JPS61223626A - Sensor - Google Patents

Sensor

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JPS61223626A
JPS61223626A JP60065357A JP6535785A JPS61223626A JP S61223626 A JPS61223626 A JP S61223626A JP 60065357 A JP60065357 A JP 60065357A JP 6535785 A JP6535785 A JP 6535785A JP S61223626 A JPS61223626 A JP S61223626A
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resistor
output
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Abstract

PURPOSE:To make a sensor small in size simple, and high-precise by the integrated circuit technique and joining a semiconductor gauge resistance with a beam into one body to improve the reliability for a long time by separating a force and a moment from the sensor using a semiconductor, and detecting them simultaneously. CONSTITUTION:Center and outside peripheral supporting bodies 1 and 2 and beams 3 and 4 connecting them are constituted into one body with common semiconductor materials, and semiconductor gauge resistances 11 and 12 and semiconductor gauge resistances 13 and 14 are buried on sides of supporting bodies 2 and 1 of the beam 3 respectively. Semiconductor gauge resistances 15 and 16 are buried on sides of supporting bodies 2 and 1 of the beam 4, and resistances 11, 13, 15, and 16 constitute the first full-bridge circuit, and connection nodes of resistances 15 and 16 and resistances 11 and 13 are connected to output terminals 64 and 65. Resistances 14, 12, 15, and 16 constitute the second full-bridge circuit, and the connection node of resistances 14 and 12 is connected to an output terminal 66. In such a constitution, the first bridge is out of balance to generate an output between terminals 64 and 65 when the moment is applied, and the second bridge goes to out-of-balance to generate an output between terminals 64 and 65 when the force is applied.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はロボットアーム等に用いられる力およびモーメ
ントを検出するセンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a sensor for detecting force and moment used in a robot arm or the like.

(従来技術とその問題点) 従来、ロボット応用分野では、グリッパあるいはフィン
ガが対象物体を把持した時の把持力、即ち、当該物体か
らの反力を検出することが強く要望されていた。かかる
把持力が検出されるならば、該把持力に応じてグリッパ
の開閉量を制御することにより、当該物体が軟かったり
、脆かりたりしても、破損することなく把持でき、所望
の動作を達成できるからである。かかる要望をみたすた
めに、種々のセンサが提案されてきた。米国ジェット推
進研究所で利用されているセンサを第9図に示す(自動
化技術、第13巻、第1号、第49〜52ページ)。同
図(a)において、101は中央支持体、102は外周
支持体、103〜106はビームである。通常中央支持
体101はその中央部に設けられた穴を介して第1の受
容棒(図示せず)に強固に固定されている。また、外周
支持体102はその周囲部を用いて第2の受容棒(図示
せず)に強固に固定されている。さらに、複数のビーム
の表面には、複数の歪ゲージ(107として例示)が接
着されており、ビーム個々の変形(即ち歪)を検出でき
るようにされている・ 前記第2の受容棒は例えばロボットアームの本体側に位
置し、前記第1の受容棒は例えばロボットアームの物体
側に位置している。かかる構成において、グリッパある
いはフィンガが対象物体を把持して空中に持ち上げた場
合、第1と第2の受容棒間には力およびモーメントが誘
起される。かかる力およびモーメントは、対象物体の荷
重、形状2重心位置およびアームの姿勢に応じて決定さ
れることが知られている。かかる力およびモーメントは
同図(a)に示されたx、y、z軸について、同図(b
)に示す6つの成分、即ち、Fx(X軸方向の力)、F
Y(Y軸方向の力)、Fz(Z軸方向の力IMx(X軸
まわりのモーメント)1My(Y軸まわりのモーメント
)、Mz(z軸まわりのモーメント)の組み合せで定義
することが可能である。また、この6つの成分が誘起さ
れた時には、前記4つのビームには同図(b)のW2N
町に示す8つの変形が発生する。この変形は、前記した
如く、各ビーム”に接着された歪ゲージにより、個別に
検出される。
(Prior Art and its Problems) Conventionally, in the field of robot applications, there has been a strong desire to detect the gripping force when a gripper or finger grips an object, that is, the reaction force from the object. If such a gripping force is detected, by controlling the opening/closing amount of the gripper according to the gripping force, even if the object is soft or brittle, it can be gripped without breaking and the desired movement can be achieved. This is because it is possible to achieve Various sensors have been proposed to meet such demands. FIG. 9 shows a sensor used at the US Jet Propulsion Laboratory (Automation Technology, Vol. 13, No. 1, pp. 49-52). In the figure (a), 101 is a central support, 102 is an outer peripheral support, and 103 to 106 are beams. Typically, the central support 101 is rigidly fixed to a first receiving rod (not shown) through a hole provided in its center. Further, the peripheral support 102 is firmly fixed to a second receiving rod (not shown) using its peripheral portion. Furthermore, a plurality of strain gauges (illustrated as 107) are bonded to the surfaces of the plurality of beams, so that deformation (i.e., strain) of each beam can be detected. The first receiving rod is located on the body side of the robot arm, and the first receiving rod is located on the object side of the robot arm, for example. In such a configuration, when a gripper or finger grasps an object and lifts it into the air, forces and moments are induced between the first and second receiving rods. It is known that such force and moment are determined depending on the load of the target object, the position of the center of gravity of the shape, and the posture of the arm. Such forces and moments are expressed in the same figure (b) with respect to the
), namely, Fx (force in the X-axis direction), F
It can be defined by a combination of Y (force in the Y-axis direction), Fz (force in the Z-axis direction IMx (moment about the X-axis) 1My (moment about the Y-axis), and Mz (moment about the z-axis). In addition, when these six components are induced, the four beams have W2N as shown in Figure (b).
The eight transformations shown in the town occur. This deformation is detected individually by strain gauges glued to each beam, as described above.

換言するならば、歪ゲージの出力信号から、8つの変形
を求め、さらに、次式に示すマトリクスにより前記6つ
の成分を求めることができる。
In other words, eight deformations can be determined from the output signal of the strain gauge, and further, the six components can be determined using the matrix shown in the following equation.

