nur entlang bewegt werden, ohne daß eine Abstandsänderung erfolgt. Voraussetzung ist hierbei, daß im Rahmen der Erfindung die den Reflexsensoren jeweils zugeordneten inneren Oberflächen parallel zu den jeweils beiden anderen Raumachsen verlaufen, die senkrecht zur Meß­ bzw. Strahlrichtung stehen.

Gemäß Fig. 4 wirkt auf den Außenrahmen 20 ein Drehmoment M um die zur Zeichenebene senkrecht stehende X-Achse. Die Abstände und damit die Signale der Sensorpaare 16, 26 sowie 17, 27 ändern sich gegensinnig. Das einwirkende Moment wird aus den Differenzsignalen der jeweils auf der gleichen Seite bezüg­ lich der Y-Achse liegenden Sensoren 16, 17 bzw. 26, 27 bestimmt, wobei aus den Beträgen der genannten Differenzen die Summe gemäß nachstehender Gleichung bestimmt wird:

(S16-S17) + (S26-S27).

Die Drehrichtung wird hierbei aus der Differenz, insbesondere der Signale S16-S17, bestimmt.

Desweiteren können im Rahmen dieser Erfindung das einwirkende Moment und dessen Drehrichtung unmittelbar aus der Summe von Differenzsignalen bestimmt werden. Hierbei werden beispiels­ weise in der Raumebene Y-Z, welche von der Achse X geschnit­ ten wird, um welche das Drehmoment M wirkt, die Differenzen aus den Abstandsänderungen der Sensorpaare 16, 17 bzw. 27, 26 erfaßt, welche jeweils auf der gleichen Seite bezüglich der Y-Achse liegen. In Verbindung mit der Fig. 4 ergibt sich, daß die nach der nachfolgenden Gleichung bestimmte Summe der Differenzen entsprechend der Drehrichtung einen negativen oder positiven Wert liefert:

(S16-S17) + (S27-S26).

Die Drehmomente um die anderen Raumachsen werden in der entsprechenden Weise aus den Signalen der anderen Reflexsen­ soren bestimmt. Festzuhalten bleibt an dieser Stelle, daß gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechend ausgebildeten Anordnung eine einfache und zuverlässige Messung der voneinander entkoppelten Komponenten der Kräfte und Momente gewährleistet wird, welche von einer Hand auf den Außenrahmen 20 ausgeübt werden.

Bezugszeichen

 2 Achsenkreuz
 4-9 Arm
10 Zentrum
12 Standfuß
14-19 Sensor
20 Außenrahmen
24-29 Sensor
30 Druckfeder
34-39 Montagerahmen
44-49 Aussparung
F Kraft
M Moment
S14-S19 Signal des Sensors 14-19
S24-S29 Signal des Sensors 14-19
S24-S29 Signal des Sensors 24-29

Claims (10)

1. Verfahren zur simultanen Messung von Kräften und Momenten, wobei mittels Sensoren die an einem Außenrahmen angreifenden Kräfte und Momente erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung berührungslos von drei starren Achsen aus erfolgt, bezüglich denen der Außen­ rahmen bewegbar angeordnet ist, und daß die Messungen der Komponenten der Kraft und des Drehmoments in Richtung der Achsen voneinander entkoppelt sind, wobei der Außenrahmen mittels Federn mit den starren Achsen verbunden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung in den drei Raumebenen erfolgt, in deren gemeinsamen Schnittpunkt das Zentrum der drei starren Achsen angeordnet ist, wobei die durch Momente sowie Kräfte bewirkten rotatori­ schen Bewegungen um die drei Raumachsen sowie die trans­ latorischen Bewegungen bezüglich der drei Raumachsen un­ abhängig voneinander erfaßt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftkomponenten sowie die Momentkom­ ponenten durch Differenzsignale gebildet werden, welche den translatorischen sowie den rotatorischen Bewegungen des Außenrahmens entsprechen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Abstände zwischen dem Achsenkreuz und dem Außenrahmen mittels Reflexsensoren erfolgt.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsen­ kreuz (2) insgesamt sechs miteinander verbundene starre Arme (4-9) aufweist, wobei durch deren Zentrum der Schnitt­ punkt des Achsenkreuzes (2) mit den drei Raumachsen (X, Y, Z) definiert ist,
daß der Außenrahmen (20) den genannten Armen (4-9) zugeord­ nete Aussparungen derart aufweist, daß er bezüglich des Achsenkreuzes (2) in allen drei Raumachsen drehbar und verschiebbar ist, wobei mittels Federn (30) eine Fesselung erfolgt,
und daß auf jedem der Arme (4-9) wenigstens ein Sensor (14-19) zur Erfassung von Abstandsänderungen des Außenrah­ mens (20) vorgesehen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrahmen (20), zweckmäßig in den genannten Ausspa­ rungen, den Sensoren (14-19; 24-29) jeweils mit einem Abstand gegenüberliegende Oberflächen aufweist, wobei in der Nullstellung sämtliche Abstände im wesentlich gleich groß sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (30) zur Fesselung des Außen­ rahmens (20) mit ihren inneren Enden jeweils auf einem der Arme (4-9) abgestützt sind, wobei bevorzugt pro Arm zwei Federn vorgesehen sind, welche zu beiden Seiten des jeweili­ gen Armes einander diametral gegenüberliegen.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (30) mit ihren äußeren Enden in Montagerahmen (34-39) abgestützt sind, welche in ent­ sprechenden Aussparungen, die zweckmäßig als Paßflächen ausgebildet sind, des Außenrahmens (20) angeordnet sind.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die jeweilige Kraftkomponente (F) in einer der Raumachsen (Z) durch die Summe der Differenzsignale der Sensorpaare (16, 26; 17, 27) bestimmt wird, die auf den Armen (6, 7) der zur Kraftkomponente (F) senkrechten Raumachse (Y) liegen und durch die Kraftkomponente (F) bewirkte Abstands­ änderungen erfassen.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die um eine Raumachse (X) wirksame Dreh­ momentkomponente (M) durch die Summe der Beträge der Dif­ ferenzsignale der Sensoren (16, 17 sowie 26, 27) oder durch die Summe der Differenzsignale der Sensoren (16, 17 sowie 27, 26) gebildet werden, welche die Drehung des Außenrahmens (20) als Abstandsänderungen in der von genannten Raumachse (X) geschnittenen Raumebene (Y-Z) erfassen.