JPH01138431A - Optical force sensor - Google Patents

Optical force sensor

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Publication number
JPH01138431A
JPH01138431A JP29714087A JP29714087A JPH01138431A JP H01138431 A JPH01138431 A JP H01138431A JP 29714087 A JP29714087 A JP 29714087A JP 29714087 A JP29714087 A JP 29714087A JP H01138431 A JPH01138431 A JP H01138431A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
photosensor
fixed body
elastic
support rod
Prior art date
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Pending
Application number
JP29714087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Hirose
茂男 広瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP29714087A priority Critical patent/JPH01138431A/en
Publication of JPH01138431A publication Critical patent/JPH01138431A/en
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Abstract

PURPOSE:To detect a load in three axial direction by a single sensor by combining a light source and a division type photosensor together opposite each other across elastic bodies. CONSTITUTION:A mobile body 40 whose tip outer peripheral surface is pointed has a support rod 41 in the center of the base end surface and a fixed body 50 is formed by coupling a small-diameter storage part 51 with a large-diameter equipment mount part 52 across a partition wall 53. Further, the elastic body 60 has a center small cylinder part 61 and thin elastic plates 62 and 63. Further, the moving body 40 and fixed body 50 are coupled with adjacent parts relatively movably in respective axial directions X, Y, and Z across the elastic body 60, and the support rod 41 of the moving body 40 penetrates the small cylinder part 51 of the elastic body 60 and projects into the storage part 51 of the fixed body 50. Further, a light source 20 is fixed atop of the support rod 41 in the storage part 51 of the fixed body 50, and the photosensor 10 is mounted on the partition wall 53 of the fixed body 50. Thus, the photosensor 10 and light source 20 face each other and their axes are aligned with each other. Consequently, the single sensor can detect at least the load in the three axial directions.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野j 本発明は物体に作用する力を計測するのに用いて好適な
光学式力センサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an optical force sensor suitable for use in measuring force acting on an object.

r従来の技術j 一般に、ロボットに種々の複雑な作業を行なわせるとき
、ロボットの力制御を高度にしなければらなず、そのた
め、ロボットに加わる力を検出する必要が生じる。
rPrior Art j Generally, when a robot is made to perform various complicated tasks, the force control of the robot must be advanced, and therefore it is necessary to detect the force applied to the robot.

ちなみに、産業ロボットにおいては手首力の検出が必要
となり、移動ロボットにおいては支持力の検出が必要と
なる。
Incidentally, in industrial robots it is necessary to detect wrist force, and in mobile robots it is necessary to detect supporting force.

かかる力を検出するための力センサとしては。As a force sensor to detect such force.

歪ゲージを利用したもののほか、半導体のピエゾ効果、
静電容量、加圧導電ゴムを利用した各種の力センサも利
用されているが、これら各センサには以下に述べる問題
点がある。
In addition to those using strain gauges, piezoelectric effects of semiconductors,
Various force sensors using capacitance and pressurized conductive rubber are also used, but each of these sensors has the following problems.

例えば、歪ゲージを利用した力センサの場合、検出され
る信号が数%以下の微小な抵抗値変化であるので、感度
および耐雑音性の高い専用Ma@器が必要となるばかり
か、温度外乱の影響も受けやすく、これを回避するため
、十分安定した精度の高い計7111システムを構成し
た場合は、システム全体がきわめて高価になる。
For example, in the case of a force sensor using a strain gauge, the detected signal is a minute change in resistance value of a few percent or less, so not only a dedicated Ma@meter with high sensitivity and noise resistance is required, but also temperature disturbance If a sufficiently stable and highly accurate 7111 system were constructed to avoid this, the entire system would be extremely expensive.

しかも、歪ゲージの抵抗線は細く、繰り返し疲労により
破断する難点がある。
Moreover, the resistance wire of strain gauges is thin and has the disadvantage of breaking due to repeated fatigue.

