JPS61162728A - 力検出装置 - Google Patents
力検出装置Info
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- JPS61162728A JPS61162728A JP60004766A JP476685A JPS61162728A JP S61162728 A JPS61162728 A JP S61162728A JP 60004766 A JP60004766 A JP 60004766A JP 476685 A JP476685 A JP 476685A JP S61162728 A JPS61162728 A JP S61162728A
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- Japan
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- strain
- sensor
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- bridge circuit
- force
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2231—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc- or ring-shaped, adapted for measuring a force along a single direction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の技術分野〉
この発明は、例えばロボット手先部で物体を把持して所
定の作業を実行する産業用ロボットにおいて、ロボット
の手先部に作用する力やモーメントを検出するのに用い
る力検出装置に関する。
定の作業を実行する産業用ロボットにおいて、ロボット
の手先部に作用する力やモーメントを検出するのに用い
る力検出装置に関する。
〈発明の概要〉
この発明の力検出装置は、軸部の周囲に放射状に配置し
た少なくとも３本の弾性ビームに、歪検出用ブリッジ回
路を形成するための歪ゲージをそれぞれ１組宛取り付け
てセンサ部を形成するとともに、各組歪ゲージのそれぞ
れの電気的接続を切換制御するととにより、各弾性ビー
ムの曲げ歪とねじり歪とをそれぞれ求めて、６自由度の
外力を算出するようにしたものであり、これによりセン
サ部を小形化して、組立の容易性、高信頼性、ローコス
ト化を達成している。
た少なくとも３本の弾性ビームに、歪検出用ブリッジ回
路を形成するための歪ゲージをそれぞれ１組宛取り付け
てセンサ部を形成するとともに、各組歪ゲージのそれぞ
れの電気的接続を切換制御するととにより、各弾性ビー
ムの曲げ歪とねじり歪とをそれぞれ求めて、６自由度の
外力を算出するようにしたものであり、これによりセン
サ部を小形化して、組立の容易性、高信頼性、ローコス
ト化を達成している。
〈発明の背景〉
産業用ロボットにおいては、ロボット手先部の作業動作
を制御するために、ロボットの手先部に作用する力やモ
ーメントを検出するための力検出装置が必要である。第
７図は、産業用ロボットの一例を示しており、複数の関
節を有するロボットアーム１の先端に把持機構１１によ
り開閉動作するロボット手先部１０が取り付けである。
を制御するために、ロボットの手先部に作用する力やモ
ーメントを検出するための力検出装置が必要である。第
７図は、産業用ロボットの一例を示しており、複数の関
節を有するロボットアーム１の先端に把持機構１１によ
り開閉動作するロボット手先部１０が取り付けである。
図示のロボットは、ロボット手先部１０で部品４をつか
み、基台２上へ供給された物体３の内孔へこの部品４を
挿入する作業を繰返し実行している。このロボット手先
部１０とロボットアーム１との間には力センサ５が配備
