JP2011209099A - トルクセンサおよびロボット装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】負荷や振動による影響を抑制でき、小型化が可能なトルクセンサおよびこれを備えたロボット装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るトルクセンサ13は、第1の回転体133と第2の回転体132との分割構造を有しており、起歪体133を介して第1の回転体から第2の回転体へ回転トルクが伝達される。検出素子134は、起歪体に生じる歪みを計測し、回転トルクを検出する。このとき、起歪体は、第2の回転体に対して、トルクセンサのアキシャル方向、ラジアル方向および回転方向へそれぞれ相対移動可能、かつ、回転方向へ係合可能な第1の係合部E11を有している。これにより、起歪体は、上記3方向へ所定の自由度を有することになる結果、振動成分の影響が極力低減され、検出素子による高精度な回転トルク検出が可能となる。
【選択図】図3
【解決手段】本発明の一実施形態に係るトルクセンサ13は、第1の回転体133と第2の回転体132との分割構造を有しており、起歪体133を介して第1の回転体から第2の回転体へ回転トルクが伝達される。検出素子134は、起歪体に生じる歪みを計測し、回転トルクを検出する。このとき、起歪体は、第2の回転体に対して、トルクセンサのアキシャル方向、ラジアル方向および回転方向へそれぞれ相対移動可能、かつ、回転方向へ係合可能な第1の係合部E11を有している。これにより、起歪体は、上記3方向へ所定の自由度を有することになる結果、振動成分の影響が極力低減され、検出素子による高精度な回転トルク検出が可能となる。
【選択図】図3
Description
本発明は、入力軸から出力軸へ伝達される回転トルクを検出するトルクセンサおよびこれを備えたロボット装置に関する。
近年、トルクセンサは、例えば、力制御方式のアクチュエータ制御装置や、視覚情報および聴覚情報に加えて操作者に力覚や触覚を提示するためのハプティックデバイスなどの駆動系に適用されている。ここで、力制御は、作業対象に対して加えるべき力の目標値を直接的に受け、その目標値が示す力を実現する制御方法であり、出力トルクをより正確に検出しフィードバックすることにより、力オーダーでのより柔軟な対人物理インタラクション・サービスが可能になる。また、ハプティックデバイスは、医療やその他の特殊技能の習熟、小宇宙や海洋などの仮想環境、原子炉などの特殊もしくは危険な環境での遠隔作業などにおいて、実際に触手できない環境の物体に触れたり把持したりした際の感覚をリアルにユーザへ提示するデバイスである。例えば特許文献1には、未知の環境をセンシングし、時々刻々と変化する周囲環境から適切な外力を得て、目的の作業が達成されるようにアクチュエータの発生力を調整する制御システムが記載されている。
一般に、トルクセンサは、ベアリングに支持された回転部に取り付けられる。トルクセンサは、ねじりモーメントによって歪みを生じる起歪部を有し、この起歪部の歪みを計測することで回転部の回転トルクを検出する。
しかしながら、ベアリングは回転部のラジアル方向の振動を完全に除去できるわけではないため、回転部に生じる僅かな振動によってもトルクセンサの出力は大きく変化しやすい。また、トルクセンサは回転部にネジで締結されることが多いが、起歪部に生じる歪みはネジの締結力の影響をも受ける。ネジ締結力は、負荷の大きさや回転部の振動によって変化するため、結果として、トルクセンサが負荷や振動の影響を受けやすくなる。
上記問題を解消するため、ネジ締結部を起歪部から幾何学的にできるだけ離間させる設計も考えられるが、このような設計は、トルクセンサの大型化を招くため、移動ロボットのように小型・軽量化を求められるアプリケーションには適用し難い。また、振動成分を除去するために、基本的には、緩みの少ない、シビアな嵌め合い・寸法公差で設計されるが、その結果、機械部品内の応力が増大し、トルクセンサ部がかえって他部品による圧縮・引張力の影響や他部品の締結力の影響を受けやすくなる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、負荷や振動による影響を抑制でき、小型化が可能なトルクセンサおよびこれを備えたロボット装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るトルクセンサは、入力軸の回りに回転可能な第1の回転体と、出力軸の回りに回転可能な第2の回転体と、起歪体と、検出素子とを具備する。
上記起歪体は、第1の係合部を有する。上記第1の係合部は、上記第1の回転体および上記第2の回転体の少なくとも一方の回転体に対し、上記入力軸に平行な第1の方向と上記第1の方向に垂直な第2の方向と上記入力軸の回りへの第3の方向とにそれぞれ分離され、上記一方の回転体と上記第3の方向に係合可能である。上記起歪体は、上記第1の回転体と上記第2の回転体との間で上記第3の方向への回転トルクを伝達する。
上記検出素子は、上記起歪体に取り付けられ、上記回転トルクによる上記起歪体の歪みを計測する。
上記起歪体は、第1の係合部を有する。上記第1の係合部は、上記第1の回転体および上記第2の回転体の少なくとも一方の回転体に対し、上記入力軸に平行な第1の方向と上記第1の方向に垂直な第2の方向と上記入力軸の回りへの第3の方向とにそれぞれ分離され、上記一方の回転体と上記第3の方向に係合可能である。上記起歪体は、上記第1の回転体と上記第2の回転体との間で上記第3の方向への回転トルクを伝達する。
上記検出素子は、上記起歪体に取り付けられ、上記回転トルクによる上記起歪体の歪みを計測する。
上記トルクセンサは、第1の回転体と第2の回転体との分割構造を有しており、起歪体を介して第1の回転体から第2の回転体へ回転トルクが伝達される。検出素子は、起歪体に生じる歪みを計測し、回転トルクを検出する。このとき、起歪体は、第1の回転体および第2の回転体のうち少なくとも一方の回転体に対して、上記第1、第2および第3の方向へそれぞれ相対移動可能、かつ、第3の方向へ係合可能な第1の係合部を有している。これにより、トルクセンサの内部または入出力部に、第1および第2の方向に非連結であり、かつ第3の方向に非連結に近い状態の機械的デカップリング構造が構築される。従って、起歪体は、上記3方向へ所定の自由度を有することになる結果、振動成分の影響が極力低減され、検出素子による高精度な回転トルク検出を可能とする。また、トルクセンサが上記機械的デカップリング構造を有することで、トルクセンサの大型化を回避することができる。
上記第1の回転体および上記第2の回転体は、上記第2の方向に対向して配置された、相互に異なる直径を有する一対の同心円状の環状体で形成されてもよい。この場合、上記起歪体は、上記第1の回転体と上記第2の回転体との間にわたって上記第2の方向へ放射状に延びる複数の軸部を有する。
上記構成によれば、上記第1の方向に沿った厚み寸法を低減できるため、トルクセンサの薄型化を図ることができる。
上記構成によれば、上記第1の方向に沿った厚み寸法を低減できるため、トルクセンサの薄型化を図ることができる。
一方、上記第1の回転体および上記第2の回転体はそれぞれ、上記第1の方向に対向して配置された一対の環状体で形成されてもよい。この場合、上記起歪体は、上記第1の回転体と上記第2の回転体との間にわたって上記第1の方向に延びる円筒部を有する。
上記構成によれば、上記第2の方向に沿った径方向の寸法を低減できるため、トルクセンサの小径化を図ることができる。
上記構成によれば、上記第2の方向に沿った径方向の寸法を低減できるため、トルクセンサの小径化を図ることができる。
本発明の一形態に係るロボット装置は、回転駆動源と、第1の回転体と、第2の回転体と、起歪体と、検出素子とを具備する。
上記第1の回転体は、入力軸を有し、上記回転駆動源からの回転トルクを受けて上記入力軸の回りに回転可能である。
上記第2の回転体は、出力軸を有し、上記出力軸の回りに回転可能である。
上記起歪体は、第1の係合部を有する。上記第1の係合部は、上記第1の回転体および上記第2の回転体の少なくとも一方の回転体に対し、上記入力軸に平行な第1の方向と上記第1の方向に垂直な第2の方向と上記入力軸の回りへの第3の方向とにそれぞれ分離され、上記一方の回転体と上記第3の方向に係合可能である。上記起歪体は、上記第1の回転体と上記第2の回転体との間で上記第3の方向への回転トルクを伝達する。
上記検出素子は、上記起歪体に取り付けられ、上記回転トルクによる上記起歪体の歪みを計測する。
上記第1の回転体は、入力軸を有し、上記回転駆動源からの回転トルクを受けて上記入力軸の回りに回転可能である。