半導体素子を用いたものは、歪ゲージ方式よりも大きな
信号が得られるが、その程度の信号レベルでは十分とい
えず、前記と同様に高性能の増幅器を必要とし、温度外
乱の影響も受けやすい。
Methods using semiconductor elements can obtain a larger signal than the strain gauge method, but such a signal level is not sufficient, and as mentioned above, requires a high-performance amplifier and is susceptible to temperature disturbances. .

静電容量を利用した力センサは、センサ自体の構造が単
純であるものの、静電容量の微小な変化を計測するため
の計測回路に費用が嵩み、他にも浮遊容量の影響を除外
するためセンサ系全体の雑音対策が必要となり、取り扱
いが煩雑である。
Force sensors that use capacitance have a simple structure, but the measurement circuit that measures minute changes in capacitance is expensive, and the effects of stray capacitance must be excluded. Therefore, noise countermeasures for the entire sensor system are required, and handling is complicated.

さらに加圧導電ゴムを用いた力センサの場合、取り扱い
は容易であるが、導電ゴムにヒステリシスが存在するの
で、常に正確に力を測定しようとする計測には不適当で
ある。
Furthermore, in the case of a force sensor using pressurized conductive rubber, it is easy to handle, but since the conductive rubber has hysteresis, it is not suitable for measurements that aim to always accurately measure force.

上述した既成の力センサに対し、光を利用した力センサ
がいくつか考えられており、これは、計測すべき力が作
用することによって生じる物体の微小変位を、光の反射
光量変化、光感応型半導体の透過率の変化、あるいはス
リットを通過する光量の変化などにより検出するように
したものである。
In contrast to the existing force sensors mentioned above, several force sensors that use light have been considered, and these can measure the minute displacement of an object caused by the action of the force to be measured by using changes in the amount of reflected light or light sensitivity. Detection is performed based on a change in the transmittance of a type semiconductor or a change in the amount of light passing through a slit.

かかる光学式力センサは、比較的高いレベルの信号を受
信することができ、ヒステリシス特性がない利点も有す
る。
Such optical force sensors can receive relatively high level signals and also have the advantage of not having hysteresis characteristics.

「発明が解決しようとする問題点1 しかし、上述した光学式力センサの場合も、解決すべき
技術的課題が残されている。
“Problem to be Solved by the Invention 1” However, even in the case of the above-mentioned optical force sensor, there remain technical issues to be solved.

その1つは、単一のセンサにより多くの荷重成分、複合
的な荷重成分が検出できること、他の1つは、小型軽量
であること、さらに他の1つは、安価なコストで計測シ
ステムが構成できることである。
One of these is that a single sensor can detect many load components and multiple load components, the other is that it is small and lightweight, and the other is that the measurement system can be installed at a low cost. It is configurable.

本発明は上記の問題点に鑑み、単体にて少なくとも3軸
方向の荷重を検出することができ、しかも高性能、小型
軽量化、廉価なコストなどを満足させることのできる光
学式力センサを提供しようとするものである。
In view of the above-mentioned problems, the present invention provides an optical force sensor that can detect loads in at least three axial directions with a single unit, and that also satisfies the requirements of high performance, small size and light weight, and low cost. This is what I am trying to do.

r問題点を解決するための手段J 本発明に係る光学式力センサは、所期の目的を達成する
ため、光源と分割型のフォトセンサとが弾性体を介し互
いに対向して組み合わされていることを特徴とする。
Means for Solving Problems J In order to achieve the intended purpose, the optical force sensor according to the present invention has a light source and a split photosensor combined with each other facing each other via an elastic body. It is characterized by

1実 施 例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。1 Implementation Example” Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明に係る光学式力センサの具体的−例であ
り、第2図は当該光学式力センサの基本原理を解説する
ための説明図である。
FIG. 1 shows a specific example of the optical force sensor according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the basic principle of the optical force sensor.