してあり、この方センサ５は、作業中に部品４と物体３
との間に作用する力やモーメントを検出して、両者間の
位置ずれ状態を検出し、検出情報をコンピュータを用い
た制御回路へ入力して、ロボットの作業動作を修正制御
する。
み、基台２上へ供給された物体３の内孔へこの部品４を
挿入する作業を繰返し実行している。このロボット手先
部１０とロボットアーム１との間には力センサ５が配備
してあり、この方センサ５は、作業中に部品４と物体３
との間に作用する力やモーメントを検出して、両者間の
位置ずれ状態を検出し、検出情報をコンピュータを用い
た制御回路へ入力して、ロボットの作業動作を修正制御
する。
従来の力センサの一つに米国ドレイバー研究所で開発さ
れたものがある。これは、第９図に示すように、２個の
リング６．７をつなぐ３本の柱８に６組の歪ゲー−′）
９を貼着したものであり、３本の柱の盃（引張、圧縮、
捩れ）をこれら歪ゲージ９により検出して、２個のリン
グ６゜７間に働く６自由度の外力（ｘ、ｙ、ｚ軸方向の
力とその軸回りのモーメント）を算出するものである。
れたものがある。これは、第９図に示すように、２個の
リング６．７をつなぐ３本の柱８に６組の歪ゲー−′）
９を貼着したものであり、３本の柱の盃（引張、圧縮、
捩れ）をこれら歪ゲージ９により検出して、２個のリン
グ６゜７間に働く６自由度の外力（ｘ、ｙ、ｚ軸方向の
力とその軸回りのモーメント）を算出するものである。
第１０図に示す別の従来例においては、４本の放射状に
延びるビーム１２の曲げ歪と、４本の垂直に延びる柱１
３の曲げ歪を８ケ所の歪ゲージ１４で検出し、中心の軸
１５に加わる６自由度の外力を算出している。
延びるビーム１２の曲げ歪と、４本の垂直に延びる柱１
３の曲げ歪を８ケ所の歪ゲージ１４で検出し、中心の軸
１５に加わる６自由度の外力を算出している。
しかしながら、いずれのセンサ構造においても、３本な
いしは４本の柱を必要とするため。
いしは４本の柱を必要とするため。
セン号外形、特に高さ方向の大きさが大きくなって重量
もかさみ、したがってこの種カセンサをロボット手先部
へ取り付けた場合、操作性がきわめて悪くなるという問
題があった。また第１０図の力センサの場合、６自由度
の外力を８成分の力から算出する方式であるため、８ケ
所の歪検出用ブリッジ回路（従って歪ゲージの枚数は８
Ｘ４＝３２枚となるンが必要となる。また第９図の力セ
ンサの場合、歪ゲージの貼付箇所は外見上３ケ所である
が、歪ゲージ式検出器で通常用いられる４ゲージ法を用
いると、歪ゲージの必要枚数は６Ｘ４＝２４枚となる。
もかさみ、したがってこの種カセンサをロボット手先部
へ取り付けた場合、操作性がきわめて悪くなるという問
題があった。また第１０図の力センサの場合、６自由度
の外力を８成分の力から算出する方式であるため、８ケ
所の歪検出用ブリッジ回路（従って歪ゲージの枚数は８
Ｘ４＝３２枚となるンが必要となる。また第９図の力セ
ンサの場合、歪ゲージの貼付箇所は外見上３ケ所である
が、歪ゲージ式検出器で通常用いられる４ゲージ法を用
いると、歪ゲージの必要枚数は６Ｘ４＝２４枚となる。
従っていずれの力センサも多数枚の歪ゲージが必要であ
るため、コスト高となり、また歪ゲージの貼付場所の確
保が困難となるから、組立時の作業性を低下させるだけ
でなく、歪ゲージの貼付位置精度のばらつきによる誤差
が大きくなって信頼性も低下するという問題があった。
るため、コスト高となり、また歪ゲージの貼付場所の確
保が困難となるから、組立時の作業性を低下させるだけ
でなく、歪ゲージの貼付位置精度のばらつきによる誤差
が大きくなって信頼性も低下するという問題があった。
〈発明の目的〉
で、外力を検出するセンサ部を小形かつ軽量化この発明
は、上記問題を解消するためのもの□ し得ると
ともに、歪ゲージの使用枚数を減少し１１．
得る力検出装置を提供す、ることを目的とする。
は、上記問題を解消するためのもの□ し得ると
ともに、歪ゲージの使用枚数を減少し１１．
得る力検出装置を提供す、ることを目的とする。
〈発明の構成および効果〉