ここで% k17111は主としてビームの剛性により
決定される変換係数であり、剛性を変化させることによ
り、前記6つの成分の検出感度を変化させることができ
る。剛性の変化方法については、材質。
Here, %k17111 is a conversion coefficient mainly determined by the stiffness of the beam, and by changing the stiffness, the detection sensitivity of the six components can be changed. Material for how stiffness changes.

断面形状、太さ、長さ等を適宜決定することにより達成
される。上式に示したマトリクスの演算は、通常、ロボ
ットコントローラ内に格納されているマイクロプロセッ
サ等により行なわれる。勿論、歪ゲージで発生する微小
な抵抗値変化を、抵抗・電圧変換回路、電圧増幅回路、
特性補償回路、A/D変換器等によりディジタル量に変
換してからマイクロプロセッサに供給されなければなら
ないことは言うまでもない。第9図に例示した、従来技
術のセンサでは下記の問題点があった。
This is achieved by appropriately determining the cross-sectional shape, thickness, length, etc. The calculation of the matrix shown in the above equation is normally performed by a microprocessor or the like stored in the robot controller. Of course, minute changes in resistance that occur in strain gauges can be handled by resistance/voltage conversion circuits, voltage amplification circuits,
Needless to say, the data must be converted into a digital quantity using a characteristic compensation circuit, an A/D converter, etc., and then supplied to the microprocessor. The conventional sensor illustrated in FIG. 9 has the following problems.

(1)  中央支持体、外周支持体、複数のビームは、
通常、金属ブロックから切削により形成される。
(1) The central support, peripheral support, and multiple beams are
It is usually formed by cutting from a metal block.

このため、当該構造体を作成するための加工時間が長く
、しかも、切削精度(特にビームの形状、寸法)が前記
6つの成分の検出感度の精度に影響する。即ち、高精度
で該検出感度バラツキの少ない当該構造体を安価に大量
生産することは困難である0 (2)中央支持体、外周支持体、複数のビームを切削加
工で作成する時には、当該構造体の小型化が困難である
。さらに、切削加工では加工精度が10μm程度である
ので、小型化するに従い、該ビームの相対精度(ここで
は該加工精度とビーム断面の寸法との比を一例として考
える)が劣化し、前項(1)での該検出精度のバラツキ
が大きくなる。
For this reason, the processing time for creating the structure is long, and the cutting accuracy (particularly the shape and dimensions of the beam) affects the accuracy of the detection sensitivity of the six components. In other words, it is difficult to inexpensively mass-produce the structure with high precision and little variation in detection sensitivity (2) When creating the central support, the peripheral support, and multiple beams by cutting, It is difficult to downsize the body. Furthermore, since the machining accuracy in cutting is approximately 10 μm, as the size of the beam decreases, the relative accuracy of the beam (here, the ratio of the machining accuracy to the beam cross-sectional dimension is considered as an example) deteriorates, and as described in the previous section (1). ) The variation in the detection accuracy becomes large.

(3)歪ゲージを接着する時には、接着剤に起因するク
リープ現象が発生し、センサの長期安定性の維持が困難
となる。本発明で対象としているロボット分野では、グ
リッパあるいはフィンガが対象物体を把持している期間
はかなり長い場合が想定される。作業内容にも依るが、
数10分に及ぶこともある。かかる長期間内で一定の対
象物体の把持状態とアームの姿勢とが実現されている時
に、該クリープ現象が発生すると、該センサからの出力
が変化するので、ロボットコントローラには、あたかも
、当該把持状態と当該アームの姿勢とが変化しているか
のように見えるため、所望しないロボットの誤動作が発
生することになる。
(3) When bonding strain gauges, a creep phenomenon occurs due to the adhesive, making it difficult to maintain long-term stability of the sensor. In the field of robots, which is the subject of the present invention, it is assumed that the period during which a gripper or finger grips a target object is quite long. It depends on the content of the work, but
It may last several tens of minutes. If the creep phenomenon occurs when a certain target object gripping state and arm posture are achieved within such a long period of time, the output from the sensor changes, so the robot controller Since the state and the posture of the arm appear to be changing, undesired malfunctions of the robot occur.

(4)該歪ゲージは通常ブリッジ回路により電圧信号と
して検出されるが、この電圧信号値はミリポルト程度で
あり、しかも、その出力インピーダンスは数100オー
ムと高い値を有している。かかる低電圧信号を所望のレ
ベルまで増幅するために高価なシグナルコンディジ嘗す
と称される直流増幅器が必要である。さらに、高出力イ
ンピーダンスの該低レベル信号を外乱雑音の混入を受け
ることなく効率良く伝送するための信号伝送路や核外乱
雑音の除去回路が不可避であり、周辺回路の高価格化を
招いており、当該センサの広範な普及が妨げられていた
(4) The strain gauge is usually detected as a voltage signal by a bridge circuit, but this voltage signal value is on the order of milliports, and its output impedance is as high as several hundreds of ohms. Expensive DC amplifiers called signal conditioners are required to amplify such low voltage signals to the desired level. Furthermore, a signal transmission line and a nuclear disturbance noise removal circuit are necessary to efficiently transmit the low-level signal with high output impedance without being mixed with disturbance noise, which leads to an increase in the cost of peripheral circuits. , the widespread use of such sensors has been hindered.

(5)前記マトリクス演算がコントローラ内部でソフト
ウェアを用いて行なわれる場合に演算に要する時間が長
いため、ロボットの高速動作が困難となっていた。さら
に演算実行のために、ロボット制御用の他の演算が犠牲
となり制御の高度化も困難であった。
(5) When the matrix calculation is performed using software inside the controller, the time required for the calculation is long, making it difficult to operate the robot at high speed. Furthermore, in order to perform the calculation, other calculations for controlling the robot are sacrificed, making it difficult to improve the sophistication of the control.

以上のように、従来のセンサでは、小型化、低価格化、
検出感度のバラツキ低減、長期安定性等において限界が
あり、ロボット制御用センサとして満足できるものでは
無かった。
As mentioned above, conventional sensors are smaller, cheaper,
There were limitations in terms of reducing variation in detection sensitivity, long-term stability, etc., and it was not a satisfactory sensor for robot control.

