JP5859134B2 - 力センサおよび力センサを有するロボット - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る力センサの模式側面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。
変位センサ20は、発光部21から照射される拡散レーザ光の出力をフィードバックするためのモニタ用光検出部をさらに備えてもよい。以下では、変位センサ20がモニタ用光検出部を備える場合の例について図14を参照して説明する。図14は、第2の実施形態に係る力センサの模式側面図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
上述してきた各実施形態では、X軸方向に沿って配置された第1光検出部22b,22dを用いて、X軸方向に沿って作用するせん断力を検出する場合の例について説明した。しかしながら、本願の開示する力センサは、上述した検出原理を適用し、第2光検出部22a,22cをさらに用いることで、X軸方向のみならずY軸方向に作用するせん断力を検出することも可能である。
図16は、第4の実施形態に係る力センサ1Bの模式斜視図であり、図17は、第4の実施形態に係る力センサ1Bの模式分解斜視図である。図16に示すように、力センサ1Bは、第3の実施形態に記載の可変フレーム70とは形状の異なる第1フレーム8と、第2フレーム9とを備える。
次に、第5の実施形態に係る力センサ1Cについて、図20を参照して説明する。図20は、第5の実施形態に係る力センサ1Cの模式斜視図である。図20に示すように、力センサ1Cは、変位センサ20と、第1フレーム30cとを備える。なお、変位センサ20は、第1の実施形態で説明したものと同一構成であるため、ここでは、第1の実施形態に記載した符号と同一の符号を付することにより、その説明を省略する。
上述してきた各実施形態では、可変フレームを側面視略台形状に形成することで、可変フレームにせん断力が印加された場合に可変フレームの天井部が傾斜して、拡散レーザ光の反射光の照射領域Rが変位するようにした(図4A,図4B参照)。
10 基台
20,20A 変位センサ
21 発光部
22,22b,22d (第1)光検出部
22a,22c (第2)光検出部
23 モニタ用光検出部
30 可変フレーム(第1フレーム)
31a,31b 支持部
31c,31d 肉薄部
32,82,92,84,94,110 天井部
32a 対向面
33 固定部
40,93,95,111 ミラー(反射部)
50 力伝達体
81a,81b 支持部(第1脚部)
82a,84a,110a 第1対向面
83,85 開口部
86a,86b 第1脚部
88a,88b 連結腕部
91a,91b 支持部(第2脚部)
92a,94a 第2対向面
96a,96b 第2脚部
100 ハンドル
101 シャフト
102 スポーク
103 設置面
200 ロボット
204 エンドエフェクタ
205 把持爪
Claims (9)
- 拡散光を照射する発光部と、
第1方向において前記発光部を挟んで配置される一対の第1光検出部と、
前記第1方向と直交する第2方向において前記発光部を挟んで配置される一対の第2光検出部と、
前記発光部の光軸上において前記発光部に対して対向配置され、前記発光部から照射される拡散光を反射する反射部と、
前記反射部による前記拡散光の反射先を、前記第1方向へ変位可能に変形する第1フレームと、
前記反射部による前記拡散光の反射先を、前記第2方向へ変位可能に変形する第2フレームと
を備えることを特徴とする力センサ。 - 前記第1フレームは、
前記発光部の設置面に固定される第1脚部と、
前記発光部の光軸上において前記発光部と対向するように該第1脚部によって支持される第1対向面と
を備え、
第1対向面には、
前記発光部の光軸と交わる位置を含む領域に開口部が設けられ、
前記第2フレームは、
前記第1フレームに連結される第2脚部と、
前記発光部の光軸上において前記第1対向面の前記開口部を介して前記発光部と対向するように該第2脚部によって支持される第2対向面と
を備え、
前記反射部は、
前記第2対向面における前記発光部の光軸と交わる位置を含む領域に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の力センサ。 - 前記第1フレームの前記第1脚部は、
前記第1対向面における前記第1方向の両側に設けられ、
前記第1フレームは、
前記第1対向面における前記第2方向の両側に設けられる連結腕部
をさらに備え、
前記第2フレームの前記第2脚部は、
前記第2対向面における前記第2方向の両側に設けられ、前記第1対向面よりも前記発光部の設置面側で前記第1フレームの前記連結腕部に連結される
ことを特徴とする請求項2に記載の力センサ。 - 前記第1フレームは、
前記第1脚部と前記第1対向面とが直角以外の角度で連接される連接部を備え、
該連接部は、
前記反射部による前記拡散光の反射先を前記第1方向へ変位可能に変形する
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の力センサ。 - 前記第2フレームは、
前記第2脚部と前記第2対向面とが直角以外の角度で連接される連接部を備え、
該連接部は、
前記反射部による前記拡散光の反射先を前記第2方向へ変位可能に変形する
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一つに記載の力センサ。 - 前記第1フレームは、
前記発光部の光軸上において前記発光部に対して対向配置される第1対向面と、
前記第1対向面を四方から支持するとともに、前記反射部による前記拡散光の反射先を、前記第1方向および前記第2方向の両方向にのみ変位可能に変形する脚部と
を備え、
前記反射部は、
前記第1対向面に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の力センサ。 - 拡散光を照射する発光部と、
前記発光部を挟んで配置される一対の第1光検出部と、
前記発光部の光軸上において該発光部と対向する対向面を備えるとともに、前記発光部の設置面に固定され、前記一対の第1光検出部の配列方向に自由度を有する1自由度のフレームと、
前記フレームの対向面に設けられ、前記発光部から照射される拡散光を前記一対の第1光検出部側へ反射する反射部と
を備えることを特徴とする力センサ。 - 拡散光を照射する発光部と、
第1方向において前記発光部を挟んで配置される一対の第1光検出部と、
前記第1方向と直交する第2方向において前記発光部を挟んで配置される一対の第2光検出部と、
前記発光部の光軸上において前記発光部に対して対向配置され、前記発光部から照射される拡散光を反射する反射部と、
前記発光部の光軸上において前記発光部に対して対向配置される対向面に前記反射部が設けられて前記発光部の設置面に固定されるとともに、前記反射部による前記拡散光の反射先を、前記第1方向へ変位可能に変形する第1フレームと
前記反射部による前記拡散光の反射先を、前記第2方向へ変位可能に変形する第2フレームと
を備えることを特徴とする力センサ。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載の力センサを有する
ことを特徴とするロボット。
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