上記目的を達成するため、この発明の力検出装置は、外
力を受ける軸部の周囲に少なくとも３本の弾性ビームを
放射、状に配置するとともに。
力を受ける軸部の周囲に少なくとも３本の弾性ビームを
放射、状に配置するとともに。
各弾性ビームに歪検出用ブリッジ回路を形成するための
歪ゲージをそれぞれ１組宛取り付けてセンサ部を構成し
、各弾性ビームにつき曲げ歪検出用のブリッジ回路構成
と、ねじり歪検出用のブリッジ回路構成とを、切換制御
手段により切換え形成するようになすとともに、曲げ歪
検出用ブリッジ回路およびねじり歪検出用ブリッジ回路
の各損出力信号に基づき演算手段が６自由度の外力を算
出するよう構成した。 ゛この発明によれば、センサ
部に柱部分がないため、その厚みが薄くなって、センサ
の小形化および軽量化を実現できる。また、歪検出用ブ
リッジ回路を切換制御手段により切換制御して６自由度
の外力を算出するから、歪ゲージの使用枚数を減少でき
てコストを低減できるとともに、歪ゲージの貼付場所の
確保も容易となるから、組立時の作業性が向上し、さら
に歪ゲージの貼付位置精度のばらつきによる誤差も小さ
くできて信頼性が向上するなど、発明目的を達成した顕
著な効果を奏する。
歪ゲージをそれぞれ１組宛取り付けてセンサ部を構成し
、各弾性ビームにつき曲げ歪検出用のブリッジ回路構成
と、ねじり歪検出用のブリッジ回路構成とを、切換制御
手段により切換え形成するようになすとともに、曲げ歪
検出用ブリッジ回路およびねじり歪検出用ブリッジ回路
の各損出力信号に基づき演算手段が６自由度の外力を算
出するよう構成した。 ゛この発明によれば、センサ
部に柱部分がないため、その厚みが薄くなって、センサ
の小形化および軽量化を実現できる。また、歪検出用ブ
リッジ回路を切換制御手段により切換制御して６自由度
の外力を算出するから、歪ゲージの使用枚数を減少でき
てコストを低減できるとともに、歪ゲージの貼付場所の
確保も容易となるから、組立時の作業性が向上し、さら
に歪ゲージの貼付位置精度のばらつきによる誤差も小さ
くできて信頼性が向上するなど、発明目的を達成した顕
著な効果を奏する。
〈実施例の説明〉
第１図および第２図は、この発明の力検出装置に用いら
れるセンサ本体１６の構造を示す。
れるセンサ本体１６の構造を示す。
図示のセンサ本体１６は、その中心部に外力を受けるた
めの軸部１７を有し、この軸部１７から３本の弾性ビー
ム１８が外方へ放射状に延びて、それぞれ弾性ビーム１
８の先端がリング状の連結部１９に連結されている。こ
のセンサ本体１６は、連結部１９の中心が軸部１７の中
心と一致し、また、隣り合う弾性ビーム１８間の角度を
１２０度に設定して、全体に対称性をもたせている。
めの軸部１７を有し、この軸部１７から３本の弾性ビー
ム１８が外方へ放射状に延びて、それぞれ弾性ビーム１
８の先端がリング状の連結部１９に連結されている。こ
のセンサ本体１６は、連結部１９の中心が軸部１７の中
心と一致し、また、隣り合う弾性ビーム１８間の角度を
１２０度に設定して、全体に対称性をもたせている。
各弾性ビーム１８には、１組４枚の歪ゲージ２０−１〜
２０−４．２１−１〜２１−４゜２２−１〜２２−４が
それぞれビーム両側面の上下位置に対応して貼設され、
各組毎に４枚の歪ゲージを適宜電気接続して歪検出用ブ
リッジ回路が形成される。各組での４枚の歪ゲージの電
気接続は、後述の切換スイッチをもって切換え可能に形
成され、この切換え動作によって弾性ビーム１８の曲げ
歪を検出するためのブリッジ回路構成と、ねじり歪を検
出するためのブリッジ回路構成が選択的に得られるよう
になっている。
２０−４．２１−１〜２１−４゜２２−１〜２２−４が
それぞれビーム両側面の上下位置に対応して貼設され、
各組毎に４枚の歪ゲージを適宜電気接続して歪検出用ブ
リッジ回路が形成される。各組での４枚の歪ゲージの電
気接続は、後述の切換スイッチをもって切換え可能に形
成され、この切換え動作によって弾性ビーム１８の曲げ
歪を検出するためのブリッジ回路構成と、ねじり歪を検