上記第2の回転体は、出力軸を有し、上記出力軸の回りに回転可能である。
上記起歪体は、第1の係合部を有する。上記第1の係合部は、上記第1の回転体および上記第2の回転体の少なくとも一方の回転体に対し、上記入力軸に平行な第1の方向と上記第1の方向に垂直な第2の方向と上記入力軸の回りへの第3の方向とにそれぞれ分離され、上記一方の回転体と上記第3の方向に係合可能である。上記起歪体は、上記第1の回転体と上記第2の回転体との間で上記第3の方向への回転トルクを伝達する。
上記検出素子は、上記起歪体に取り付けられ、上記回転トルクによる上記起歪体の歪みを計測する。
上記ロボット装置によれば、上記構成のトルクセンサによる高精度な回転トルク検出が確保されるため、出力軸の高精度な回転制御が可能となるとともに、出力軸側に作用する負荷を高精度に検出することが可能となる。また、トルクセンサの大型化を回避できるため、関節部、さらにはロボット装置の小型化を図ることができる。
本発明によれば、トルクセンサを大型化することなく、起歪体への振動成分の伝達を極力低減できるため、高精度な回転トルク検出が可能となる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の一実施形態に係るトルクセンサを備えたアクチュエータユニットを示す断面図である。アクチュエータユニット1は、アクチュエータによって発生した回転駆動力を出力部材へ伝達する際に発生する回転トルクを検出し、その検出信号を制御部へ供給する。アクチュエータユニット1は、多関節ロボット装置の関節部、例えば手、足、首、腰などの関節部に適用される。
図1は、本発明の一実施形態に係るトルクセンサを備えたアクチュエータユニットを示す断面図である。アクチュエータユニット1は、アクチュエータによって発生した回転駆動力を出力部材へ伝達する際に発生する回転トルクを検出し、その検出信号を制御部へ供給する。アクチュエータユニット1は、多関節ロボット装置の関節部、例えば手、足、首、腰などの関節部に適用される。
[アクチュエータユニットの構成]
アクチュエータユニット1は、アクチュエータ11と、減速機12と、トルクセンサ13と、エンコーダ14と、これらを収容する筐体10とを有する。なお図1において、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向は、相互に直交する3軸方向をそれぞれ示している。
アクチュエータユニット1は、アクチュエータ11と、減速機12と、トルクセンサ13と、エンコーダ14と、これらを収容する筐体10とを有する。なお図1において、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向は、相互に直交する3軸方向をそれぞれ示している。
アクチュエータ11は、図1においてX軸方向に延びる駆動軸11aを有し、駆動軸11aをその軸回り(X軸回り)に回転させる電動モータで構成される。アクチュエータ11は、制御部100によって駆動制御される。エンコーダ14は駆動軸11aに接続され、駆動軸11aの回転数を検出する。エンコーダ14の出力は制御部100へ供給され、これによりアクチュエータ11の駆動回転数が監視あるいは制御される。
減速機12は、駆動軸11aに接続される。減速機12は、駆動軸11aから入力された回転速度を所定の減速比で減速することで所定の回転トルクを有する回転駆動力を生成し、その回転速度で回転伝達部材15を回転させる。回転伝達部材15は、減速機12の出力端とトルクセンサ13の入力端との間に固定されている。減速機12および回転伝達部材15は、ベアリングB1およびベアリングB2によって、筐体10に対してX軸回りに回転自在に支持されている。減速機12には種々の形式の減速機が採用可能であり、例えば、ハーモニックドライブ減速機(「ハーモニックドライブ」はハーモニック・ドライブ・システムズ社の登録商標。)が適用される。
トルクセンサ13は、回転伝達部材15を介して伝達される減速機12からの回転トルクを出力部材50へ伝達するとともに、当該回転トルクを計測する。トルクセンサ13は、後述するように、回転伝達部材15にネジ部材P1を介して取り付けられる内輪131と、出力部材50にネジ部材P2を介して取り付けられる外輪132とを有し、減速機12の回転出力を出力部材50へ伝達し、出力部材50をX軸回りに回転させる。トルクセンサ13は、ベアリングB3によって、筐体10に対してX軸回りに回転自在に支持されている。
[トルクセンサ]
次に、トルクセンサ13の詳細について説明する。図2は、トルクセンサ13の全体を示す斜視図、図4はトルクセンサ13の正面図およびその要部の拡大図である。
次に、トルクセンサ13の詳細について説明する。図2は、トルクセンサ13の全体を示す斜視図、図4はトルクセンサ13の正面図およびその要部の拡大図である。
トルクセンサ13は、内輪131(第1の回転体)と、外輪132(第2の回転体)と、起歪体133と、起歪体133に取り付けられた検出素子134とを有する。
本実施形態において、内輪131および外輪132は、X軸方向に垂直な方向、すなわちYZ平面に平行な方向に対向して配置された、相互に異なる直径を有する一対の同心円状の環状体で形成される。起歪体133は、内輪131と一体的に形成されており、内輪131は、起歪体133を介して外輪132に支持されている。内輪131、外輪132および起歪体133の構成材料は特に限定されず、鉄鋼材料や非鉄金属材料で構成された各種構造用材料を用いることができ、例えば、減速機12によって発生した回転トルクを受けることで、ある程度弾性変形し易い材料が用いられる。
内輪131の中心部にはネジ部材P1が挿通されるネジ孔H1が形成されている。ネジ孔H1は減速機12の出力軸と同軸上に形成されており、ネジ孔H1を介してネジ部材P1が回転伝達部材15に締結されることで、内輪131が減速機12の出力軸に固定される。これにより、内輪131は、減速機12の出力軸を入力軸として、その軸回りに回転することが可能である。
一方、外輪132には、ネジ部材P2が挿通されるネジ孔H2が形成されている。外輪132は、上記入力軸と同軸上の出力軸Oxの回りに回転することが可能であり、また、当該出力軸の回りに出力部材50を回転させることが可能である。外輪132の内周面には、起歪体133の先端部と係合される係合凹部E12(第2の係合部)が形成されている。また、外輪132の外周面は、ベアリングB3を介して筐体10に回転自在に支持されている。
起歪体133は、内輪131と外輪132との間にわたってYX平面に平行な方向へ放射状に延びる複数の軸部材で形成されている。本実施形態では、起歪体133は、内輪131の外周部から外輪の内周部に向かって等角度間隔で突出する4本の軸部(梁)で形成されている。
図3に示すように、起歪体133の先端部は、外輪132の係合凹部E12と係合する直方体形状の係合部E11(第1の係合部)として形成されている。起歪体133は、X軸方向に、外輪132と同等以下の厚みを有しており、外輪132に対してX軸方向へ嵌め込まれる。係合凹部E12は、係合部E11に対しX軸に垂直な方向に間隙G1を介して対向する底面a1と、係合部E11に対しX軸回りへの方向へ間隙G1よりも十分に小さい間隙G2を介して対向する一対の側面a2とを有する、断面四角形の溝で形成されている。
一般に、減速機は、アキシャル方向(X軸方向)およびラジアル方向(X軸に垂直な方向)に振動成分を有することが多く、減速機内のギヤ間の噛み合いにおいて回転方向へ振動を生じさせることもある。また、ベアリングは、回転軸のラジアル方向の振動を全て除去できるわけではない。その結果、従来のトルクセンサにおいては、ベアリングでは除去できない上記3方向への振動成分が起歪体へ入力されることで、回転トルク以外の多軸力がトルクセンサの出力に含まれることになる。
そこで本実施形態では、トルクセンサ13は、上述のように内輪131と外輪132とが分割されたデカップリング構造を有する。したがって、係合部E11は、係合凹部E12に対し、上記ラジアル方向へ間隙G2を介して分離され、出力軸Oxの軸回りの方向へ間隙G2を介して分離されている。また、係合部E11は、係合凹部E12に対して、出力軸Oxの軸方向にも分離されている。これにより、上記3方向について起歪体133の自由度が高まるため、当該3方向への振動成分に起因する起歪体133の変形が抑制され、トルクセンサ13の出力へのこれら振動成分の重畳が防止される。