第1図、第2図において、4分割型からなるフォトセン
サlOは、相互に集結した4つのセル11.12.13
.14を備え、これら各セル11.12.13.14が
、当該フォトセンサ10の中心軸を原点とする第1座標
、第2座標、第3座標、第4座標にそれぞれ配置されて
いる。
In FIGS. 1 and 2, the photosensor IO consisting of a four-division type consists of four cells 11, 12, 13 that are assembled together.
.. 14, and each of these cells 11, 12, 13, and 14 is arranged at a first coordinate, a second coordinate, a third coordinate, and a fourth coordinate, respectively, with the central axis of the photosensor 10 as the origin.

第1図、第2図において、光源20は、例えばレンズの
ない、かつ、チップが開放された高輝度のL E D 
(0,8mmφ)からなり、その中心にピンホールが付
加されている。
In FIGS. 1 and 2, the light source 20 is, for example, a high-intensity LED without a lens and with an open chip.
(0.8 mmφ), with a pinhole added at its center.

第1図、第2図において、合成樹脂、金属等からなるケ
ーシング30は、移動体40、固定体50、弾性体80
を備えている。
In FIGS. 1 and 2, a casing 30 made of synthetic resin, metal, etc. includes a movable body 40, a fixed body 50, and an elastic body 80.
It is equipped with

かかるケーシング30において、先端外周面が尖頭形を
なす移動体40は、その基端面の中心に支持棒41を有
し、固定体50は小径の収納部51と大径の機器装着部
52とが隔壁53を介して相互に連結されており、弾性
体60は中心の小筒部61と、その小筒部61の両端°
に連結された薄肉状の弾性板62.63とを有する。
In such a casing 30, the movable body 40 having a pointed outer circumferential surface has a support rod 41 at the center of its proximal end surface, and the fixed body 50 has a small-diameter storage section 51 and a large-diameter device mounting section 52. are connected to each other via a partition wall 53, and the elastic body 60 has a small cylindrical portion 61 at the center and both ends of the small cylindrical portion 61.
It has thin elastic plates 62 and 63 connected to.

さらに、移動体40、固定体50、弾性体60の相対量
形において、移動体40、固定体50は、これらの隣接
部間に弾性体60を介してx、y、zの各軸方向へ相対
移動可能なるよう結合されているとともに、移動体40
の支持棒31が弾性体80の小筒部51を貫通して固定
体50の収納部41内に突入している。
Further, in the relative quantity form of the movable body 40, the fixed body 50, and the elastic body 60, the movable body 40 and the fixed body 50 are arranged in the x, y, and z axis directions via the elastic body 60 between these adjacent parts. The movable body 40 is coupled to be movable relative to each other.
The support rod 31 passes through the small cylindrical portion 51 of the elastic body 80 and protrudes into the storage portion 41 of the fixed body 50.

前述したフォトセンサ10、光源20のうち、光源20
は固定体50の収納部51内において支持棒41の先端
に取りつけられ、フォトセンサ10は固定体50の隔壁
53に装着され、かくてフォトセンサlOと光源20と
は互いに対向し、これらの軸心が相互に一致している。
Of the photosensor 10 and light source 20 described above, the light source 20
is attached to the tip of the support rod 41 in the housing 51 of the fixed body 50, and the photosensor 10 is attached to the partition wall 53 of the fixed body 50, so that the photosensor lO and the light source 20 face each other, and their axes Their hearts are in agreement with each other.

なお、固定体50の機器装着部52内には、増幅器70
が装着され、当該増幅器70は図示しない電気的ないし
電子的な出力演算回路と相互に接続されている。
Note that an amplifier 70 is installed in the device mounting section 52 of the fixed body 50.
The amplifier 70 is connected to an electrical or electronic output calculation circuit (not shown).

以下、未発明光学弐カセンサによる3軸方向の力計測に
ついて説明する。
Hereinafter, force measurement in three axial directions using an uninvented optical force sensor will be explained.