出するためのブリッジ回路構成が選択的に得られるよう
になっている。
このような歪ゲージを取付けたセンサ本体１６は、第３
図に示すように、ハンジング２３゜２４内に収容しかつ
中心部の軸部１７にフランジ２５を取り付けて、センサ
部５を構成するもので、このセンサ部５のハウジング２
４は第７図に示すロボットアーム１に、フランジ２５は
把持機構１１にそれぞれ取り付けることによって、セン
サ部′５をロボット手先部へ実装する。
図に示すように、ハンジング２３゜２４内に収容しかつ
中心部の軸部１７にフランジ２５を取り付けて、センサ
部５を構成するもので、このセンサ部５のハウジング２
４は第７図に示すロボットアーム１に、フランジ２５は
把持機構１１にそれぞれ取り付けることによって、セン
サ部′５をロボット手先部へ実装する。
第４図は、この実施例の回路構成例を示し、電源３４に
対し、３組の歪検出回路２６１．２６ｂ、２６Ｃが接続
されている。今、１粗目の歪検出回路２６ａに着目する
と、歪検出回路２６ａは、４枚の歪ゲージ２０−１〜２
０−４と、切換スイッチ２７ａ 、２８ａと、増幅器２
（Ｊｌとを含む。切換スイッチ２７ａ 、２８１は、こ
れをｂ接点側に切り換えると（第４図の状態）、上記歪
ゲージ２０−１〜２０−４により、第５図（ａ）に示す
曲げ歪検出用水イードストンブリッジ回路が構成され、
一方λ接点側に切り換えると、第４図（ｂ）に示すねじ
り歪検出用のホイートストンブリッジ回路が構成される
ようになっている。なお他□の歪検出回路２６ｂ。
対し、３組の歪検出回路２６１．２６ｂ、２６Ｃが接続
されている。今、１粗目の歪検出回路２６ａに着目する
と、歪検出回路２６ａは、４枚の歪ゲージ２０−１〜２
０−４と、切換スイッチ２７ａ 、２８ａと、増幅器２
（Ｊｌとを含む。切換スイッチ２７ａ 、２８１は、こ
れをｂ接点側に切り換えると（第４図の状態）、上記歪
ゲージ２０−１〜２０−４により、第５図（ａ）に示す
曲げ歪検出用水イードストンブリッジ回路が構成され、
一方λ接点側に切り換えると、第４図（ｂ）に示すねじ
り歪検出用のホイートストンブリッジ回路が構成される
ようになっている。なお他□の歪検出回路２６ｂ。
２６Ｃも上記と同様であり、ここでは相当部分に相当符
号を付してその説明を省略する。
号を付してその説明を省略する。
かくて第１図に示す３箇所の歪ゲージ検出部Ａ 、Ｂ
、Ｃをもって第６図に示す各弾性ビーム１８の曲げ歪（
軸部１７の周方同番こ作用する外力に対する歪）Ｓｌ、
Ｓ２．Ｓ３と、各弾性ビーム１８のねじり歪（弾性ビー
ム１８の軸回りに作用する外力に対する歪） Ｔ、 、
Ｔ、 、 Ｔ、との合計６成分の歪を検出することが
可能となる。
、Ｃをもって第６図に示す各弾性ビーム１８の曲げ歪（
軸部１７の周方同番こ作用する外力に対する歪）Ｓｌ、
Ｓ２．Ｓ３と、各弾性ビーム１８のねじり歪（弾性ビー
ム１８の軸回りに作用する外力に対する歪） Ｔ、 、
Ｔ、 、 Ｔ、との合計６成分の歪を検出することが
可能となる。
第４図に戻って、図示の回路が３組の歪検出回路２６ａ
、２６ｂ 、２６ｃを有すルコトオヨび、各歪検出回
路２６ａ、２６ｂ、２６Ｃにおけるブリッジ接続がそれ
ぞれの切換スイッチ２７ａ 、２８ａ 、２７ｂ 、２
８ｂ 、２７Ｃ。
、２６ｂ 、２６ｃを有すルコトオヨび、各歪検出回
路２６ａ、２６ｂ、２６Ｃにおけるブリッジ接続がそれ
ぞれの切換スイッチ２７ａ 、２８ａ 、２７ｂ 、２
８ｂ 、２７Ｃ。
２８Ｃにより切り換えられることはすでに述べた。この
ブリッジ接続の切換えは、コンピュータ回路３２によっ
て、スイッチ選択装置３３を介して制御されるもので、
前記曲げ歪検出用ブリッジ回路からは曲げ歪ＳＩ、Ｓ！
、Ｓ３に応じた出力信号が、またねじり歪検出用ブリッ
ジ回路からはねじり歪Ｔ、 、 Ｔ、 、 Ｔ、に応じ
た出力信号が、それぞれ増幅器２’９’ａ 、 ２９
ｂ 、 ２９ Ｃへ出力される。各増幅器２９ａ、２９
ｂ、２９ｃは、それぞれの入力信号□を増幅し、これを
マルチプレクサ３０を経てＡ−Ｄ変換器３１へ送る。八