間隙G1および間隙G2の大きさは特に限定されず、減速機12の回転動力を出力部材50へ適正に伝達できる範囲で適宜設定可能である。本実施形態では、間隙G2の大きさは、間隙G1よりも十分に小さく設定されている。間隙G2は、ベアリングB1〜B3でも除去できない微小な歪みを除去することが目的であるため、間隙G2の大きさが僅かであっても、他軸力モーメントの低減効果を十分見込むことができる。間隙G2の大きさとしては、例えば、0.2mm〜0.5mm程度とすることができる。
なお図4に示すように、係合部E11と係合凹部E12との間の隙間に、弾性材料からなる充填材135が充填されてもよい。これにより、起歪体133へ伝達される振動成分を効率よく吸収でき、減速機12の内部ギヤ等のバックラッシが問題となるような場合にも対応可能である。充填材としては、外輪132および起歪体133よりも弾性率が低く、係合凹部E12に対する係合部E11の微小移動を可能とする低弾性材料が用いられ、例えば、ゴム、樹脂の固形物のほか、オイルやグリス等の液状体あるいは半固形物などが適用可能である。
次に、検出素子134について説明する。
検出素子134は、起歪体133に作用する曲げモーメントを検出し、起歪体133の歪みを計測する。検出素子134の検出信号は、制御部100へ出力される。検出素子134は、典型的には、変形量を電気抵抗の変化に基づいて計測する歪みゲージであるが、これ以外にも、例えば磁気特性の変化に基づいて変形量を計測する素子が用いられてもよい。
検出素子134は、出力軸Oxを挟んで対向する一対の起歪体133に取り付けられる。具体的には、図3に示すように、各起歪体133の出力軸Oxの回転方向を向く両側面に一組の検出素子134を配置し、それを2組でブリッジ接続することで、4ゲージのブリッジ(ホイートストンブリッジ)を構成することができる。図3に示すように、出力軸Oxを挟んで対向するように起歪体133を形成すること、すなわち軸対称となるように4ゲージのブリッジを形成することによって、万一、出力軸の偏心、温度の変動などの問題で起歪体に伸びが生じた場合であっても、その影響をキャンセルするセンサ系を構成することができる。
図3において、出力軸Oxを挟んで一方の起歪体の両側に貼設した一方の組の検出素子134の電気抵抗値をそれぞれR1、R2とし、他方の起歪体の両側に貼設した他方の組の検出素子134の電気抵抗値をそれぞれR3、R4とする。そして、抵抗R1の検出素子134と抵抗R4の検出素子134を直列接続した回路と、抵抗R2の検出素子134と抵抗R3の検出素子134とを直列接続した回路とが形成され、これらが互いに並列接続される。
図5は、4ゲージ法の等価回路を示している。起歪体133に出力軸Ox回りの回転トルクが印加されて歪みが発生すると、各検出素子134も微小変形し、その変形量に応じて各抵抗値が変化する。そして、抵抗群を並列接続した回路の両端に電圧Vinを印加したときに、各抵抗群の中間点間で現れる電位差Voutが当該トルクセンサ13のセンサ出力となる。電圧Vinと電圧Voutの関係は以下のとおりである。
Vout=Vin[{R3/(R2+R3)}−{R4/(R1+R4)}] …(1)
Vout=Vin[{R3/(R2+R3)}−{R4/(R1+R4)}] …(1)
制御部100は、コンピュータで構成されており、各検出素子134への電力供給回路と、各検出素子134の出力と上記(1)式とに基づいて起歪体133に作用する出力軸Oxの回転トルクを算出するための増幅回路および演算回路などを有する。制御部100は、トルクセンサ13の出力に基づいて、アクチュエータ11の駆動を制御し、あるいは他の外部回路へ計測された回転トルクを出力する。
[アクチュエータユニットの動作]
次に、以上のように構成されるアクチュエータユニット1の動作例について説明する。
次に、以上のように構成されるアクチュエータユニット1の動作例について説明する。
アクチュエータ11は、制御部100から駆動信号の入力を受けることで駆動軸11aをその軸回りに回転させる回転駆動力を発生させる。減速機12は、駆動軸11aを介して入力された回転速度を所定の減速比で減速し、所定の回転トルクに変換された回転駆動力を生成する。減速機12の出力は、出力部材150およびトルクセンサ13を介して出力部材50へ伝達され、出力部材50を出力軸Oxの回りに回転させる。
トルクセンサ13は、出力部材50の回転トルクを検出し、その出力を制御部100へ供給する。制御部100は、トルクセンサ13の出力およびエンコーダ14の出力に基づいて、出力部材50の回転トルクが所定値となるようにアクチュエータ11の駆動を制御する。
本実施形態のトルクセンサ13においては、内輪131と外輪132との分割構造を有しており、起歪体133を介して内輪131から外輪132へ減速機12の出力トルクが伝達される。検出素子134は、出力軸Ox回りの回転トルクによって起歪体133に生じる歪みを計測し、その計測信号を制御部100へ出力する。
このとき、起歪体133は、外輪132に対して、出力軸Oxのラジアル方向および回転方向にそれぞれ間隙G1および間隙G2の範囲で相対移動が可能である。また、アキシャル方向に関して、起歪体133は外輪132に拘束されない。すなわち、トルクセンサ13の内部に、アキシャル方向およびラジアル方向に非連結であり、かつ回転方向に非連結に近い状態の機械的デカップリング構造が構築される。従って、起歪体133は、外輪132に対して上記3方向へそれぞれ所定の自由度を有することになる。その結果、内輪131および外輪132に伝達されるベアリングB1〜B3からの与圧、減速機12内のギヤの微小振動、ネジ部材P1およびP2の締結力等に起因する振動成分の影響が、極力低減され、検出素子134による高精度な回転トルクの検出が可能となる。
図6は、機械的デカップリング構造を有していないトルクセンサの出力値の一例を示している。ここで、機械的デカップリング構造を有していないトルクセンサは、起歪体が内輪と外輪とに対して一体形成された構成を意味する。実験では、アクチュエータの駆動軸を正方向および逆方向へそれぞれ一回転させたときのセンサ出力をプロットした。
これに対して図7は、図6と同様な方法で実験したときの本実施形態に係るトルクセンサ13の出力値の一例を示している。図6と図7とを比較すると、本実施形態によれば、回転角度に応じたトルク変動が大きく低減されていることがわかる。
以上のように、本実施形態によれば、トルクセンサ13の内部に機械的デカップリング構造を有しているため、検出対象である回転トルク以外の他軸力をトルクセンサ13に対して非干渉化することができる。すなわち、ベアリングB1〜B3から受ける回転部の与圧やベアリングB1〜B3間の中心度誤差などに起因する多軸力、減速機12の振動やネジ部材P1、P2の締結力に起因する多軸力の影響を低減して、高精度なトルク計測を実現することができる。これにより、アクチュエータユニット1の出力軸に作用する回転トルクを高精度に検出することができ、精密な関節のトルク制御や、ロボット各部に作用する力の高精度な推定が可能となる。
また、本実施形態によれば、トルクセンサ13が上記機械的デカップリング構造を有することで、トルク検出のためのセンサ構造の大型化を回避することができる。特に、第1の回転体(内輪131)と第2の回転体(外輪132)とがラジアル方向に対向するように配置される本実施形態においては、アキシャル方向の大きさ(厚み寸法)が低減されたトルクセンサを構成することができる。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図8は、本実施形態に係るトルクセンサの正面図である。本実施形態のトルクセンサ23は、内輪231(第1の回転体)と、外輪232(第2の回転体)と、起歪体233とを有する。内輪231および外輪232は、第1の実施形態と同様に、X軸方向に垂直な方向、すなわちYZ平面に平行な方向に対向して配置された、相互に異なる直径を有する一対の同心円状の環状体である。
内輪231は、減速機の出力トルクが入力される入力軸を有し、外輪232は、出力部材を回転させる出力軸(Ox)を有する。起歪体233は、内輪231と外輪232との間に支持され、内輪231から外輪232へ減速機の出力トルクを伝達する。起歪体233には、起歪体233の微小変形を検出する検出素子が貼設されているが、当該検出素子の図示は省略されている。
本実施形態に係るトルクセンサ23は、内輪231、外輪232および起歪体233の3分割構造を有する。すなわち、起歪体233は、外輪232に対して2つの係合構造23aを介して係合する軸部233aと、内輪231に対して2つの係合構造23bを介して係合する基部233bとを有している。これら係合構造23a、23bは、起歪体233を内外輪231、232に対してトルクセンサ23のアキシャル方向、ラジアル方向および回転方向の3方向に分離可能に形成されることで、起歪体233に伝播する他軸力を解放する。