(発明の目的) 本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を排除し、ロボ
ット制御に適し、かつ、応用分野を拡げ得るセンサを提
供することにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a sensor that eliminates the drawbacks of the prior art, is suitable for robot control, and can expand the field of application.

(発明の構成) 本発明によれば、中央支持体と外周支持体と両者を接続
する複数のビームとが共通の半導体材料で一体化構成さ
れており、複数のビームを構成する第1のビームの外周
支持体側に第1.第2の半導体ゲージ抵抗が、中央支持
体側に第3.第4の半導体ゲージ抵抗がそれぞれ埋設さ
れ、第1のビームに対向する位置に存在する第2のビー
ムの外周支持体側に第5の半導体ゲージ抵抗が中央支持
体側に第6の半導体ゲージ抵抗がそれぞれ埋設されてお
り、第1.第3.第5.第6の半導体ゲージ抵抗群で第
1のフルブリッジ回路が構成され、第1.第5の抵抗の
接続節点は励起電源の第1の極性を有する端子に、第3
.第6の抵抗の接続節点は該電源の第2の極性を有する
端子にそれぞれ接続される手段を有し、第5.第6の抵
抗の接続節点は第1の出力端子に、第1.第3の抵抗の
接続節点は第2の出力端子に接続される手段を有し、第
4.第2.第5.第6の半導体ゲージ抵抗群で第2のフ
ルブリッジ回路が構成され、第4.第2の抵抗の接続節
点は第3の出力端子に接続される手段を有することを特
徴とするセンサが得られる。
(Structure of the Invention) According to the present invention, the central support body, the peripheral support body, and the plurality of beams connecting them are integrally constituted by a common semiconductor material, and the first beam constituting the plurality of beams on the outer peripheral support side. A second semiconductor gauge resistor is located on the side of the central support, and a third. Fourth semiconductor gauge resistors are buried respectively, a fifth semiconductor gauge resistor is buried on the outer peripheral support side of the second beam, and a sixth semiconductor gauge resistor is buried on the central support side of the second beam, which are located opposite to the first beam. It is buried, and the first. Third. Fifth. A first full-bridge circuit is configured by the sixth semiconductor gauge resistor group, and the first. The connection node of the fifth resistor is connected to the terminal having the first polarity of the excitation power source, and
.. The connection nodes of the sixth resistor have means respectively connected to terminals of the second polarity of the power supply; The connection node of the sixth resistor is connected to the first output terminal, and the connection node of the sixth resistor is connected to the first output terminal. The connection node of the third resistor has means connected to the second output terminal; Second. Fifth. A second full-bridge circuit is configured by the sixth semiconductor gauge resistor group, and the fourth. A sensor is obtained, characterized in that the connection node of the second resistor has means for being connected to the third output terminal.

(実施例) 以下実施例により本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be explained in detail below with reference to Examples.

第1図は本発明の一実施例を示す図である。同図(、)
はセンサを構成する半導体基板Noの平面図であり、同
図(b)(c)はそれぞれ同図(al中に示した人−I
、B−Bでの断面図である。同図記おいて。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. Same figure (,)
is a plan view of the semiconductor substrate No. composing the sensor, and FIGS.
, is a cross-sectional view taken along line B-B. In the same figure.

基板10の材料は例えば単結晶シリコンである。The material of the substrate 10 is, for example, single crystal silicon.

1は中央支持体、2は外周支持体、3,4は該支持体1
と2を接続する第1.第2のビームであり。
1 is the central support, 2 is the outer peripheral support, and 3 and 4 are the supports 1
and 2. This is the second beam.

2の1〜4は共通の前記半導体材料で一体化構成されて
いる。同図(畠)には4本のビームが示されているが、
4本に限定されることなく、2本以上の複数であって良
い。しかしながら、以下の説明で明らかにされるように
、4本のビームの場合が最も好ましい。ビーム3の外周
支持体側には第1および第2の半導体ゲージ抵抗(それ
ぞれ11.12)が、また中央支持体側には第3および
第4の半導体ゲージ抵抗(それぞれ13.14)が埋設
されている。第1のビーム3に対向する位置に存在する
第2のビーム4の外周支持体側には第5の半導体ゲージ
抵抗15が中央支持体側には第6の半導体ゲージ抵抗1
6がそれぞれ埋設されている。該半導体ゲージ抵抗群は
周知の半導体技術を用いて形成され、例えば基板10が
n型の場合には、抵抗群はP型である。10で示した半
導体基板は、下記に例示する製造方法によって作成され
る。
2, 1 to 4 are integrally constructed of the same semiconductor material. The same figure (Hata) shows four beams,
The number is not limited to four, but may be two or more. However, as will become clear in the discussion below, the four beam case is most preferred. First and second semiconductor gauge resistors (each 11.12) are embedded in the outer peripheral support side of the beam 3, and third and fourth semiconductor gauge resistors (each 13.14) are embedded in the central support side. There is. A fifth semiconductor gauge resistor 15 is disposed on the outer circumferential support side of the second beam 4 located opposite the first beam 3, and a sixth semiconductor gauge resistor 1 is disposed on the central support side.
6 are buried in each. The semiconductor gauge resistor group is formed using well-known semiconductor technology; for example, if the substrate 10 is n-type, the resistor group is p-type. The semiconductor substrate indicated by 10 is produced by the manufacturing method illustrated below.

(1)熱拡散、イオン打ち込み技術により前記半導体ゲ
ージ抵抗群を所望の位置に形成する。抵抗を接着してい
るわけではないので接着剤に起因するクリープ現象がな
く長期にわたって安定である。
(1) The semiconductor gauge resistor group is formed at a desired position by thermal diffusion and ion implantation techniques. Since the resistor is not glued, there is no creep phenomenon caused by adhesives, and it is stable over a long period of time.

