JP5606662B2 - トルクセンサ及びトルクセンサ付モータ - Google Patents
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Description
非特許文献2では、ハーモニックドライブ(登録商標)減速装置内のフレクススプラインのねじり変形を利用してトルクを計測するようにしている。
請求項5の発明は、請求項4において、前記減速機付モータがロボットハンド用のモータであることを特徴とする。
トルクセンサ付モータは、減速機付モータ11と、減速機付モータ11を図示しないロボットハンドに取付けするための支持部材としての固定プレート12と、減速機付モータ11と固定プレート12間に介在配置されたトルクセンサ20とから構成されている。
Vout=KεVin
なお、Kは歪みゲージ率、εは歪み、Vinはブリッジ電圧、Voutは出力電圧である。又、図5中、R1〜R4は、歪みゲージのゲージ抵抗である。4アクティブゲージ法では、歪みゲージ30を単独で使用した場合の4倍の出力が得られ、温度補償が可能となる。又、ロボットハンドの姿勢変化に伴うセンサ出力の重力補償も可能となる。
以上のように構成された第1実施形態では、下記の特徴がある。
次に第2実施形態を図7〜9を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一構成、又は相当する構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
第2実施形態は、第1実施形態で述べた(2)〜(6)の特徴を有する他、以下の特徴がある。
○ 第1実施形態及び第2実施形態のトルクセンサ付モータは、固定プレート付であったが、固定プレート12を省略したトルクセンサ付モータとしてもよい。この場合、減速機付モータ11のハウジング13において、回転出力軸14が突出する側の端面に第1厚肉部21を取付けすることにより、減速機付モータ11をトルクセンサ付モータとする。
○ 第1実施形態及び第2実施形態では、回転出力軸を有する装置として、モータとしたが、回転出力軸を有する装置としては、モータに限定されるものではなく、増速歯車機構や、ハーモニックドライブ(登録商標)等の減速歯車機構等を内蔵した歯車機構の回転出力軸を備えた装置を回転出力軸を有する装置としてもよい。
○ 第1実施形態のトルクセンサ20は、歪みゲージ30を各薄肉部23に対して配置して4個としたが、図10(b)に示すように、第1厚肉部21に隣接する2つの薄肉部23に対して一対の歪みゲージ30を配置するようにしてもよい。この場合、2アクティブゲージ法によりゲージブリッジを構成して、トルクを検出することができる。
○ トルクセンサ20の構成として、第1厚肉部21及び第2厚肉部22を1つのみにし、第1厚肉部21に隣接する1つ又は一対の薄肉部23に対して1つ又は一対の歪みゲージ30を配置するようにしてもよい。図10(c)では、上記の一例として、1つの歪みゲージ30を備えた薄肉部23と、第1厚肉部21と、歪みゲージ30を備えていない薄肉部23と、第2厚肉部22とが交互に連結配置されて、全体が円形状に形成されたトルクセンサ20を図示している。
この場合、図11(a)では一対のトルクセンサ20を介して減速機付モータ11を固定プレート12に固定する代わりに、減速機付モータ11を1つのトルクセンサ20とダミー40を介して固定プレート12に支持する。
なお、説明の便宜上、ダミー40の構成体においても、本変形例のトルクセンサ20に相当する構成は、同一符号を付している。
13…ハウジング、14…回転出力軸、20…トルクセンサ、
21…第1厚肉部、21a…面、21b…面、
22…第2厚肉部、22a…面、22b…面、
23…薄肉部、23a…面、23b…面
23c…ゲージ面、30…歪みゲージ。
Claims (6)
- 厚肉部と弾性変形可能な薄肉部とが連結された連結体と、
前記薄肉部に配置された歪みゲージとを備え、
前記厚肉部は、回転出力軸を有する装置のハウジングに一体に連結可能に形成された第1厚肉部と、支持部材に一体に連結可能に形成されるとともに前記第1厚肉部と同一円上に配置された第2厚肉部を含み
前記第1厚肉部と前記第2厚肉部間に前記薄肉部が形成されて、第1厚肉部と第2厚肉部とが互いに並んだ方向に変位可能にされているトルクセンサであって、
前記連結体がリング状又は円弧状に形成されており、当該連結体において、前記第1厚肉部、前記第2厚肉部及び前記薄肉部の外径が同一に形成されているとともに、前記薄肉部の内径が前記第1厚肉部及び第2厚肉部の内径よりも大きく形成されており、前記歪みゲージが前記薄肉部の内径側の面に配置されていることを特徴とするトルクセンサ。 - 第1厚肉部と第2厚肉部とが同一円上に交互に配置されるとともに互いに隣接する第1厚肉部と第2厚肉部間に弾性変形可能な薄肉部が連結された連結体と、
前記薄肉部のうち少なくとも1つの薄肉部に配置された歪みゲージとを備え、
前記第1厚肉部が、回転出力軸を有する装置に一体に連結可能に形成され、
前記第2厚肉部が、支持部材に一体に連結可能に形成され、
前記第1厚肉部と第2厚肉部とが並んだ方向に変位可能にされているトルクセンサであって、
前記連結体がリング状又は円弧状に形成されており、当該連結体において、前記第1厚肉部、前記第2厚肉部及び前記薄肉部の外径が同一に形成されているとともに、前記薄肉部の内径が前記第1厚肉部及び第2厚肉部の内径よりも大きく形成されており、前記歪みゲージが前記薄肉部の内径側の面に配置されていることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項1又は請求項2に記載のトルクセンサが、回転出力軸を有する装置であるモータに対して第1厚肉部にて取付けされていることを特徴とするトルクセンサ付モータ。
- 前記モータが減速機付モータであることを特徴とする請求項3に記載のトルクセンサ付モータ。
- 前記減速機付モータがロボットハンド用のモータであることを特徴とする請求項4に記載のトルクセンサ付モータ。
- 前記第2厚肉部が、支持部材に一体に連結されていることを特徴とする請求項3乃至請求項5のうちいずれか1項に記載のトルクセンサ付モータ。
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