以上のように構成される本実施形態のトルクセンサ23によれば、上述の第1の実施形態と比べて、内輪231および外輪232が相対的に微小移動できる自由度が高まる。これにより、起歪体233へ作用する他軸力の更なる低減効果を得ることができる。
<第3の実施形態>
図9は、本発明の第3の実施形態に係るトルクセンサを示す概略斜視図である。本実施形態のトルクセンサ33は、第1の回転体331と、第2の回転体332と、起歪体333と、検出素子334とを有する。
図9は、本発明の第3の実施形態に係るトルクセンサを示す概略斜視図である。本実施形態のトルクセンサ33は、第1の回転体331と、第2の回転体332と、起歪体333と、検出素子334とを有する。
本実施形態において、第1の回転体331および第2の回転端332は、X軸方向に対向して配置された一対の環状体で形成される。起歪体333は、第1の回転体331と第2の回転体332との間にわたってX軸方向に延びる円筒形状(円筒部)を有する。起歪体333の両端部は、図9においてハッチングで概略的に示す係合構造33aおよび係合構造33bを介して第1の回転体331および第2の回転体332へそれぞれ係合されている。第1の回転体331、第2の回転体332および起歪体333の構成材料は特に限定されず、鉄鋼材料や非鉄金属材料で構成された各種構造用材料を用いることができ、例えば、減速機によって発生した回転トルクを受けることで、ある程度弾性変形し易い材料が用いられる。
第1の回転体331は、減速機の出力トルクが入力されるX軸に沿った入力軸を有し、その軸回りに回転することが可能である。一方、第2の回転体332は、出力部材を回転させる出力軸(Ox)を有し、その出力軸の回りに回転することが可能である。第1の回転体331および第2の回転体332はそれぞれ、ベアリングを介して筐体内に回転自在に支持されることは、上述の第1の実施形態と同様である。
図10に、起歪体333と第2の回転体332との間の係合構造33bの詳細を示す。図10(A)は係合構造33bの斜視図、図10(B)は係合構造33bの側面図である。なお、起歪体333と第1の回転体331との間の係合構造33aは、図示する係合構造33bと同様な構成を有するので、ここでは説明を省略する。
図10(A)、(B)に示すように、起歪体333と第2の回転体332とは、係合構造33bを介して係合している。起歪体333には、第2の回転体332に形成された係合部E32(第2の係合部)と係合する係合部E31(第1の係合部)が形成されている。係合部E32は、係合部E31に対しX軸方向に間隙S1を介して対向する底面b1と、係合部E31に対しX軸回りへの方向へ間隙S2を介して対向する一対の側面b2とを有する凹凸形状に形成されている。
本実施形態に係るトルクセンサ33は、上述のように第1の回転体331と第2の回転体332とが相互に分割されたデカップリング構造を有する。係合部E31は、係合部E32に対し、アキシャル方向(出力軸Oxの軸方向)へ間隙S1を介して分離され、出力軸Oxの軸回りの方向へ間隙S2を介して分離されている。また、係合部E31は、係合部E32に対して、ラジアル方向(出力軸Oxに垂直な方向)にも分離されている。これにより、上記3方向について起歪体333の自由度が高まるため、当該3方向への振動成分に起因する起歪体333の変形が抑制され、トルクセンサ33の出力へのこれら振動成分の重畳が防止される。
間隙S1および間隙S2の大きさは特に限定されず、第1の実施形態において説明した間隙G1、G2と同様な値に設定可能である。なお、係合部E31と係合部E32との間の隙間に、ゴム、樹脂、グリス等の低弾性材が充填されてもよい(図4参照)。
検出素子334は、起歪体333に作用するねじりモーメントを検出し、起歪体333の歪みを計測する。検出素子334の検出信号は、制御部へ出力される。検出素子334は、典型的には、変形量を電気抵抗の変化に基づいて計測する歪みゲージであるが、これ以外にも、例えば磁気特性の変化に基づいて変形量を計測する素子が用いられてもよい。
検出素子334は、出力軸Oxを挟んで対向する起歪体333の周面に二組取り付けられる。具体的には、図9に示すように、各組の検出素子334の対向する方向が相互に直交するように4つの検出素子334を配置し、第1の実施形態と同様に4ゲージのブリッジ(ホイートストンブリッジ)を構成する。起歪体333に対する各検出素子334の貼設の向きや位置などは、適宜設定することができる。
本実施形態によれば、トルクセンサ33の入出力部に機械的デカップリング構造を有しているため、検出対象である回転トルク以外の他軸力をトルクセンサ33に対して非干渉化することができる。これにより、第1の実施形態と同様に、アクチュエータユニットの出力軸に作用する回転トルクを高精度に検出することができ、精密な関節のトルク制御や、ロボット各部に作用する力の高精度な推定が可能となる。
また、本実施形態によれば、トルクセンサ33が上記機械的デカップリング構造を有することで、トルク検出のためのセンサ構造の大型化を回避することができる。特に、第1の回転体331と第2の回転体332とがアキシャル方向に対向するように配置される本実施形態においては、ラジアル方向の大きさ(径寸法)が低減されたトルクセンサを構成することができる。
<第4の実施形態>
図9および図11(A)、(B)は、本発明の第4の実施形態に係るトルクセンサを示している。図において、上述の第3の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図9および図11(A)、(B)は、本発明の第4の実施形態に係るトルクセンサを示している。図において、上述の第3の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態のトルクセンサ43は、起歪体333と両回転体331、332との間の係合構造43a、43bが上述の第3の実施形態と異なる。図11(A)は起歪体333と第2の回転体332との間の係合構造43bの斜視図、図11(B)は係合構造43bの側面図である。なお、起歪体333と第1の回転体331との間の係合構造43aは、図示する係合構造43bと同様であるので、ここでは説明を省略する。
図11(A)、(B)に示すように、起歪体333と第2の回転体332とは、係合構造43bを介して係合している。起歪体333には、第2の回転体332に形成された係合部E42(第2の係合部)と係合する係合部E41(第1の係合部)が環状に配列されている。本実施形態において、係合部E41は、X軸方向に突出する円柱状の複数の軸部で形成されており、係合部E42は、係合部E41が嵌合する円形の複数の孔で形成されている。係合部E42は、係合部E41に対しX軸方向に間隙S1を介して対向する底面と、係合部E41に対しX軸回りへの方向へ間隙S2を介して対向する内周面とを有する。
本実施形態に係るトルクセンサ43は、上述のように第1の回転体331と第2の回転体332とが相互に分割されたデカップリング構造を有する。係合部E41は、係合部E42に対し、アキシャル方向(出力軸Oxの軸方向)へ間隙S1を介して分離され、出力軸Oxの軸回りの方向へ間隙S2を介して分離されている。また、係合部E41は、係合部E42に対して、ラジアル方向(出力軸Oxに垂直な方向)にも分離されている。これにより、上記3方向について起歪体333の自由度が高まるため、当該3方向への振動成分に起因する起歪体333の変形が抑制され、トルクセンサ33の出力へのこれら振動成分の重畳が防止される。
本実施形態によれば、トルクセンサ43の入出力部に機械的デカップリング構造を有しているため、検出対象である回転トルク以外の他軸力をトルクセンサ43に対して非干渉化することができる。これにより、第1の実施形態と同様に、アクチュエータユニットの出力軸に作用する回転トルクを高精度に検出することができ、精密な関節のトルク制御や、ロボット各部に作用する力の高精度な推定が可能となる。
また、本実施形態によれば、トルクセンサ43が上記機械的デカップリング構造を有することで、トルク検出のためのセンサ構造の大型化を回避することができる。特に、第1の回転体331と第2の回転体332とがアキシャル方向に対向するように配置される本実施形態においては、ラジアル方向の大きさ(径寸法)が低減されたトルクセンサを構成することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
例えば以上の第1の実施形態では、起歪体133は、第1の回転体(内輪131)に固定され、第2の回転体(外輪132)に対して分離された構造としたが、これに代えて、第2の回転体に固定され、第1の回転体に対して分離された構造としてもよい。