本発明の光学式力センサは、光源(LED)20に関す
る第2図x、y、z軸方向の変位を、4つのフォトダイ
オードの出力から算出する。
The optical force sensor of the present invention calculates the displacement of the light source (LED) 20 in the x-, y-, and z-axis directions in FIG. 2 from the outputs of four photodiodes.

この場合、x、y、z方向の原点は、前述したようにフ
ォトセンサ10の中心軸上にとり、フォトセンサ10の
各セル11.12.13.14は、これらの出力をそれ
ぞれSl、 S2. S3、S4とし、原点においてO
となるように、オフセットをつけておく。
In this case, the origin of the x, y, and z directions is set on the central axis of the photosensor 10 as described above, and each cell 11, 12, 13, 14 of the photosensor 10 outputs these outputs from Sl, S2, . S3, S4, O at the origin
Add an offset so that

はじめ、光源20のx、y、X軸方向への独立した変位
とフォトセンサ10の出力について述べる。
First, the independent displacement of the light source 20 in the x, y, and X axis directions and the output of the photosensor 10 will be described.

y=z=0とし、X軸方向にのみ光源20を変位させた
場合、X軸方向のセンサ出力S×は式(1)のようにな
り、その際の変化の様子は第3図(1)のようになる。
When y=z=0 and the light source 20 is displaced only in the X-axis direction, the sensor output S× in the )become that way.

5X=SI −92−S3+S4・・・・・・(1)こ
れを式(2)の直線で近似させ、その式(2)からのず
れのみを拡大すると、第3図(2)のようになる。
5X=SI -92-S3+S4... (1) If we approximate this with the straight line of equation (2) and magnify only the deviation from equation (2), we get as shown in Figure 3 (2). Become.

5X=A*X・・・・・・(2) この場合、A = 187(mV/am)であり、標準
偏差σは、σ−0,15%となった。
5X=A*X (2) In this case, A = 187 (mV/am), and the standard deviation σ was σ-0.15%.

X=Z=Oとし、y軸方向にのみ光源20を変位させた
場合、y軸方向のセンサ出力SVは、前記X軸方向の場
合と同様、式(3)(4)のようになる。
When X=Z=O and the light source 20 is displaced only in the y-axis direction, the sensor output SV in the y-axis direction is expressed by equations (3) and (4), as in the case of the X-axis direction.

5V=Sl +52−33−9++””(3)$=A@
y・・・・・・(4) x=y=oとし、X軸方向にのみ光源20を変位させた
場合、X軸方向のセンサ出力Slは、式(5)のように
なり、その際の変化の様子は第4図(1)のようになる
5V=Sl +52-33-9++””(3) $=A@
y... (4) When x=y=o and the light source 20 is displaced only in the X-axis direction, the sensor output Sl in the X-axis direction is as shown in equation (5), and in that case, The change in is shown in Figure 4 (1).

5y=S1+S2+S3+Sa・・・・・・(5)これ
を2の2次式たる式(6)で近似させ、その式(6)か
らのずれのみを拡大すると、第4図(2)のようになる
5y=S1+S2+S3+Sa...(5) Approximating this with equation (6), which is a quadratic equation of 2, and magnifying only the deviation from equation (6), we get as shown in Figure 4 (2). Become.

5z=B * z2 +C* z・・・−(8)この場
合、B = 48(mV/mm2)、 C= 104.
9(mV/am)であり、標準偏差σは、σ=0.22
となった。
5z=B*z2+C*z...-(8) In this case, B=48 (mV/mm2), C=104.
9 (mV/am), and the standard deviation σ is σ=0.22
It became.

つぎに、光源20の各軸変位に干渉のある場合を説明す
る。
Next, a case where there is interference in the displacement of each axis of the light source 20 will be described.

2=0とし、光源20をx、y軸方向に変位させて、原
点を中心とする正方形(−辺Q、4+sm)に沿うて動
かした場合のセンサ出力Sx、 Syを第5図に示す。
FIG. 5 shows the sensor outputs Sx and Sy when the light source 20 is displaced in the x and y axis directions and moved along a square (-side Q, 4+sm) centered on the origin, with 2=0.

