JP2020056766A - 力覚センサ - Google Patents
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Description
ロボットに装着される力覚センサであって、
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
前記受力体が受けた力またはモーメントを検出する検出部を有する検出リングと、
前記検出リングを支持する支持体と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記検出リングに作用した力またはモーメントを示す電気信号を出力する検出回路と、
一方の開口部に前記受力体が配置され、他方の開口部に前記支持体が配置され、前記検出リングを内蔵する筒状の外装体と、
前記電気信号を出力する前記検出回路の端子に電気的に接続されたコネクタであって、前記ロボットの内部に延設された電気ケーブルを前記支持体側から接続可能に設けられたコネクタと、を備える。
前記支持体は、前記受力体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記第2の主面には凹部が設けられ、
前記コネクタは、前記凹部の底部に設けられた貫通孔に嵌合してもよい。
前記コネクタは、前記第2の主面側に露出する接続面を有しており、前記接続面が前記第2の主面よりも奥側に位置するように前記支持体に固定されていてもよい。
前記支持体は、前記受力体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記第1の主面と前記の第2の主面間を貫通する貫通孔が設けられ、
前記第1の主面側における前記貫通孔の開口を覆うとともに、前記コネクタを固定するコネクタ固定体をさらに備えてもよい。
前記コネクタは、前記第2の主面側に露出する接続面を有しており、前記接続面が前記第2の主面よりも奥側に位置するように前記コネクタ固定体に固定されていてもよい。
前記支持体は、前記受力体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記コネクタは、前記支持体に設けられた貫通孔に嵌合し、
前記第2の主面から突出した前記コネクタを囲うように突設されたコネクタ保護体をさらに備えてもよい。
前記支持体が環状であり、前記外装体の内周面が前記支持体の外周側面に接続しており、
外周面が前記支持体の内周側面に接続する筒状の内装体をさらに備え、前記コネクタのうち少なくとも一部は前記内装体の内部に配置されていてもよい。
前記内装体の内周面に設けられ、前記コネクタを固定するコネクタ固定体をさらに備えてもよい。
前記コネクタ固定体は、
前記コネクタを固定する固定板部と、
前記固定板部および前記内装体の内周面に接続し、前記コネクタのうち前記 固定板部より上方の部分を取り囲むカバー部と、
を有してもよい。
前記コネクタは、L字状に構成されており、前記内装体に設けられた貫通孔に嵌合されていてもよい。
前記内装体には、前記電気ケーブル以外のケーブルを挿通可能な配線スペースが確保されていてもよい。
前記コネクタは、前記第2の主面側に露出する接続面が前記第2の主面よりも奥側に位置するように前記内装体の内部に配置されていてもよい。
前記コネクタを固定するとともに、前記支持体側から前記外装体または前記支持体に取り付けられたコネクタ固定外装体をさらに備えてもよい。
前記コネクタ固定外装体は、筒部と、前記筒部の下端を閉塞する底部と、前記底部に設けられた貫通孔を覆うように設けられ、前記コネクタを固定するコネクタ固定部とを有してもよい。
前記底部は、前記支持体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記コネクタは、前記第2の主面側に露出する接続面が前記第2の主面よりも奥側に位置するように前記コネクタ固定部に固定されていてもよい。
前記コネクタは、前記検出リングの中心軸に沿って設けられていてもよい。
前記検出部は、前記検出リングの中心点から見て均等に分散して複数設けられていてもよい。
実施形態に係る力覚センサについて説明する前に、当該力覚センサのロボットへの適用例について図1を参照して説明する。
図2および図3を参照して、第1の実施形態に係る力覚センサについて説明する。図2は、本実施形態に係る力覚センサ1の一部縦断面図である。なお、図2では、接続部15、固定部16および検出リング20は模式的に示している。これらの構成要素の具体例は、図4および図5を参照して説明する。図3は、本実施形態に係る力覚センサ1の下面図である。
ここで、図4(a)〜(c)、図5(a),(b)を参照して検出リング20の具体例について説明する。図4は静電容量型の検出リングであり、図5は歪みゲージ型の検出リングである。なお、図5では、検出リング20に加えて、接続部15および固定部16も図示している。
次に、図6を参照して、第2の実施形態に係る力覚センサについて説明する。図6は、本実施形態に係る力覚センサ1Aの一部縦断面図である。なお、図6では、接続部15、固定部16および検出リング20は模式的に示している。
次に、図7を参照して、第3の実施形態に係る力覚センサについて説明する。図7は、本実施形態に係る力覚センサ1Bの一部縦断面図である。なお、図7では、接続部15、固定部16および検出リング20は模式的に示している。
次に、図8および図9を参照して、第4の実施形態に係る力覚センサについて説明する。図8は、本実施形態に係る力覚センサ1Cの一部縦断面図である。なお、図8では、接続部15、固定部16および検出リング20は模式的に示している。図9は、力覚センサ1Cの下面図である。
次に、図11を参照して、第5の実施形態に係る力覚センサについて説明する。図11は、本実施形態に係る力覚センサ1Eの一部縦断面図である。なお、図11では、接続部15、固定部16および検出リング20は模式的に示している。
10,310 受力体
15 接続部
16 固定部
20 検出リング
21 外側リング部
22 内側リング部
23 梁部