また、以上の第3および第4の実施形態では、起歪体333が両回転体331、332に対して分離された構造を採用したが、いずれか一方の回転体に対してのみ分離された構造が作用されてもよい。
さらに以上の実施形態では、本発明に係るトルクセンサをロボット装置の関節部に適用した例を説明したが、これに限られず、例えば軸トルクや出力トルク検出用の他のトルクセンサにも、本発明は適用可能である。
1…アクチュエータユニット
11…アクチュエータ
12…減速機
13、23、33、43…トルクセンサ
50…出力部材
100…制御部
131、231、331…第1の回転体
132、232、332…第2の回転体
133、233、333…起歪体
134、334…検出素子
135…充填材
G1、G2、S1、S2…間隙
Ox…出力軸
11…アクチュエータ
12…減速機
13、23、33、43…トルクセンサ
50…出力部材
100…制御部
131、231、331…第1の回転体
132、232、332…第2の回転体
133、233、333…起歪体
134、334…検出素子
135…充填材
G1、G2、S1、S2…間隙
Ox…出力軸
Claims (8)
- 入力軸の回りに回転可能な第1の回転体と、
出力軸の回りに回転可能な第2の回転体と、
前記第1の回転体および前記第2の回転体の少なくとも一方の回転体に対し、前記入力軸に平行な第1の方向と前記第1の方向に垂直な第2の方向と前記入力軸の回りへの第3の方向とにそれぞれ分離され、前記一方の回転体と前記第3の方向に係合可能な第1の係合部を有し、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間で前記第3の方向への回転トルクを伝達する起歪体と、
前記起歪体に取り付けられ、前記回転トルクによる前記起歪体の歪みを計測する検出素子と
を具備するトルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサであって、
前記第1の回転体および前記第2の回転体は、前記第2の方向に対向して配置された、相互に異なる直径を有する一対の同心円状の環状体であり、
前記起歪体は、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間にわたって前記第2の方向へ放射状に延びる複数の軸部を有するトルクセンサ。 - 請求項2に記載のトルクセンサであって、
前記第1の係合部は、前記軸部の先端に形成され、
前記一方の回転体は、前記第3の方向に前記第1の係合部と係合可能な第2の係合部を有し、前記第2の係合部は、前記第1の係合部に対し前記第2の方向へ第1の間隙を介して対向する第1の面と、前記第1の係合部に対し前記第3の方向へ第2の間隙を介して対向する第2の面とを有するトルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサであって、
前記第1の回転体および前記第2の回転体はそれぞれ、前記第1の方向に対向して配置された一対の環状体であり、
前記起歪体は、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間にわたって前記第1の方向に延びる円筒部を有するトルクセンサ。 - 請求項4に記載のトルクセンサであって、
前記第1の係合部は、前記円筒部の先端に形成され、
前記一方の回転体は、前記第3の方向に前記第1の係合部と係合可能な第2の係合部を有し、前記第2の係合部は、前記第1の係合部に対し前記第1の方向へ第1の間隙を介して対向する第1の面と、前記第1の係合部に対し前記第3の方向へ第2の間隙を介して対向する第2の面とを有するトルクセンサ。 - 請求項3または請求項5に記載のトルクセンサであって、
前記第2の間隙は、前記第1の間隙よりも小さいトルクセンサ。 - 請求項3または請求項5に記載のトルクセンサであって、
前記第1の係合部と前記第2の係合部との間に充填され、変形可能な充填層をさらに具備するトルクセンサ。 - 回転駆動源と、
入力軸を有し、前記回転駆動源からの回転トルクを受けて前記入力軸の回りに回転可能な第1の回転体と、
出力軸を有し、前記出力軸の回りに回転可能な第2の回転体と、
前記第1の回転体および前記第2の回転体の少なくとも一方の回転体に対し、前記入力軸に平行な第1の方向と前記第1の方向に垂直な第2の方向と前記入力軸の回りへの第3の方向とにそれぞれ分離され、前記一方の回転体と前記第3の方向に係合可能な第1の係合部を有し、前記第1の回転体と前記第2の回転体との間で前記第3の方向への回転トルクを伝達する起歪体と、
前記起歪体に取り付けられ、前記回転トルクによる前記起歪体の歪みを計測する検出素子と
を具備するロボット装置。
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103306101A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-18 | 无锡小天鹅股份有限公司 | 一种带有悬挂系统的洗衣机 |
JP2015007624A (ja) * | 2013-05-31 | 2015-01-15 | 株式会社フジキン | 弁の負荷検出装置およびこれを備えた弁装置 |
WO2015046081A1 (ja) | 2013-09-24 | 2015-04-02 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | 医療用ロボットアーム装置、医療用ロボットアーム制御システム、医療用ロボットアーム制御方法及びプログラム |
JP2015123570A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | ロボットの配線方法 |
JP2017080841A (ja) * | 2015-10-27 | 2017-05-18 | キヤノン株式会社 | ロボットアームの関節構造、ロボット装置の測定方法、およびロボット装置の制御方法 |
JP2017116490A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 本田技研工業株式会社 | トルクセンサの端子台構造 |
KR20170104987A (ko) * | 2015-01-09 | 2017-09-18 | 스트리커 코포레이션 | 힘 제어 로봇을 위한 격리된 힘/토크 센서 조립체 |
WO2018088203A1 (en) | 2016-11-08 | 2018-05-17 | Sony Corporation | Medical support arm apparatus |
WO2018159328A1 (ja) | 2017-02-28 | 2018-09-07 | ソニー株式会社 | 医療用アームシステム、制御装置及び制御方法 |
WO2019087934A1 (en) | 2017-11-01 | 2019-05-09 | Sony Corporation | Medical holding apparatus, medical arm system, and drape mounting mechanism |
WO2019087904A1 (ja) | 2017-11-01 | 2019-05-09 | ソニー株式会社 | 手術アームシステム及び手術アーム制御システム |
US10295419B2 (en) | 2016-02-24 | 2019-05-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Actuator |
US10369700B2 (en) | 2014-03-28 | 2019-08-06 | Sony Corporation | Robot arm apparatus, robot arm apparatus control method, and program |
WO2021193244A1 (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛合い式歯車装置 |
WO2021220375A1 (ja) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 軸受装置および波動歯車装置 |
WO2022254529A1 (ja) * | 2021-05-31 | 2022-12-08 | 株式会社安川電機 | ロボット、駆動機構、減速機、トルクセンサ、トルク検出方法 |
