JP2016161310A - 力検出装置およびロボット - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係わる力検出装置は、第1部材と、
前記第1部材に結合する第2部材と、
前記第2部材に結合する圧電素子と、を有し、
前記第1部材を構成する材料は、前記第2部材を構成する材料とは異なることを特徴とする。
本発明に係わる力検出装置では、前記第1部材は、板状をなし、
前記圧電素子および前記第2部材は、前記第1部材の端部に配置され、
前記第1部材の中央部に、貫通孔が形成されていることが好ましい。
本発明に係わる力検出装置では、第3部材と、
前記第3部材に結合し、前記第2部材とで前記圧電素子を挟持する第4部材と、を有し、
前記第3部材を構成する材料は、前記第4部材を構成する材料とは異なることが好ましい。
本発明に係わる力検出装置では、前記第3部材は、板状をなし、
前記圧電素子および前記第4部材は、前記第3部材の端部に配置され、
前記第3部材の中央部に、貫通孔が形成されていることが好ましい。
本発明に係わる力検出装置では、前記第2部材を構成する材料は、前記第4部材を構成する材料とは同一であることが好ましい。
本発明に係わる力検出装置では、前記第1部材を構成する材料は、前記第3部材を構成する材料とは同一であることが好ましい。
本発明に係わる力検出装置では、前記第3部材を構成する材料の密度は、前記第4部材を構成する材料の密度よりも小さいことが好ましい。
これにより、力検出装置の軽量化を図ることができる。
本発明に係わる力検出装置では、前記第4部材を構成する材料の耐力は、前記第3部材を構成する材料の耐力よりも大きいことが好ましい。
本発明に係わる力検出装置では、前記第4部材を構成する材料の線膨張係数は、前記第3部材を構成する材料の線膨張係数よりも小さいことが好ましい。
本発明に係わる力検出装置では、前記第1部材を構成する材料の密度は、前記第2部材を構成する材料の密度よりも小さいことが好ましい。
これにより、力検出装置の軽量化を図ることができる。
本発明に係わる力検出装置では、前記第2部材を構成する材料の耐力は、前記第1部材を構成する材料の耐力よりも大きいことが好ましい。
本発明に係わる力検出装置では、前記第2部材を構成する材料の線膨張係数は、前記第1部材を構成する材料の線膨張係数よりも小さいことが好ましい。
本発明に係わるロボットは、アームと、
前記アームに設けられたエンドエフェクターと、
前記アームと前記エンドエフェクターの間に設けられ、前記エンドエフェクターに加えられる外力を検出する力検出装置と、を備え、
前記力検出装置は、第1部材と、
前記第1部材に結合する第2部材と、
前記第2部材に結合する圧電素子と、を有し、
前記第1部材を構成する材料は、前記第2部材を構成する材料とは異なることを特徴とする。
図1は、本発明の力検出装置の実施形態を示す断面図である。図2は、図1に示す力検出装置の断面図である。図3は、図1に示す力検出装置の電荷出力素子を概略的に示す断面図である。図4は、図1に示す力検出装置が加熱された状態を模式的に示す図である。図5は、図1に示す力検出装置において、第1基部の第1部材および第2基部の第3部材に貫通孔が形成されてないものが加熱された状態を模式的に示す図である。
なお、以下の説明では、図2に示すように、4つのセンサーデバイス6のうち、図2中の右側に位置するセンサーデバイス6を「センサーデバイス6A」といい、以降反時計回りに順に「センサーデバイス6B」、「センサーデバイス6C」、「センサーデバイス6D」という。また、各センサーデバイス6A、6B、6C、6Dを区別しない場合は、それらを「センサーデバイス6」という。
[センサーデバイス]
図1、図2に示すように、センサーデバイス6Aは、第1基部2の4つの凸部23のうちの1つの凸部23の頂面231と、この頂面231に対向する内壁面331とによって挟持されている。このセンサーデバイス6Aと同様に、前記と異なる1つの凸部23の頂面231と、この頂面231に対向する内壁面331とによって、センサーデバイス6Bが挟持されている。また、前記と異なる1つの凸部23の頂面231と、この頂面231に対向する内壁面331とによって、センサーデバイス6Cが挟持されている。さらに、前記と異なる1つの凸部23の頂面231と、この頂面231に対向する内壁面331によって、センサーデバイス6Dが挟持されている。なお、センサーデバイス6A、6B、6Cおよび6Dの各電荷出力素子10は、それぞれ、第2部材24と第4部材33とに結合されているともいうことができる。
[電荷出力素子]
電荷出力素子10は、力検出装置1に加わった外力、すなわち第1基部2または第2基部3の少なくとも一方の基部に加えられた外力に応じて電荷を出力する機能を有する。
次に、図6に基づき、本発明のロボットの実施形態である単腕ロボットを説明する。以下、本実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