25 歪みゲージ
26,27 変形部
28 変位部
30,30A,30B,30C,30D,330 支持体
31 凹部
32,33 貫通孔
40 検出回路
50,350 コネクタ
50a 接続面
51 端子
52 ガイドピン挿入孔
60,360 外装体
65 内装体
65a 貫通孔
70,370 コネクタ固定体
80 コネクタ保護体
90 コネクタ固定体
91 固定板部
92,93 カバー部
100 コネクタ固定外装体
101 筒部
102 底部
103 コネクタ固定部
1000 産業用ロボット
1100 ロボット本体
1200 エンドエフェクタ
1300 電気ケーブル
1400 制御部
D1〜D4 検出部
L1〜L4 連結部
P1,P2 固定点
Q1,Q2 作用点
S 配線スペース
Claims (15)
- ロボットに装着される力覚センサであって、
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける受力体と、
前記受力体が受けた力またはモーメントを検出する検出部と、
前記検出部を支持する支持体と、
前記検出部から出力された信号を受信する検出回路と、
一方の開口部に前記受力体が配置され、他方の開口部に前記支持体が配置され、前記検出部を内蔵する筒状の外装体と、
前記検出回路の端子に電気的に接続されたコネクタであって、前記ロボットの内部に延設された電気ケーブルを前記支持体側から接続可能に設けられたコネクタと、
を備える力覚センサ。 - 前記支持体は、前記受力体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記第2の主面には凹部が設けられ、
前記コネクタは、前記凹部の底部に設けられた貫通孔に嵌合していることを特徴とする請求項1に記載の力覚センサ。 - 前記コネクタは、前記第2の主面側に露出する接続面を有しており、前記接続面が前記第2の主面よりも奥側に位置するように前記支持体に固定されていることを特徴とする請求項2に記載の力覚センサ。
- 前記支持体は、前記受力体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記第1の主面と前記の第2の主面間を貫通する貫通孔が設けられ、
前記第1の主面側における前記貫通孔の開口を覆うとともに、前記コネクタを固定するコネクタ固定体をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の力覚センサ。 - 前記コネクタは、前記第2の主面側に露出する接続面を有しており、前記接続面が前記第2の主面よりも奥側に位置するように前記コネクタ固定体に固定されていることを特徴とする請求項4に記載の力覚センサ。
- 前記支持体は、前記受力体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記コネクタは、前記支持体に設けられた貫通孔に嵌合しており、
前記第2の主面から突出した前記コネクタを囲うように突設されたコネクタ保護体をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の力覚センサ。 - 前記コネクタを固定するとともに、前記支持体側から前記外装体または前記支持体に取り付けられたコネクタ固定外装体をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の力覚センサ。
- 前記コネクタ固定外装体は、筒部と、前記筒部の下端を閉塞する底部と、前記底部に設けられた貫通孔を覆うように設けられ、前記コネクタを固定するコネクタ固定部とを有することを特徴とする請求項7に記載の力覚センサ。
- 前記底部は、前記支持体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記コネクタは、前記第2の主面側に露出する接続面が前記第2の主面よりも奥側に位置するように前記コネクタ固定部に固定されていることを特徴とする請求項8に記載の力覚センサ。 - ロボットに装着される力覚センサであって、
検出対象となる力またはモーメントの作用を受ける環状の受力体と、
前記受力体が受けた力またはモーメントを検出する検出部と、
前記検出部を支持する環状の支持体と、
前記検出部から出力された信号を受信する検出回路と、
一方の開口部に前記受力体が配置され、他方の開口部に前記支持体が配置され、前記検出部を内蔵する筒状の外装体と、
前記外装体の内部に配置され、当該外装体の中心軸に沿って延在する筒状の内装体と、
前記検出回路の端子に電気的に接続されたコネクタであって、前記ロボットの内部に延設された電気ケーブルを前記支持体側から接続可能に設けられ、前記コネクタのうち少なくとも一部が前記内装体の内部に配置されたコネクタと、
を備えることを特徴とする力覚センサ。 - 前記内装体の内周面に設けられ、前記コネクタを固定するコネクタ固定体をさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の力覚センサ。
- 前記コネクタ固定体は、
前記コネクタを固定する固定板部と、
前記固定板部および前記内装体の内周面に接続し、前記コネクタのうち前記固定板部より上方の部分を取り囲むカバー部と、
を有することを特徴とする請求項11に記載の力覚センサ。 - 前記コネクタは、L字状に構成されており、前記内装体に設けられた貫通孔に嵌合されていることを特徴とする請求項10に記載の力覚センサ。
- 前記内装体には、前記電気ケーブル以外のケーブルを挿通可能な配線スペースが確保されていることを特徴とする請求項10〜13のいずれかに記載の力覚センサ。
- 前記支持体は、前記受力体と対向する第1の主面と、前記第1の主面と反対側の第2の主面とを有し、
前記コネクタは、前記第2の主面側に露出する接続面が前記第2の主面よりも奥側に位置するように前記内装体の内部に配置されていることを特徴とする請求項10〜14のいずれかに記載の力覚センサ。
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