Families Citing this family (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8161828B1 (en) * | 2009-09-29 | 2012-04-24 | Interface, Inc. | Load cell for monitoring torsion and having over load protection |
JP5370392B2 (ja) * | 2011-02-23 | 2013-12-18 | 株式会社安川電機 | ロボットシステム、ロボット制御装置およびロボット制御方法 |
JP5899660B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2016-04-06 | ソニー株式会社 | アクチュエーター装置、多軸駆動装置、並びにロボット装置 |
US9293962B2 (en) * | 2012-03-30 | 2016-03-22 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Hollow driving module |
CN102829907B (zh) * | 2012-08-17 | 2015-06-03 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 一种扭矩测量装置及该装置的标定方法 |
WO2015039690A1 (en) * | 2013-09-19 | 2015-03-26 | Sidel Participations | Machine and method for processing filled containers having an invertible diaphragm |
US9927310B2 (en) * | 2014-02-03 | 2018-03-27 | Aps Technology, Inc. | Strain sensor assembly |
DE102014210379B4 (de) * | 2014-06-02 | 2016-03-24 | Kuka Roboter Gmbh | Drehmomentsensor und Verfahren zum Erfassen von an oder in einem Gelenk eines Gelenkarmroboters auftretenden Drehmomenten |
CN104316241A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-01-28 | 北京邮电大学 | 一种小型转矩传感器 |
JP6632204B2 (ja) | 2015-03-13 | 2020-01-22 | キヤノン株式会社 | 駆動装置、ロボット装置、および物品の製造方法 |
US9751220B2 (en) * | 2015-03-31 | 2017-09-05 | Google Inc. | Flexure based torque sensor |
JP6376028B2 (ja) * | 2015-04-14 | 2018-08-22 | 日立金属株式会社 | トルクセンサ |
JP6092326B2 (ja) * | 2015-07-29 | 2017-03-08 | 株式会社トライフォース・マネジメント | トルクセンサ |
US10295418B1 (en) * | 2016-03-29 | 2019-05-21 | X Development Llc | Factory-calibrated multi-spoke strain sensor system |
JP6808469B2 (ja) * | 2016-12-07 | 2021-01-06 | 日本電産コパル電子株式会社 | トルクセンサ |
TWI628898B (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-01 | 財團法人工業技術研究院 | 交互作用力偵測裝置 |
DE102017004378A1 (de) * | 2017-05-05 | 2018-11-08 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Doppelflansch-Drehmomentaufnehmer |
DE102017004587A1 (de) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh | Doppelflansch-Drehmomentaufnehmer mit Korrektursensorik |
JP7034811B2 (ja) * | 2018-04-09 | 2022-03-14 | 日本電産コパル電子株式会社 | 歪センサの固定装置とそれを用いたトルクセンサ |
DE102018004357A1 (de) * | 2018-06-02 | 2019-12-05 | Franka Emika Gmbh | Antriebsvorrichtung für einen Manipulator |
JP6910990B2 (ja) * | 2018-07-02 | 2021-07-28 | 日本電産コパル電子株式会社 | トルクセンサの支持装置 |
JP6910991B2 (ja) * | 2018-07-02 | 2021-07-28 | 日本電産コパル電子株式会社 | トルクセンサの支持装置 |
EP3822604A4 (en) * | 2018-07-13 | 2022-05-18 | Nidec Copal Electronics Corporation | MOUNTING STRUCTURE OF A TORQUE SENSOR |
JP7059138B2 (ja) * | 2018-07-13 | 2022-04-25 | 日本電産コパル電子株式会社 | トルクセンサの取り付け構造 |
US11491644B2 (en) * | 2018-09-13 | 2022-11-08 | Kinova Inc. | Articulated mechanism with compact torque sensor |
TWI716789B (zh) * | 2018-12-20 | 2021-01-21 | 財團法人工業技術研究院 | 多軸力感測裝置 |
CN109813476B (zh) * | 2019-01-23 | 2021-03-16 | 广西大学 | 一种基于结构解耦的电容式力矩传感器 |
EP3927496A4 (en) * | 2019-02-20 | 2022-06-29 | Harmonic Bionics, Inc. | Actuator for physical therapy |
CN110039573A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-07-23 | 睿尔曼智能科技(北京)有限公司 | 一种具有反馈和阻尼的被动式安全阻抗机构 |
JP7471825B2 (ja) * | 2020-01-07 | 2024-04-22 | キヤノン株式会社 | 検出装置、検出方法、制御方法、ロボット装置、物品の製造方法、プログラム、および記録媒体 |
CN111272379B (zh) * | 2020-02-05 | 2020-10-27 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种微轴向力环形二分量应变天平 |
CN111347446A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-06-30 | 成都卡诺普自动化控制技术有限公司 | 一种中空型协作机器人机械臂关节 |
FR3112712B1 (fr) | 2020-07-23 | 2022-08-05 | Coron Jean Paul | Articulation instrumentée pour bras robotisé |
CN112611489A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-06 | 陕西电器研究所 | 一种基于薄膜溅射的抗过载扭矩传感器 |
EP4291129A1 (en) | 2021-02-11 | 2023-12-20 | MAKO Surgical Corp. | Robotic manipulator comprising isolation mechanism for force/torque sensor |
CN215618124U (zh) * | 2021-08-27 | 2022-01-25 | 中强光电股份有限公司 | 扭力感测器及机器人的关节致动器 |