−〇変換器３１は入力信号をディジタル信号に変換して
、これをコンピュータ回路３２へ送す、曲げ歪Ｓ＋ 、
Ｓｌ ＊ ’５Ｈｔｄ ’ヨびネｅ リ歪Ｔ＋ 、”２
− ′ｒ、ｌｃ応じた６個のディジタル情報−こ基づき
、第６図に示す６自由度の外力’（Ｘ 、 Ｙ 、 Ｚ
軸方向の力Ｆｘ、ＦＹ、Ｆ２ と、その軸回りのモー
メントＭｘ、＆（。
ブリッジ接続の切換えは、コンピュータ回路３２によっ
て、スイッチ選択装置３３を介して制御されるもので、
前記曲げ歪検出用ブリッジ回路からは曲げ歪ＳＩ、Ｓ！
、Ｓ３に応じた出力信号が、またねじり歪検出用ブリッ
ジ回路からはねじり歪Ｔ、 、 Ｔ、 、 Ｔ、に応じ
た出力信号が、それぞれ増幅器２’９’ａ 、 ２９
ｂ 、 ２９ Ｃへ出力される。各増幅器２９ａ、２９
ｂ、２９ｃは、それぞれの入力信号□を増幅し、これを
マルチプレクサ３０を経てＡ−Ｄ変換器３１へ送る。八
−〇変換器３１は入力信号をディジタル信号に変換して
、これをコンピュータ回路３２へ送す、曲げ歪Ｓ＋ 、
Ｓｌ ＊ ’５Ｈｔｄ ’ヨびネｅ リ歪Ｔ＋ 、”２
− ′ｒ、ｌｃ応じた６個のディジタル情報−こ基づき
、第６図に示す６自由度の外力’（Ｘ 、 Ｙ 、 Ｚ
軸方向の力Ｆｘ、ＦＹ、Ｆ２ と、その軸回りのモー
メントＭｘ、＆（。
Ｍ７．）を算出する。
今、第６図（こおいて、各弾性ビーム１８に作用する曲
げ歪を５ＩＩＳｔｌＳ３．ねじり歪をＴ、、Ｔ、。
げ歪を５ＩＩＳｔｌＳ３．ねじり歪をＴ、、Ｔ、。
Ｔ、とし、またｘ、Ｙ、ｚ軸方向の力をＦｘ、ＦＹ、
Ｆ２゜各軸回りのモーメントをＭｘ１ＭＹ９Ｍｚ と
すると（図中、外力は矢印方向を正とする）、外力ＦＸ
・ＦＹ、およびモーメントＭ２ は曲げ歪Ｓｌ、５２
１５３より検出され、また外力Ｆ７．およびモーメント
へ。
Ｆ２゜各軸回りのモーメントをＭｘ１ＭＹ９Ｍｚ と
すると（図中、外力は矢印方向を正とする）、外力ＦＸ
・ＦＹ、およびモーメントＭ２ は曲げ歪Ｓｌ、５２
１５３より検出され、また外力Ｆ７．およびモーメント
へ。
〜はねじり歪Ｔ、 、 Ｔ、 、 Ｔ、より検出される
もので、従ってこれらの間にはつぎの関係式が成立する
。
もので、従ってこれらの間にはつぎの関係式が成立する
。
上式において、左辺は６自由度の外力のマトリクス、右
辺第１項のＩＫは力変換マトリクス、第２項は出力合成
マトリクス、第３項は検出出力のマトリクスをそれぞれ
示し、また出力合成マトリクス中のＫ１．に４などは比
例定数である。
辺第１項のＩＫは力変換マトリクス、第２項は出力合成
マトリクス、第３項は検出出力のマトリクスをそれぞれ
示し、また出力合成マトリクス中のＫ１．に４などは比
例定数である。
かくして外力ＦＸが作用すると、各検出部Ａ。
Ｂ、Ｃによって曲げ歪５ＩＩＳ２”３が検出され、出力
合成マトリクスによりεＦｘ： −に、Ｓ、−ｘ； Ｓ
、−に：Ｓ３（ただしεは定数）に合成され、この合成
出力と６自由度の力とを対応づける力変換マｌ−ＩＪク
スＩＫで外力ＦＸに相当する力が算出される。
合成マトリクスによりεＦｘ： −に、Ｓ、−ｘ； Ｓ
、−に：Ｓ３（ただしεは定数）に合成され、この合成
出力と６自由度の力とを対応づける力変換マｌ−ＩＪク
スＩＫで外力ＦＸに相当する力が算出される。
このとき、外力Ｆｘおよびモーメント−にも曲げ歪Ｓ、
、Ｓ、、Ｓ、が影響するが、出力合成マド１７クスで合
成すると打ち消されるため、外力Ｆｘおよびモーメント
−に相当する出方はゼロとなって外力Ｆｘのみが算出さ
れる。なお他の外力ＦＹ、Ｆ２およびモーメントへ、〜
、外 についても上記と同様の方法で算出できるもので
ある。
、Ｓ、、Ｓ、が影響するが、出力合成マド１７クスで合
成すると打ち消されるため、外力Ｆｘおよびモーメント
−に相当する出方はゼロとなって外力Ｆｘのみが算出さ
れる。なお他の外力ＦＹ、Ｆ２およびモーメントへ、〜
、外 についても上記と同様の方法で算出できるもので
ある。
上記の如く、この発明の力検出装置によれば、センサ部
５の厚みが薄く、小形化並びに軽量化を達成でき、ロボ