(2)外周支持体2の内外周、中央支持体1の外周、お
よびビーム3,4等の外縁に沿ってパターニングを施こ
し、前記半導体基板の不要部分を除去する。この除去方
法については、周知の方法、例えば、硝酸とフッ酸の混
合液等による等方性エツチング、アルカリ溶液による異
方性エツチング等がある。なお、ビーム内での抵抗の埋
設位置は、センサの感度、オフセット等の特性に悪影響
を及ぼすので、十分に位置精度を確保して、所望の位置
に埋設されていることが必要である。なお、位置精度を
確保するために、上記Tl)f21の工程を逆にしても
よい。かかる製法により作成された第1図の実施例の動
作について次に説明する。第2図は第1図に示した半導
体基板を力およびモーメント検出のためのセンサとして
構成したときの、構造断面図例である。図において、2
0は該中央支持体と結合された第1の受容棒であり、円
柱形状の棒が例示されている。21は該外周支持体と結
合された第2の受容棒であり、20.21共に円柱形状
の棒が例示されている。また、図では、半導体基板10
の断面は、第1図(c)と同様、第1図(、)でのB 
−B’での断面図が示されている。受容棒20と支持体
1との結合手段については何ら制限は無い。例えば、接
着剤による接合、共晶合金による接合、1の中央部に設
けられた穴(図示せず)と20の中央部に設けられた雌
メジ(図示せず)とによるネジ結合等であってよい。ま
た、該受容棒21と該支持体2との結合手段についても
何ら制限は無い。例えば、接着剤による接合、共晶合金
による接合等であって良い。勿論、これらの結合は、結
合力が大きいこと、詔よび、作動温度変動に伴なう熱歪
の効果が少ないことが要求されることは当述である。受
容棒20.21については円柱形状を対象として例示さ
れているが、他の形状、例えば四角柱や、四角柱と円柱
との組み合せであっても良い。かかる形状の選択につい
ては、それぞれの一端が半導体基板10と結合しやすく
、かつ、他の一端近傍が他の機械要素、例えばロボット
アームのグリッパやフィンガ、またはアーム本体と結合
しやすければ良い。勿論、該受容傍20゜21の材料の
機械的強度が大きく、かつ、材料および形状に起因する
機械的剛性が大きいことが必要である。
(2) Patterning is performed along the inner and outer peripheries of the outer peripheral support 2, the outer periphery of the central support 1, and the outer edges of the beams 3, 4, etc., and unnecessary portions of the semiconductor substrate are removed. This removal method includes well-known methods such as isotropic etching using a mixed solution of nitric acid and hydrofluoric acid, anisotropic etching using an alkaline solution, and the like. Note that the buried position of the resistor within the beam has a negative effect on characteristics such as sensitivity and offset of the sensor, so it is necessary to ensure sufficient positional accuracy and bury the resistor at a desired position. In addition, in order to ensure positional accuracy, the process of Tl)f21 above may be reversed. The operation of the embodiment shown in FIG. 1 produced by such a manufacturing method will be described next. FIG. 2 is an example of a structural cross-sectional view when the semiconductor substrate shown in FIG. 1 is configured as a sensor for detecting force and moment. In the figure, 2
0 is a first receiving rod coupled to the central support, and a cylindrical rod is illustrated. Reference numeral 21 denotes a second receiving rod coupled to the outer peripheral support, and both 20 and 21 are cylindrical rods. Further, in the figure, a semiconductor substrate 10
The cross section of B in Figure 1 (,) is similar to Figure 1 (c).
A cross-sectional view at -B' is shown. There are no restrictions on the means for connecting the receiving rod 20 and the support 1. For example, bonding with adhesive, bonding with eutectic alloy, screw connection with a hole (not shown) provided in the center of 1 and a female thread (not shown) provided in the center of 20, etc. It's fine. Furthermore, there is no restriction on the means for connecting the receiving rod 21 and the support body 2. For example, the bonding may be performed using an adhesive, a eutectic alloy, or the like. Of course, as mentioned above, these bonds are required to have a large bonding force and to have a small effect of thermal distortion due to fluctuations in operating temperature. Although the receiving rods 20 and 21 are illustrated as having a cylindrical shape, they may have other shapes, such as a square prism or a combination of a rectangular prism and a cylinder. Regarding the selection of such a shape, it is sufficient that one end of each can be easily coupled to the semiconductor substrate 10, and the vicinity of the other end can be easily coupled to another mechanical element, such as a gripper or finger of a robot arm, or the arm body. Of course, it is necessary that the material of the receiving sides 20 and 21 has high mechanical strength and high mechanical rigidity due to the material and shape.

第3図は、第2図と同様な当該センサ構造断面図であり
、受容棒の一方にモーメントが印加した場合が示されて
いる。図において、半導体基板籾の断面は、第2図(b
)と同様、第2図(、)のA−、<での断面図として例
示されている。また、第2図と同様、受容棒20.21
は共に円柱形状として示されている。同図では、一方の
受容棒21が機械的に固定され、他の受容棒20には、
紙面内でのモーメント30が印加された時の変形が概念
的に示されている。この変形は第4図により詳細に示さ
れている。もしモーメント30による変形量が微小であ
り、かつビーム3,4が共に薄板理論に従う挙動を示す
のでビーム3と4での変形は同図に示すように同一とな
る。勿論、かかる仮定においては、中央支持体は斜めに
なることになり、同図の形状とは矛盾しているかのよう
に考えられる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the sensor structure similar to FIG. 2, showing the case where a moment is applied to one of the receiving rods. In the figure, the cross section of the semiconductor substrate rice grain is shown in Figure 2 (b
), it is illustrated as a cross-sectional view at A-, < in FIG. 2(,). Also, similar to Fig. 2, the receiving rod 20.21
are both shown as cylindrical shapes. In the figure, one receiving rod 21 is mechanically fixed, and the other receiving rod 20 is
The deformation when a moment 30 in the plane of the paper is applied is conceptually shown. This modification is shown in more detail in FIG. If the amount of deformation caused by the moment 30 is minute and both beams 3 and 4 behave in accordance with the thin plate theory, the deformations in beams 3 and 4 will be the same as shown in the figure. Of course, under such an assumption, the central support would be oblique, which would seem to contradict the shape shown in the figure.

しかしながら、かかる状況は、第4図の縦方向を誇張し
て描いたために発生しているにすぎない。
However, such a situation occurs only because the vertical direction of FIG. 4 is exaggerated.