次に、図7に基づき、本発明のロボットの実施形態である複腕ロボットを説明する。以下、本実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
2…第1基部
20…貫通孔
22…第1部材
23…凸部
221…下面(第1面)
231…頂面
24…第2部材
241…雌ネジ
271…中心軸
272…中心
3…第2基部
30…貫通孔
32…第3部材
33…第4部材
321……上面(第2面)
331…内壁面
4…アナログ回路基板
41…孔
43…パイプ
5…デジタル回路基板
50…貫通孔
6、6A、6B、6C、6D…センサーデバイス(圧力検出部)
60…パッケージ(収容部)
71…与圧ボルト
10…電荷出力素子(圧電素子)
11…グランド電極層
12…第1のセンサー
121…第1の圧電体層
122…出力電極層
123…第2の圧電体層
13…第2のセンサー
131…第3の圧電体層
132…出力電極層
133…第4の圧電体層
14…第3のセンサー
141…第5の圧電体層
142…出力電極層
143…第6の圧電体層
151、152、153…配線
16…側壁部
161…筒状部
162…フランジ
171、172、173、174…ネジ
500…単腕ロボット
510…基台
520…アーム
521…第1のアーム要素
522…第2のアーム要素
523…第3のアーム要素
524…第4のアーム要素
525…第5のアーム要素
530…エンドエフェクター
531…第1の指
532…第2の指
600…複腕ロボット
610…基台
620…第1のアーム
621…第1のアーム要素
622…第2のアーム要素
630…第2のアーム
631…第1のアーム要素
632…第2のアーム要素
640a…第1のエンドエフェクター
641a…第1の指
642a…第2の指
640b…第2のエンドエフェクター
641b…第1の指
642b…第2の指
LD…積層方向
SD…挟持方向
NL1、NL2…法線
Qx、Qy、Qz…電荷
Claims (13)
- 第1部材と、
前記第1部材に結合する第2部材と、
前記第2部材に結合する圧電素子と、を有し、
前記第1部材を構成する材料は、前記第2部材を構成する材料とは異なることを特徴とする力検出装置。 - 前記第1部材は、板状をなし、
前記圧電素子および前記第2部材は、前記第1部材の端部に配置され、
前記第1部材の中央部に、貫通孔が形成されている請求項1に記載の力検出装置。 - 第3部材と、
前記第3部材に結合し、前記第2部材とで前記圧電素子を挟持する第4部材と、を有し、
前記第3部材を構成する材料は、前記第4部材を構成する材料とは異なる請求項1または2に記載の力検出装置。 - 前記第3部材は、板状をなし、
前記圧電素子および前記第4部材は、前記第3部材の端部に配置され、
前記第3部材の中央部に、貫通孔が形成されている請求項3に記載の力検出装置。 - 前記第2部材を構成する材料は、前記第4部材を構成する材料とは同一である請求項3または4に記載の力検出装置。
- 前記第1部材を構成する材料は、前記第3部材を構成する材料とは同一である請求項3ないし5のいずれか1項に記載の力検出装置。
- 前記第3部材を構成する材料の密度は、前記第4部材を構成する材料の密度よりも小さい請求項3ないし6のいずれか1項に記載の力検出装置。
- 前記第4部材を構成する材料の耐力は、前記第3部材を構成する材料の耐力よりも大きい請求項3ないし7のいずれか1項に記載の力検出装置。
- 前記第4部材を構成する材料の線膨張係数は、前記第3部材を構成する材料の線膨張係数よりも小さい請求項3ないし8のいずれか1項に記載の力検出装置。
- 前記第1部材を構成する材料の密度は、前記第2部材を構成する材料の密度よりも小さい請求項1ないし9のいずれか1項に記載の力検出装置。
- 前記第2部材を構成する材料の耐力は、前記第1部材を構成する材料の耐力よりも大きい請求項1ないし10のいずれか1項に記載の力検出装置。
- 前記第2部材を構成する材料の線膨張係数は、前記第1部材を構成する材料の線膨張係数よりも小さい請求項1ないし11のいずれか1項に記載の力検出装置。
- アームと、
前記アームに設けられたエンドエフェクターと、
前記アームと前記エンドエフェクターの間に設けられ、前記エンドエフェクターに加えられる外力を検出する力検出装置と、を備え、
前記力検出装置は、第1部材と、
前記第1部材に結合する第2部材と、
前記第2部材に結合する圧電素子と、を有し、
前記第1部材を構成する材料は、前記第2部材を構成する材料とは異なることを特徴とするロボット。
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JP2015037880A Withdrawn JP2016161310A (ja) | 2015-02-09 | 2015-02-27 | 力検出装置およびロボット |
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