US11541530B1 (en) | 2021-09-30 | 2023-01-03 | Harmonic Bionics, Inc. | Compliant mechanism for improving axial load sensing in robotic actuators |
CN115326268B (zh) * | 2022-08-31 | 2024-06-14 | 东北电力大学 | 同轴串联三维机械自解耦力传感器 |
CN117664705B (zh) * | 2024-01-30 | 2024-05-14 | 复旦大学 | 多维度广谱足底软组织材料力学性质临床在线检测设备 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2545606B1 (fr) * | 1983-05-06 | 1985-09-13 | Hispano Suiza Sa | Capteur de torseur de forces |
US4573362A (en) * | 1984-07-09 | 1986-03-04 | Eaton Corporation | Multi-axis load transducer |
US4640138A (en) * | 1985-03-06 | 1987-02-03 | Mts Systems Corporation | Multiple axis load sensitive transducer |
FR2586807B1 (fr) * | 1985-09-03 | 1993-11-26 | Aisin Seiki Kk | Detecteur de couple, en particulier pour direction assistee de vehicule |
US5591924A (en) * | 1985-12-18 | 1997-01-07 | Spacetec Imc Corporation | Force and torque converter |
US5222400A (en) * | 1985-12-18 | 1993-06-29 | Spaceball Technologies Incorporated | Force and torque converter |
US4723450A (en) * | 1986-11-04 | 1988-02-09 | General Electric Company | Method and apparatus for measuring torque |
US4754652A (en) * | 1986-11-04 | 1988-07-05 | General Electric Company | Apparatus for measuring torque |
US4821582A (en) * | 1987-12-02 | 1989-04-18 | Mts Systems Corporation | Load transducer |
US5193401A (en) * | 1991-10-18 | 1993-03-16 | Bridges Robert H | Manipulator integral force sensor |
US5315882A (en) * | 1992-03-23 | 1994-05-31 | Mts Systems Corporation | Six axis load cell |
DE4336773C2 (de) * | 1993-10-28 | 1997-09-11 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum Messen von Drücken, Kräften und Momenten |
DE19627385A1 (de) * | 1996-07-06 | 1998-01-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Radmeßnabe |
US5969268A (en) * | 1997-07-15 | 1999-10-19 | Mts Systems Corporation | Multi-axis load cell |
US6575031B2 (en) * | 2001-01-26 | 2003-06-10 | Mts Systems Corporation | Transducer for measuring displacement of a vehicle spindle |
JP4779246B2 (ja) * | 2001-06-28 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | タイヤ作用力検出装置 |
US8015886B2 (en) * | 2004-08-16 | 2011-09-13 | Transense Technologies Plc | Torque measurement within a powertrain |
JP2007040925A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Toyota Motor Corp | トルク検出装置 |
CN101535789A (zh) * | 2006-06-14 | 2009-09-16 | Gif工业研究有限责任公司 | 扭矩测量法兰 |
JP5109573B2 (ja) | 2007-10-19 | 2012-12-26 | ソニー株式会社 | 制御システム及び制御方法、並びにロボット装置 |
US8006574B2 (en) * | 2007-11-06 | 2011-08-30 | Sram, Llc | Crankset based bicycle power measurement |
JP2009288198A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Sony Corp | トルク計測装置並びにアクチュエータ駆動制御システム |
US7743672B2 (en) * | 2008-06-06 | 2010-06-29 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Multiple axis load cell controller |
US7775128B2 (en) * | 2008-09-04 | 2010-08-17 | Saris Cycling Group, Inc. | Cassette-based power meter |
WO2010088922A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Abb Ag | Set of multiaxial force and torque sensor and assembling method |
-
2010
- 2010-03-30 JP JP2010076781A patent/JP2011209099A/ja active Pending
-
2011
- 2011-02-15 US US13/027,791 patent/US8291775B2/en active Active
- 2011-03-23 CN CN201110076313.1A patent/CN102235926B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015007624A (ja) * | 2013-05-31 | 2015-01-15 | 株式会社フジキン | 弁の負荷検出装置およびこれを備えた弁装置 |
CN103306101A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-18 | 无锡小天鹅股份有限公司 | 一种带有悬挂系统的洗衣机 |
WO2015046081A1 (ja) | 2013-09-24 | 2015-04-02 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | 医療用ロボットアーム装置、医療用ロボットアーム制御システム、医療用ロボットアーム制御方法及びプログラム |
US10405931B2 (en) | 2013-09-24 | 2019-09-10 | Sony Olympus Medical Solutions Inc. | Medical robot arm apparatus, medical robot arm control system, medical robot arm control method, and program |