ット手先部への取付Ｇｊが容易となるとともに、ロボッ
ト手先部の操作性も向上する。また、センサ部５の構造
が簡単でありかつ小形であるため、第８図εこ示すよう
に、センサ部５を把持機構１１′先端の各ロボット手先
部１０．１０にそれぞれ装着することもできる。
５の厚みが薄く、小形化並びに軽量化を達成でき、ロボ
ット手先部への取付Ｇｊが容易となるとともに、ロボッ
ト手先部の操作性も向上する。また、センサ部５の構造
が簡単でありかつ小形であるため、第８図εこ示すよう
に、センサ部５を把持機構１１′先端の各ロボット手先
部１０．１０にそれぞれ装着することもできる。
その上ブリッジ回路の切換により６自由度の外力を算出
するため、歪ゲージの使用枚数（３×４＝１２枚）が従
来よりも少なくてすみ、コストを低減できるととも番こ
歪ゲージの貼付場所の確保が容易となって組立時の作業
性も向上し、さらに歪ゲージ８の貼付位置精度のばらつ
きにょる誤差も小さくできて、高信頼性が得られる。
するため、歪ゲージの使用枚数（３×４＝１２枚）が従
来よりも少なくてすみ、コストを低減できるととも番こ
歪ゲージの貼付場所の確保が容易となって組立時の作業
性も向上し、さらに歪ゲージ８の貼付位置精度のばらつ
きにょる誤差も小さくできて、高信頼性が得られる。
なお、上記実施例では、３本の弾性ビーム１８を軸部１
７め外周に配置したが、４本以上の弾性ビーム１８を軸
部１７の外周に配置し、各弾性ビームに歪ゲージで構成
される歪検出器をそれぞれ設けるようにしてもよい。
７め外周に配置したが、４本以上の弾性ビーム１８を軸
部１７の外周に配置し、各弾性ビームに歪ゲージで構成
される歪検出器をそれぞれ設けるようにしてもよい。
第１図はこの発明の一実施例に用いるセンサ本体の平面
図、第２図はその断面図、第３図はセンサ本体をへンジ
ング内へ収容したセンサ部の部分断面図、第４図は力検
出装置の回路構成を示すブロック図、第５図（ａ） 、
（ｂ）は検出器のホイートストンブリッジ回路を示す
電気接続図、第６図は曲げ歪およびねじり歪と６自由度
の外力との関係を示す説明図、第７図は産業用ロボット
の一例を示す正面図、第８図はセンサ部の取付態様の一
例を示す正面図、第９図および第１０図は従来の力セン
サの斜視図である。
図、第２図はその断面図、第３図はセンサ本体をへンジ
ング内へ収容したセンサ部の部分断面図、第４図は力検
出装置の回路構成を示すブロック図、第５図（ａ） 、
（ｂ）は検出器のホイートストンブリッジ回路を示す
電気接続図、第６図は曲げ歪およびねじり歪と６自由度
の外力との関係を示す説明図、第７図は産業用ロボット
の一例を示す正面図、第８図はセンサ部の取付態様の一
例を示す正面図、第９図および第１０図は従来の力セン
サの斜視図である。
５・・・センサ部、１７・・・軸部、１８・・・弾性ビ
ーム、２０−１〜２０−４．２１−１〜２１−４゜２２
−１〜ｚ２−ａ・＊ケージ、２７ ａ 、２７ｂ。
ーム、２０−１〜２０−４．２１−１〜２１−４゜２２
−１〜ｚ２−ａ・＊ケージ、２７ ａ 、２７ｂ。
２７Ｃ、Ｊ３ａ 、２８ｂ＃２８Ｃ−・・切換スイッチ
、Ｆｘ、 ＦＹ、 Ｆｚ、、、外、力、’ｘ、ＭＹ、％
・・・モーメント、ｓ、、ｓ、、ｓ、−曲げ歪、 Ｔ、
、 Ｔ２． Ｔ３・・・ねじり歪
、Ｆｘ、 ＦＹ、 Ｆｚ、、、外、力、’ｘ、ＭＹ、％
・・・モーメント、ｓ、、ｓ、、ｓ、−曲げ歪、 Ｔ、
、 Ｔ２． Ｔ３・・・ねじり歪
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 軸部の周囲に少なくとも３本の弾性ビームを放射状に配
置するとともに、各弾性ビームには歪検出用ブリッジ回
路を形成するための歪ゲージをそれぞれ１組宛取り付け
て成るセンサ部と、各弾性ビームにつき曲げ歪検出用の
ブリッジ回路構成と、ねじり歪検出用のブリッジ回路構
成とを切換形成する切換制御手段と、 曲げ歪検出用ブリッジ回路およびねじり歪検出用ブリッ
ジ回路の各組出力信号に基づいて６自由度の外力を算出
