JP5887911B2 - センサーモジュール、力検出装置、ロボット - Google Patents
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上記構成により、センサー素子が第1部材内に封止されたセンサーデバイスに対して、第1部材の外側から第2部材を介してセンサー素子へ与圧を印加することができる。また、センサーデバイスの寸法誤差により、例えば第1部材内に収容されたセンサー素子が第2部材と接触していなくても、第1押圧部によって、センサー素子へ与圧を十分に印加することができる。このためセンサーデバイスの製造ばらつきに係らずセンサー素子に常に一定の与圧を印加することができ、測定誤差のない正確な検出データを得ることができる。よってセンサーモジュールの歩留りが良くなる。
上記構成により、第1押圧部で、センサー素子の上面の全領域を常に均一に与圧を印加することができる。よって測定誤差のない正確な検出データが得られる。
上記構成により、第1部材の実装面の外部端子から接続配線を引き出すことができる。またセンサー素子の上下面から効率的に与圧を印加することができる。さらに第1プレートと第2プレートの間の隙間を広げることができ、配線や制御回路(IC)などを設置するスペースを確保することができる。
これにより、第1部材と第2プレートの位置合わせを容易かつ確実に行なうことができる。
上記構成により、第1部材とセンサー素子の高さが一致しないときでも、第1押圧部による与圧で第2部材の可撓部が変形することにより、第2部材にストレスが掛からず、第1部材と第2部材の接合状態を維持して気密に保つことができる。
上記構成により、X方向、Y方向、Z方向、いわゆる3軸方向の力を検出するセンサー素子を相互の位置ずれが制御されることにより、3軸方向の力を検出するセンサーデバイスであっても高い検出精度を損なうことなく、安定して維持させることができる。
上記構成により、電荷量および電荷の正負によって、容易に外力負荷を演算計測することができる。また、簡単な構成によって3軸力検出センサーを得ることができ、さらに、上述の適用例のセンサーモジュールを複数用いることで、たとえばトルク計測も含む6軸力検出装置などを容易に得ることができる。
上記構成により、作動するロボットアームあるいはロボットハンドに対して、所定動作中に起こる障害物への接触の検出、対象物への接触力を、力検出装置により確実に検出し、ロボット制御装置へデータをフィードバックすることで、安全で細かな作業を行うことができる。
上記構成により、作動するロボットアームあるいはロボットハンドに対して、所定作動中に起こる障害物への接触の検出、対象物への接触力を、力検出装置により確実に検出し、ロボット制御装置へデータをフィードバックすることで、安全で細かな作業を行うことができる。また少ない変化量であっても高精度な力の検出を安定的に行うことが可能なロボットとなる。
図1は第1実施形態に係るセンサーモジュールの断面図を示す。図2は本実施形態のセンサーデバイス(第2部材を省略)の素子積層方向からの平面図を示す。図3は本実施形態のベース部材の素子積層方向からの平面図を示す。
なお、可撓部40は第2及び第3実施形態に係るセンサーモジュールの第2部材に適用しても良い。
Claims (9)
- 圧電体を有するセンサー素子と、前記センサー素子が配置される第1部材と、前記第1部材に接合し前記第1部材を封止する第2部材と、を含むセンサーデバイスと、
前記センサーデバイスをプレート間で支持する第1プレート及び第2プレートと、
前記第1プレート及び第2プレートの間に前記センサーデバイスが把持されるとともに、前記センサーデバイスが間に位置するように締結する複数の締結部と、
を備え、
前記第1プレートには前記第1部材側の面に前記第2部材に向けて突出する第1押圧部が形成されて、
前記第2部材は前記第1押圧部と前記センサー素子の受圧面によって挟持されていることを特徴とするセンサーモジュール。 - 前記第1押圧部は、平面視でセンサー素子の受圧面の全領域と重なる面を有し、かつ平面視で前記第1部材の内周縁の領域の内部に位置し、前記締結部は前記第1プレート及び第2プレート間の前記第1部材を加圧しながら固定することを特徴とする請求項1に記載のセンサーモジュール。
- 前記第2プレートは、前記第1部材側の面に第2押圧部が前記第1押圧部と対向するように形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のセンサーモジュール。
- 前記第1部材の実装面に、前記第2押圧部と接触する凹部を形成したことを特徴とする請求項3に記載のセンサーモジュール。
- 前記第2部材は、平面視でセンサー素子の受圧面よりも外側で、かつ平面視で前記第1部材の内周縁の領域の内部に環状の可撓部を形成したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のセンサーモジュール。
- 前記圧電体を複数積層させた前記センサー素子の積層方向をZ軸方向とした場合、前記Z軸方向に直交しかつ互いに直交する方向をそれぞれX軸方向、Y軸方向とした場合、少なくとも前記X軸方向の力を検出する第1センサー素子と、前記Y軸方向の力を検出する第2センサー素子と、前記Z軸方向の力を検出する第3センサー素子と、を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のセンサーモジュール。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のセンサーモジュールを備えたことを特徴とする力検出装置。
- 請求項7に記載の力検出装置を備えたことを特徴とするロボット。
- 本体部と、
前記本体部に接続するアーム部と、
前記アーム部に接続するハンド部と、を備えるロボットであって、
前記アーム部と前記ハンド部との接続部にセンサーモジュールを有し、
前記センサーモジュールは、
圧電体を有するセンサー素子と、前記センサー素子が配置される第1部材と、前記第1部材の側壁の端面に接合し前記第1部材を封止する第2部材と、を含むセンサーデバイスと、
前記センサーデバイスをプレート間で支持する第1プレート及び第2プレートと、
前記第1プレート及び第2プレートの間に前記センサーデバイスが把持されるとともに、前記センサーデバイスが間に位置するように締結する複数の締結部と、
を備え、
前記第1プレートには前記第1部材側の面に前記第2部材に向けて突出する第1押圧部が形成されて、
前記第2部材は前記第1押圧部と前記センサー素子の受圧面によって挟持されていることを特徴とするロボット。
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