モーメント30の存在により、ビーム3,4には「曲が
り」が発生し、この「曲がり」に対応してビーム3,4
には引張および圧縮の応力が誘起される。第4図におい
ては、抵抗12.16には引張力が、また、抵抗14.
15には圧縮力が作用している。かかる応力下では、周
知のピエゾ抵抗効果により、該抵抗#12.14,15
.16の抵抗値が変化する。即ち5受容棒20.21間
に印加されたモーメントを電気的信号(即ち抵抗値変化
)として検出することができる。
Due to the presence of the moment 30, "bending" occurs in the beams 3 and 4, and in response to this "bending", the beams 3 and 4
tensile and compressive stresses are induced in the In FIG. 4, resistor 12.16 has a tensile force and resistor 14.
A compressive force is acting on 15. Under such stress, due to the well-known piezoresistive effect, the resistors #12, 14, 15
.. The resistance value of 16 changes. That is, the moment applied between the five receiving rods 20 and 21 can be detected as an electrical signal (ie, a change in resistance value).

第5図は、第3図と同一の当該センサに、4゜で示した
力が印加している時の変形を概念的に示したものである
。かかる力(ちから)40の供給により、ビーム3およ
び4には対称な「曲がり」が発生する。該「曲がり」の
形状は、片持ち梁の自由端を固定された境界(ビルト 
イン エツジ(blult −in  edge )と
称されている)条件下で移動させた時の形状と等しくな
る。該「曲がり」の変形に対応してビームには引張ある
いは圧縮の応力が誘起される。同図においては、抵抗1
1.15には圧縮力が抵抗13.16には引張力が作用
している。かかる応力下では、周知のピエゾ抵抗効果に
より、抵抗$11.13,16.15の抵抗値が変化す
る。即ち、受容欅20,21間に印加された圧縮力詔よ
び引張力(第5図と逆の状況になる)を電気的信号(即
ち、抵抗値変化)として検出することができる。
FIG. 5 conceptually shows the deformation when a force indicated at 4° is applied to the same sensor as in FIG. 3. By applying such a force 40, a symmetrical "bend" is generated in the beams 3 and 4. The shape of the “bend” connects the free end of the cantilever to a fixed boundary (built
It becomes the same shape as when moved under conditions (referred to as blult-in edge). Tensile or compressive stress is induced in the beam in response to the "bending" deformation. In the figure, resistance 1
A compressive force acts on resistance 1.15, and a tensile force acts on resistance 13.16. Under such stress, the resistance values of the resistors $11.13 and 16.15 change due to the well-known piezoresistive effect. That is, the compressive force and tensile force applied between the receiving plates 20 and 21 (the situation is opposite to that in FIG. 5) can be detected as an electrical signal (ie, a change in resistance value).

第6図は、第1図(、)を用いて説明した当該半導体ゲ
ージ抵抗群の回路構成を例示した図である・同図では便
宜上、該抵抗の番号と、回路素子としての抵抗とを同一
番号で表わしている。さらに同図では、各ゲージ抵抗の
抵抗値変化も示されている。即ち、同図(、)は第3図
に示した如きモーメントが作用した時、また、同図(b
)は第5図に示した如き力が作用した時において、当該
抵抗値が前記ビニ/抵抗効果により増大する場合は上向
の矢印が、減少する場合には下向の矢印がそれぞれ示さ
れている。ただし、第3図、第5図において、圧縮応力
が作用する時には抵抗値減少が、引張応力が作用する時
には抵抗値増大が起こるものと仮定している。当該仮定
は全ての場合に成立するものではないが、シリコンの(
110)方向に配置された該ゲージ抵抗については成立
しており、また、本記載では便宜上仮定されたものでも
ある。
FIG. 6 is a diagram illustrating the circuit configuration of the semiconductor gauge resistor group explained using FIG. It is represented by a number. Furthermore, the same figure also shows changes in resistance values of each gauge resistor. That is, when the moment shown in Fig. 3 is applied, the same figure (,) also shows that the same figure (b)
) is shown by an upward arrow if the resistance value increases due to the vinyl/resistance effect, and a downward arrow if it decreases when the force shown in Figure 5 is applied. There is. However, in FIGS. 3 and 5, it is assumed that the resistance value decreases when compressive stress is applied, and the resistance value increases when tensile stress acts. Although this assumption does not hold in all cases, silicon (
110) direction is true, and is also assumed for convenience in this description.

第6図において、嬉1.第3.第5.第6の半導体ゲー
ジ抵抗群11,13,15,16はリングラフィ技術に
よりて半導体基板上に形成された配線で第1のフルブリ
ッジ回路を構成しており、第1.第5の抵抗接続節点は
励起電圧源60.あるいは励起電流源61のgiの極性
を有する端子62に、一方、該第3.第6の該抵抗接続
節点は励起電圧J160、あるいは励起電流源61の第
2の極性を有する端子63にそれぞれ接続されている。
In Figure 6, happiness 1. Third. Fifth. The sixth semiconductor gauge resistance group 11, 13, 15, 16 constitutes a first full bridge circuit with wiring formed on a semiconductor substrate by phosphorography technology. The fifth resistive connection node is the excitation voltage source 60. Alternatively, the third . The sixth resistor connection node is connected to the excitation voltage J160 or to the terminal 63 of the excitation current source 61 having the second polarity, respectively.