第5図において、例えば直線りの部分は、X=0.2m
mでyを−0,2mmから+0.2層重まで変化させて
いるが、その間、Sxには殆ど変化がみられない。
In Figure 5, for example, the straight part is X = 0.2m
Although y was changed from −0.2 mm to +0.2 layer weight in m, almost no change was observed in Sx during that time.

かかる結果から明らかなように、X軸方向、y軸方向の
独立性は良好である。
As is clear from these results, the independence of the X-axis direction and the y-axis direction is good.

y=Qにおいて、z=0、±0.1+am 、±0.2
+IImにそれぞれ固定し、Xを−0,2mtmから÷
〇、2!1mまで変化させたときのセンサ出力SZを、
第6図(1)に示す。
At y=Q, z=0, ±0.1+am, ±0.2
Fix each to +IIm and divide X from -0,2mtm
〇、2!Sensor output SZ when changed up to 1m,
It is shown in FIG. 6 (1).

第6図(1)の場合、2は一定であるが、XはOに近づ
くほど大きくなっている。
In the case of FIG. 6(1), 2 is constant, but X increases as it approaches O.

これは距離が同じでも、光源(LED)20がフォトセ
ンサ10の中心に近いほど、当該センサlOを介して照
射される光の和が大きくなるためと考えられ、それゆえ
、Szは2だけでなく、Xとyの関数でもあるといえる
This is thought to be because even if the distance is the same, the closer the light source (LED) 20 is to the center of the photosensor 10, the larger the sum of light irradiated via the sensor lO becomes. Therefore, Sz is only 2. It can be said that it is also a function of X and y.

かかる関数形については、その対称性から最小偶数次の
2次の項を加え、式(7)のようにしておSz =式(
8)  −D  −x2   拳 D  *  y2 
−−−−(7)このときのS、は、前記式(2) (4
)より1式(8)のごとく補正すればよい。
For such a functional form, due to its symmetry, add the minimum even-order quadratic term and use equation (7) as Sz = equation (
8) -D -x2 fist D * y2
-----(7) In this case, S is the formula (2) (4
) can be corrected as shown in equation 1 (8).

Sz’ =Sz+D/ A(SX2+ 5V2) ””
”(8)より具体的な例として、 D/A=8.5 X
l0−4とした場合、第6図(2)に示すごとく、Sz
+がほぼ一定となった。
Sz' =Sz+D/A(SX2+5V2) ””
”(8) As a more specific example, D/A=8.5
When l0-4, as shown in Figure 6 (2), Sz
+ became almost constant.

y=Qとし、x=O1±0.1mm 、±0.2mmと
した場合の5点において、2を−0,2mmから+0.
2mmまで変化させたときのセンサ出力Szを、第7図
(1)に示す。
When y=Q and x=O1±0.1mm,±0.2mm, 2 is set from -0.2mm to +0.2mm at 5 points.
The sensor output Sz when changed up to 2 mm is shown in FIG. 7 (1).

第7図(1)の場合では、いずれの点においても2を大
きくすることにより、Sxの絶対値がわずかに小さくな
る。
In the case of FIG. 7(1), by increasing 2 at any point, the absolute value of Sx becomes slightly smaller.

これは光源20との距離が遠ざかるほど、フォトセンサ
10に照射される光が弱くなり1式(1)のAが小さく
なるためと考えられる。
This is thought to be because the farther the distance from the light source 20 is, the weaker the light irradiated onto the photosensor 10, and the smaller A in Equation 1 (1) becomes.

これに対処すべく、式(9)のように補正する。To deal with this, correction is made as shown in equation (9).

SX’ =Sx・E/(SZ’+E)・・・・・・(9
)かくて、第7図(2)のように2を変化させてもSx
′は殆ど変化しない。
SX' = Sx・E/(SZ'+E) (9
) Thus, even if 2 is changed as shown in Figure 7 (2), Sx
' does not change much.