US9539059B2 (en) | 2013-09-24 | 2017-01-10 | Sony Olympus Medical Solutions Inc. | Medical robot arm apparatus, medical robot arm control system, medical robot arm control method, and program |
JPWO2015046081A1 (ja) * | 2013-09-24 | 2017-03-09 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | 医療用ロボットアーム装置、医療用ロボットアーム制御システム、医療用ロボットアーム制御方法及びプログラム |
US11583348B2 (en) | 2013-09-24 | 2023-02-21 | Sony Olympus Medical Solutions Inc. | Medical robot arm apparatus, medical robot arm control system, medical robot arm control method, and program |
JP2015123570A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | ロボットの配線方法 |
US10668625B2 (en) | 2014-03-28 | 2020-06-02 | Sony Corporation | Robot arm apparatus, robot arm apparatus control method, and program |
US10369700B2 (en) | 2014-03-28 | 2019-08-06 | Sony Corporation | Robot arm apparatus, robot arm apparatus control method, and program |
KR20170104987A (ko) * | 2015-01-09 | 2017-09-18 | 스트리커 코포레이션 | 힘 제어 로봇을 위한 격리된 힘/토크 센서 조립체 |
JP2018506321A (ja) * | 2015-01-09 | 2018-03-08 | ストライカー・コーポレイション | 力制御ロボットのための分離式力/トルクセンサアセンブリ |
KR102468070B1 (ko) * | 2015-01-09 | 2022-11-17 | 스트리커 코포레이션 | 힘 제어 로봇을 위한 격리된 힘/토크 센서 조립체 |
JP7058929B2 (ja) | 2015-10-27 | 2022-04-25 | キヤノン株式会社 | 駆動装置、ロボット装置、制御方法、物品の製造方法、制御プログラム、および記録媒体 |
US11806873B2 (en) | 2015-10-27 | 2023-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving mechanism, robot apparatus measurement method, robot apparatus control method and component manufacturing method |
JP2017080841A (ja) * | 2015-10-27 | 2017-05-18 | キヤノン株式会社 | ロボットアームの関節構造、ロボット装置の測定方法、およびロボット装置の制御方法 |
US10759048B2 (en) | 2015-10-27 | 2020-09-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving mechanism, robot apparatus measurement method, robot apparatus control method and component manufacturing method |
EP3162516B1 (en) | 2015-10-27 | 2019-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving mechanism, robot apparatus measurement method, robot apparatus control method and component manufacturing method |
EP3539734A1 (en) | 2015-10-27 | 2019-09-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving mechanism, robot apparatus measurement method, robot apparatus control method and component manufacturing method |
JP2017116490A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 本田技研工業株式会社 | トルクセンサの端子台構造 |
US10295419B2 (en) | 2016-02-24 | 2019-05-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Actuator |
JP2018075121A (ja) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | ソニー株式会社 | 医療用支持アーム装置 |
WO2018088203A1 (en) | 2016-11-08 | 2018-05-17 | Sony Corporation | Medical support arm apparatus |
US11602404B2 (en) | 2016-11-08 | 2023-03-14 | Sony Corporation | Medical support arm apparatus |
WO2018159328A1 (ja) | 2017-02-28 | 2018-09-07 | ソニー株式会社 | 医療用アームシステム、制御装置及び制御方法 |
WO2019087934A1 (en) | 2017-11-01 | 2019-05-09 | Sony Corporation | Medical holding apparatus, medical arm system, and drape mounting mechanism |
WO2019087904A1 (ja) | 2017-11-01 | 2019-05-09 | ソニー株式会社 | 手術アームシステム及び手術アーム制御システム |
WO2021193244A1 (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛合い式歯車装置 |
EP4130512A4 (en) * | 2020-03-24 | 2023-07-05 | Sumitomo Heavy Industries, LTD. | SOFT MESH TYPE GEAR DEVICE |
US11788581B2 (en) | 2020-04-27 | 2023-10-17 | Harmonic Drive Systems Inc. | Bearing unit and strain wave gearing |
WO2021220375A1 (ja) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 軸受装置および波動歯車装置 |
WO2022254529A1 (ja) * | 2021-05-31 | 2022-12-08 | 株式会社安川電機 | ロボット、駆動機構、減速機、トルクセンサ、トルク検出方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8291775B2 (en) | 2012-10-23 |
CN102235926B (zh) | 2016-08-10 |
CN102235926A (zh) | 2011-11-09 |
US20110239788A1 (en) | 2011-10-06 |
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