また同様にして第5.第6の抵抗接続節点は第1の出力
端子64に、第1.第3の抵抗接続節点は第2の出力端
子65に接続される手段を有している。まな、同様にし
て第4.第2.第5.@6の半導体ゲージ抵抗群14,
12,15.16は第2のフルブリッジ回路を構成する
手段を有しており、第2.第4の抵抗接続節点は第3の
出力端子66に接続される手段を有している。以上の記
載で用いたフルブリッジ回路は4アーム・アクティブ・
ブリッジ回路とも称されており、抵抗値の微少変化を電
圧出力として安定に変換する機能があることは周知であ
る。かかる回路構成の説明から、第4.第5の抵抗接続
節点は端子62に、また、第2.第6の抵抗接続節点は
端子63に接続されていることは自明である。同図(、
)において、前記モーメント作用時には該第1のフルブ
リッジ回路のバランスがくずれて、端子64.65間に
は電圧信号が出力される。一方、第2のフルブリッジ回
路ではバランスがくずれないため、端子64.66間に
は電圧信号が出力されない。さらに、同図(b)におい
て、前記力作用時には第1のフルブリッジ回路のバラン
スはくずれず端子 64゜65間には電圧信号が出力さ
れない。一方、第2のフルブリッジ回路ではバランスが
くずれるため端子64.66間には電圧信号が出力され
る。なあ、第6図において6個の半導体ゲージ抵抗は、
力およびモーメントが作用しない時の抵抗値が全て等し
く、かつ、ピエゾ抵抗効果による該抵抗の抵抗値変化量
は全て等しい。かかる条件は、第1図(、)に示した該
抵抗群の形状と不純物濃度条件を等しくし、かつ、該ビ
ームでの配列位置を選択する例えば構造体の中心点に対
して対称に設けることにより、容易に達成される。勿論
、製造プロセス上での各種誤差要因のために、かかる条
件が完全に満足されない場合には、該ゲージ抵抗のいず
れか、あるいは複数の該ゲージ抵抗群の個々に、並直列
に補正抵抗を複数個挿入することにより、実質的にこの
条件を成立させることは可能である。
Similarly, the fifth. The sixth resistor connection node is connected to the first output terminal 64 and the first . The third resistive connection node has means for being connected to the second output terminal 65. Similarly, the fourth. Second. Fifth. @6 semiconductor gauge resistance group 14,
12, 15, and 16 have means for configuring a second full bridge circuit; The fourth resistive connection node has means connected to the third output terminal 66. The full bridge circuit used in the above description is a 4-arm active circuit.
It is also known as a bridge circuit, and it is well known that it has the function of stably converting minute changes in resistance value into voltage output. From the explanation of this circuit configuration, Section 4. A fifth resistor connection node is connected to terminal 62 and the second . It is obvious that the sixth resistance connection node is connected to the terminal 63. Same figure (,
), when the moment acts, the first full-bridge circuit is unbalanced and a voltage signal is output between terminals 64 and 65. On the other hand, since the second full bridge circuit does not lose its balance, no voltage signal is output between the terminals 64 and 66. Furthermore, in FIG. 2B, when the force is applied, the balance of the first full-bridge circuit is lost and no voltage signal is output between the terminals 64 and 65. On the other hand, in the second full bridge circuit, the balance is lost, so a voltage signal is output between terminals 64 and 66. By the way, in Fig. 6, the six semiconductor gauge resistors are
The resistance values when no force or moment are applied are all equal, and the amount of change in resistance value of the resistors due to the piezoresistance effect is all the same. Such conditions are such that the shape and impurity concentration conditions of the resistor group shown in FIG. easily achieved. Of course, if such conditions are not completely satisfied due to various error factors in the manufacturing process, a plurality of correction resistors may be connected in parallel and series to any of the gauge resistors or to each of a plurality of gauge resistor groups. It is possible to substantially satisfy this condition by inserting two.

かかる調整法については当該分野の技術者にとって周知
であるため、また1本発明の本質とはならないため詳述
しない。以上の動作に従えば、出力端子64.65間に
モーメントのみに対応する信号が、また、出力端子64
.66間には力のみに対応する信号が得られることが明
らかである。即ち、本発明の本実施例によれば、従来技
術ではマトリクス演算によりモーメントと力とを分離し
ていた欠点が完全に排除されたことになる。
Such adjustment methods are well known to those skilled in the art and are not essential to the present invention, so they will not be described in detail. According to the above operation, a signal corresponding only to the moment is transmitted between the output terminals 64 and 65, and
.. 66, it is clear that a signal corresponding only to force is obtained. That is, according to this embodiment of the present invention, the drawback of separating moment and force by matrix calculation in the prior art is completely eliminated.

また、第1図(、)に示した平面図で水平方向に起業、
対抗したビームに半導体ゲージ抵抗を埋設させ、第6図
に示した回路と同様な回路を構成すれば、第3図に示し
たモーメント30と直角な方向に作用するモーメントを
検出することが可能となる。かかる結果、モーメント3
0および30と直交する該モーメント以外のモーメント
も、それぞれのモーメント成分として分離検出できるこ
とが明らかである。
In addition, in the plan view shown in Figure 1 (,), starting a business in the horizontal direction,
By embedding a semiconductor gauge resistor in the opposing beam and configuring a circuit similar to the circuit shown in Figure 6, it will be possible to detect moments acting in a direction perpendicular to the moment 30 shown in Figure 3. Become. As a result, moment 3
It is clear that moments other than the moments orthogonal to 0 and 30 can also be detected separately as respective moment components.

第6図の構成では、第1.第2のフルブリッジ回路が共
通の該抵抗15.16を共有している。
In the configuration of FIG. 6, the first. A second full bridge circuit shares the common resistor 15,16.

かかる構成は回路の簡便化のために採用されたものであ
る。勿論、該第1.第2のフルブリッジ回路を分離させ
ても良い。かかる構成は第7図に例示されており、新た
に必要とされる該第5.第6の半導体ゲージ抵抗に相当
する第7.第8のゲージ抵抗17.18は、第1図(1
)のビーム4領域に、15.16に隣接している抵抗群
17.18を用いれば良い。かかる場合には、電圧信号
は出力端子64’、65間と64”、 66間に分離し
て出力される。
This configuration was adopted to simplify the circuit. Of course, the first. The second full bridge circuit may be separated. Such a configuration is illustrated in FIG. 7, and the newly required 5. The seventh resistor corresponds to the sixth semiconductor gauge resistor. The eighth gauge resistor 17.18 is shown in FIG.
), the resistor group 17.18 adjacent to 15.16 may be used in the beam 4 region. In such a case, the voltage signal is output separately between the output terminals 64' and 65 and between the output terminals 64'' and 66.

第6図の構成では、励起電圧源として60にて示した単
一゛電源を例示した。これに限らず、互いに絶対値が等
しい正負電圧を発生する電源を用いても良い。かかる場
合には、第6図における出力端子64の電位は大略接地
電位になるため、該出力端子からの配線形成上有利な点
が多い。
In the configuration of FIG. 6, a single power supply indicated at 60 is illustrated as the excitation voltage source. The present invention is not limited to this, and a power source that generates positive and negative voltages having the same absolute value may be used. In such a case, since the potential of the output terminal 64 in FIG. 6 is approximately the ground potential, there are many advantages in forming wiring from the output terminal.