このとき、E = 270(履V)である。At this time, E = 270 (V).

SVについても上記と同様に、すなわち式(10)のよ
うに補正することができる。
SV can also be corrected in the same way as above, that is, as shown in equation (10).

SV’ =Sv・E/(Sz’+E) ””(10)本
発明に係る光学式力センサは、フォトセンサlOと光源
20とがx、y、zの各軸方向へ独立して相対変位した
場合はもちろん、これらフォトセンサ10、光源20が
x、y、zの各軸方向へ同時に相対変位した場合でも、
上述の補正を行なうべく、SX’、SV’、S?’を計
算することにより、所定の出力を検出することができる
SV' = Sv・E/(Sz'+E) "" (10) The optical force sensor according to the present invention is characterized in that the photo sensor lO and the light source 20 are independently displaced relative to each other in the x, y, and z axis directions. Of course, even if these photosensor 10 and light source 20 are simultaneously relatively displaced in the x, y, and z axis directions,
In order to perform the above correction, SX', SV', S? By calculating ', a predetermined output can be detected.

すなわち、センサ出力から式(1)(3)(5)に基づ
いてSx、SV、 SZを計算して、これを式(8) 
(9) (10)により補正し、そのS、’、SV’、
SZ’ を式(2) (4) (8)のSx、Sv、 
Slに代えて代入することにより、X、y、zの各出力
を求めることができる。
In other words, calculate Sx, SV, and SZ from the sensor output based on equations (1), (3), and (5), and calculate these using equation (8).
(9) Corrected by (10), the S,',SV',
SZ' is expressed as Sx, Sv,
By substituting in place of Sl, the outputs of X, y, and z can be obtained.

したがって、第1図の光学式力センサにおいてケーシン
グ30の移動体40に力が作用し、これとともに弾性体
60がx、y、z軸方向の1成分以上を含んで弾性変形
し、移動体40側の光源20と固定体50側のフォトセ
ンサlOとが所定方向へ相対変位した際、そのフォトセ
ンサ10からの出力が増幅器70を介して増幅され、当
該増幅器70に接続されている出力演算回路が、既述の
式に基づく電気的ないし電子的な演算処理により、x、
y、z軸方向の出力を求める。
Therefore, in the optical force sensor of FIG. 1, a force acts on the movable body 40 of the casing 30, and together with this, the elastic body 60 is elastically deformed including one or more components in the x, y, and z axis directions, and the movable body 40 When the light source 20 on the side and the photosensor lO on the fixed body 50 side are relatively displaced in a predetermined direction, the output from the photosensor 10 is amplified via the amplifier 70, and an output calculation circuit connected to the amplifier 70 , x,
Find the output in the y and z axis directions.

なお1図示例の場合、ケーシング30は、移動体40、
固定体50、弾性体80が一体形成されたものからなる
が、これら移動体40、固定体50、弾性体60につい
ては、別体形成されたものが接着、固着、結合などの手
段により組み合わされてもよい。
In addition, in the case of the first illustrated example, the casing 30 is a moving body 40,
The fixed body 50 and the elastic body 80 are integrally formed, but the movable body 40, the fixed body 50, and the elastic body 60 may be formed separately and combined by means such as adhesion, fixation, or coupling. You can.

フォトセンサIO1光rA20については、フォトセン
サ10が移動体40に取りつけられ、光源20が固定体
50に取りつけられることがある。
Regarding the photosensor IO1 light rA20, the photosensor 10 may be attached to the moving body 40, and the light source 20 may be attached to the fixed body 50.

移動体40について、これは検出すべき力を受ける部品
であるから、被検出物に当接される移動体40の当接部
(例えば先端部の形状)は、その被検出物に対応して形
成される。
As for the moving body 40, since this is a component that receives the force to be detected, the abutting part (for example, the shape of the tip) of the moving body 40 that comes into contact with the detected object should correspond to the detected object. It is formed.