する演算手段とを具備して成る力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60004766A JPS61162728A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | 力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60004766A JPS61162728A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | 力検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61162728A true JPS61162728A (ja) | 1986-07-23 |
| JPH0588411B2 JPH0588411B2 (ja) | 1993-12-22 |
Family
ID=11592983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60004766A Granted JPS61162728A (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | 力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61162728A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187596A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Keitekku System:Kk | ３軸力覚センサ |
| JP5248708B1 (ja) * | 2012-12-17 | 2013-07-31 | 株式会社トライフォース・マネジメント | 力覚センサ |
| JP2016070673A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 株式会社レプトリノ | 力覚センサ |
| DE102013101193B4 (de) * | 2013-02-07 | 2020-09-17 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Messvorrichtung zur dreidimensionalen Strömungsmessung |
-
1985
- 1985-01-14 JP JP60004766A patent/JPS61162728A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007187596A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Keitekku System:Kk | ３軸力覚センサ |
| JP5248708B1 (ja) * | 2012-12-17 | 2013-07-31 | 株式会社トライフォース・マネジメント | 力覚センサ |
| DE102013101193B4 (de) * | 2013-02-07 | 2020-09-17 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Messvorrichtung zur dreidimensionalen Strömungsmessung |
| JP2016070673A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 株式会社レプトリノ | 力覚センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0588411B2 (ja) | 1993-12-22 |
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