本発明で用いたゲージ抵抗は半導体のピエゾ抵抗効果を
用いているので、従来の金属箔ゲージ抵抗と比較して、
同一応力(あるいは同−歪)に対して抵抗値変化が約2
桁大きいという利点がある。
The gauge resistor used in the present invention uses the piezoresistance effect of semiconductors, so compared to conventional metal foil gauge resistors,
The resistance value changes by about 2 for the same stress (or the same strain)
It has the advantage of being an order of magnitude larger.

このため、フルブリッジ回路を構成した時の出力電圧は
約100 mV以上にも達し、該出力電圧をケーブルに
より配線しても、外乱雑音の影響を相対的に低減できる
利点がある。しかしながら、作動温度による感度変化が
大きい、即ち、温度特性が悪いという欠点がある。当該
センサでは、半導体基板を用いるため、当該センサを周
知の半導体集積回路と一体化することが可能であるとい
う新たな利点が存在する。例えば、第1図において、中
央支持体lと外周支持体2では、本発明の詳細な説明か
ら明らかなようlこ、当該受容体20.21間に印加さ
れる力およびモーメントから誘起される応力成分は皆無
に近いので、かかる支持体領域に信号処理回路を集積化
しても当該応力とは無関係と)る。かかる信号処理回路
としては、増幅回路、温度補償回路、各種演算回路、出
力回路等があり、いずれも周知の回路技術を駆使すれば
実現可能である。勿論、信号処理回路を適切に設計して
応力が生じても回路動作が変化しないようにする。例え
ばトランジスタの寸法比だけで回路動作が決定されるよ
うにすれば、ビーム領域に信号処理回路を集積化するこ
とも可能となる。
Therefore, when a full bridge circuit is configured, the output voltage reaches approximately 100 mV or more, and even if the output voltage is wired using a cable, there is an advantage that the influence of disturbance noise can be relatively reduced. However, there is a drawback that the sensitivity changes greatly depending on the operating temperature, that is, the temperature characteristics are poor. Since the sensor uses a semiconductor substrate, there is a new advantage in that the sensor can be integrated with a well-known semiconductor integrated circuit. For example, in FIG. 1, the central support 1 and the peripheral support 2 are exposed to stresses induced from forces and moments applied between said receptors 20, 21, as will be apparent from the detailed description of the invention. Since there are almost no components, even if a signal processing circuit is integrated in such a support region, it has nothing to do with the stress. Such signal processing circuits include amplifier circuits, temperature compensation circuits, various arithmetic circuits, output circuits, etc., all of which can be realized by making full use of known circuit technology. Of course, the signal processing circuitry should be appropriately designed so that the stress does not change the circuit operation. For example, if the circuit operation is determined only by the size ratio of the transistors, it becomes possible to integrate a signal processing circuit in the beam region.

第1図では、中央支持体、外周支持体が円形である場合
が示されているがこの限りではない。即ち、当該支持体
はいずれも、ビームの両端を固定化維持する機能を持て
ば良いので、円形以外に、正方形を採用しても構わない
。かかる選択は本発明の本質ではなく、むしろ、受容体
との結合の容易さや、ロボット構成要素に容易に実装さ
れることを勘案してなされるべきである。
Although FIG. 1 shows a case where the central support and the peripheral support are circular, this is not the case. That is, since all of the supports need only have the function of fixing both ends of the beam, they may have a square shape instead of a circular shape. Such a choice is not the essence of the invention, but rather should be made taking into account ease of binding to receptors and ease of implementation in robotic components.

またビームに埋設された前記半導体ゲージ抵抗の配列に
ついては1本発明とは無関係に、任意に選択できる。勿
論、誘起された応力を抵抗値変化に変換する際の変換係
数を大きく、かつ、該係数が一定(即ち、応力・抵抗値
変化が直線的であるであるような配置を採ることが奸才
しい。
Further, the arrangement of the semiconductor gauge resistors embedded in the beam can be arbitrarily selected regardless of the present invention. Of course, it is a good idea to increase the conversion coefficient when converting the induced stress into a resistance value change, and to adopt an arrangement in which the coefficient is constant (that is, the stress/resistance value change is linear). Yes.

第8図は本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

図において、第1図と同一番号は同一構成要素を示して
いる。また前記ゲージ抵抗群は省略されている。同図(
a)(bHc)は、それぞれ、本実施例での該半導体基
板■の平面図、h−1部での断面図、B −B’部での
断面図である。前記実施例との第一の相異点は、同図(
b)で示すように、エツチング等周知の技術を用いて、
該ビーム3,4等の厚さを該支持体1および2の厚さよ
りも薄くし、かつ、同図(、)で示すように、該ビーム
3,4等の幅を小さくした点にある。かかる形状の選択
は、該受容体(図示せず)への力およびモーメントが微
小であっても該抵抗値変化が大きくなるようになされた
ためである。即ち、かかる形状の選択は当該センサの高
感度化に有効である。本実施例の前記実施例との第2の
相異点は、該中央支持体の表面に熱的安定性向上のため
の第1の緩衝層50を、また、該外周支持体の裏面に熱
的安定性向上のための第2の緩衝層51を設けた点にあ
る。通常シリコン等の半導体材料の熱膨張係数は小さい
ので、前記受容体との間で熱膨張係数差に起因する熱歪
が特性劣化の原因となる。特に、該受容体を金属で構成
する場合には、かかる特性劣化は特に顕著な問題となる
。第1.第2の緩衝層は、該熱膨張係数差を低減するた
めに採用されたものであり、該半導体基板と前記受容体
の熱膨張係数値の中間の値を有する材料、あるいは、該
半導体基板の熱膨張係数値とほぼ等しい値を有する材料
が良い。
In the figure, the same numbers as in FIG. 1 indicate the same components. Further, the gauge resistor group is omitted. Same figure (
a) and (bHc) are a plan view, a sectional view at the h-1 section, and a sectional view at the B-B' section, respectively, of the semiconductor substrate (2) in this embodiment. The first difference from the above embodiment is as shown in the same figure (
As shown in b), using well-known techniques such as etching,
The thickness of the beams 3, 4, etc. is made thinner than the thickness of the supports 1 and 2, and the width of the beams 3, 4, etc. is made small, as shown in the figure (,). This shape was selected so that even if the force and moment applied to the receptor (not shown) are minute, the resistance value change will be large. That is, selection of such a shape is effective in increasing the sensitivity of the sensor. The second difference between this embodiment and the above embodiments is that a first buffer layer 50 is provided on the surface of the central support to improve thermal stability, and a first buffer layer 50 is provided on the back surface of the peripheral support. The second buffer layer 51 is provided to improve physical stability. Since the coefficient of thermal expansion of a semiconductor material such as silicon is usually small, thermal strain caused by the difference in coefficient of thermal expansion between the material and the receptor causes characteristic deterioration. In particular, when the receptor is made of metal, such deterioration of characteristics becomes a particularly significant problem. 1st. The second buffer layer is adopted to reduce the difference in thermal expansion coefficient, and is made of a material having an intermediate value of thermal expansion coefficient between the semiconductor substrate and the receptor, or a material of the semiconductor substrate. A material having a value approximately equal to the coefficient of thermal expansion is preferable.