その他、弾性体60について、これは弾性変形しやすい
形状が適宜採用され、図示の例外として、ベローズ形状
、ダイヤプラム形状などが採用できる。
In addition, for the elastic body 60, a shape that is easily elastically deformable is appropriately adopted, and as an exception to the illustrated example, a bellows shape, a diaphragm shape, etc. can be adopted.

「発明の効果J 以上説明した通り、本発明に係る光学式力センサは、光
源と分割型のフォトセンサとが弾性体を介し互いに対向
して組み合わされているから、単体にて3軸方向の荷重
を検出することができるばかりか、3軸以上の力センサ
も、フォトセンサと光源とを主体にした少数部品により
構成することができ、したがって、高性能、小型軽量化
を満足させることのできる力センサが廉価なコストで提
供することができる。
"Effects of the Invention J As explained above, the optical force sensor according to the present invention has a light source and a split-type photosensor that are combined to face each other via an elastic body, so that the optical force sensor can be used alone in three axial directions. In addition to being able to detect loads, force sensors with three or more axes can also be configured with a small number of components, mainly consisting of a photosensor and a light source, thus achieving high performance, size, and weight reduction. A force sensor can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る光学式力センサの一実施例を示し
た断面図、第2図は当該力センサの基本原理を解説する
ための斜視図、第3図(1)(2)はX軸方向における
センサ出力と移動量との関係を示した原形解説図と補正
解説図、第4図(1) (2)はX軸方向におけるセン
サ出力と移動量との関係を示した原形解説図と補正解説
図、第5図はX軸方向、z軸方向におけるセンサ出力の
関係を示した解説図、第6図(1)(2)はX軸方向に
おけるセンサ出力と移動量との関係を示す原形解説図と
補正解説図は、第7図(1)(2)はX軸方向における
センサ出力とX軸方向における移動量との関係を示した
原形解説図と補正解説図である。 10・・・・・・・・・・フォトセンサ11〜14・・
・・・−セル 20・・・・・・・・・・光源(LED)30・・・・
・・・・・・ケーシング 40・・・・・・・・・・移動体 50・・・・・・・・・・固定体 60・・・・・・・・・・弾性体 代理人 弁理士 斉 藤 義 雄
Fig. 1 is a sectional view showing an embodiment of the optical force sensor according to the present invention, Fig. 2 is a perspective view for explaining the basic principle of the force sensor, and Figs. 3 (1) and (2) are An explanatory diagram of the original form and a corrected explanatory diagram showing the relationship between the sensor output and the amount of movement in the X-axis direction. Figure 4 (1) (2) is an explanatory diagram of the original form that shows the relationship between the sensor output and the amount of movement in the X-axis direction. Figures and correction explanatory diagrams. Figure 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the sensor output in the X-axis direction and the z-axis direction. Figure 6 (1) and (2) is the relationship between the sensor output and the amount of movement in the X-axis direction. FIGS. 7(1) and 7(2) are an original explanatory diagram and a corrected explanatory diagram showing the relationship between the sensor output in the X-axis direction and the amount of movement in the X-axis direction. 10...Photo sensors 11-14...
...-Cell 20...Light source (LED) 30...
...Casing 40...Moving body 50...Fixed body 60...Elastic body Agent Patent attorney Yoshio Saito

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源と分割型のフォトセンサとが弾性体を介し互
いに対向して組み合わされていることを特徴とする光学
式力センサ。
(1) An optical force sensor characterized in that a light source and a split-type photosensor are combined so as to face each other via an elastic body.
(2)フォトセンサが4分割型からなる特許請求の範囲
第1項記載の光学式力センサ。
(2) The optical force sensor according to claim 1, wherein the photosensor is of a four-segment type.
JP29714087A 1987-11-25 1987-11-25 Optical force sensor Pending JPH01138431A (en)

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