より具体的にはパイレックス等の硼硅酸ガラスが好まし
いが、この限りではない。かかる緩衝層50.51がパ
イレックス等である場合には、該半導体基板10との接
着を陽極結合技術を用いることができる。本実施例にお
いては、図示していない該受容体との結合は半導体基板
10と直接さされることなく、当該緩衝層を介して行な
われることは言うまでもない。かかる結合に陽極結合を
用いることは可能である。また、緩衝層50,51の基
板10との位置関係は図示した側に限定されることはな
い。即ち、中央支持体1の裏面に、51を外周支持体2
の表面に設けても良い。
More specifically, borosilicate glass such as Pyrex is preferred, but is not limited thereto. When the buffer layers 50, 51 are made of Pyrex or the like, anodic bonding techniques can be used for adhesion to the semiconductor substrate 10. In this embodiment, it goes without saying that the bonding with the receptor (not shown) is not made directly with the semiconductor substrate 10, but through the buffer layer. It is possible to use anodic bonding for such bonding. Further, the positional relationship between the buffer layers 50 and 51 with respect to the substrate 10 is not limited to the illustrated side. That is, on the back side of the central support 1, 51 is attached to the outer peripheral support 2.
It may be provided on the surface of.

以上、力およびモーメントの検出が可能な新規なセンサ
について実施例を挙げ詳細な説明を行った・ このような発明によれば、半導体集積回路技術を用いて
当該センサを製造できるため、小型化、低価格化、高精
度化、が容易に達成される。また、該半導体ゲージ抵抗
は接着剤を用いることなく、前記ビームと一体化されて
いるので、クリープ現象は発生せず、秀れた長期信頼性
を確保することができる。さらに、ロボットコントロー
ラ内で複雑なマトリクス演算を施こすことなく、当該セ
ンサから力およびモーメントに対応する出力信号が分離
して、個別に得られる。本発明によるセンサはロボット
工学の進展に著しく寄与し、その効果は大きいものであ
る。
Above, a detailed explanation has been given with reference to examples of a novel sensor capable of detecting force and moment. According to such an invention, the sensor can be manufactured using semiconductor integrated circuit technology, so it can be miniaturized and Lower costs and higher precision can be easily achieved. Furthermore, since the semiconductor gauge resistor is integrated with the beam without using an adhesive, no creep phenomenon occurs and excellent long-term reliability can be ensured. Furthermore, output signals corresponding to force and moment can be separated and obtained individually from the sensor without performing complex matrix calculations within the robot controller. The sensor according to the present invention significantly contributes to the advancement of robotics, and its effects are significant.

(発明の効果) このような発明によれば、半導体を用いたセンサ置方と
モーメントを分離して同時に検出することが可能になる
ので、上記したロボット応用分野に限定されることなく
、多くの機械工学分野への適用が可能となる。例えば、
三次元計測機用のタッチセンサにも本発明は利用でき、
その効果は大きいものである。
(Effect of the invention) According to such an invention, it becomes possible to separate and simultaneously detect sensor placement and moment using semiconductors, so it is applicable not only to the above-mentioned robot application fields but also to many other applications. Application to the mechanical engineering field becomes possible. for example,
The present invention can also be used in touch sensors for three-dimensional measuring machines.
The effect is significant.

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

第1図〜第8図は本発明の実施例を示す図。 第9図は力およびモーメントを検出するセンサの従来例
を示す図・ 10−・・半導体基板  1,101・・・中央支持体
2.102・・・外周支持体 3.4,103,104,105,106・・・ビーム
11.12,13,14,15,16,17.18・・
・半導体ゲージ抵抗20.21・・・受容体  30・
・・モーメント40・・・力      50,51・
・・緩衝層62.63,64,64’、6e、65,6
6・・・端子60.61・・・励起電源 猪 1 図 A (a) (b) 招2図 第4図 第5図 ’FaQ刀 第6図 (α) (b) 第7図 Aり 第 6 図
1 to 8 are diagrams showing embodiments of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing a conventional example of a sensor for detecting force and moment. 105, 106... Beam 11.12, 13, 14, 15, 16, 17.18...
・Semiconductor gauge resistance 20.21...Receptor 30・
...Moment 40...Force 50,51.
...Buffer layer 62, 63, 64, 64', 6e, 65, 6
6...Terminal 60.61...Excitation power supply boar 1 Figure A (a) (b) Invitation 2 Figure 4 Figure 5'FaQ sword Figure 6 (α) (b) Figure 7 Ari 6 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 中央支持体と外周支持体と両者を接続する複数のビーム
とが共通の半導体材料で一体化構成されており、複数の
ビームを構成する第1のビームの外周支持体側に第1、
第2の半導体ゲージ抵抗が、中央支持体側に第3、第4
の半導体ゲージ抵抗がそれぞれ埋設され、第1のビーム
に対向する位置に存在する第2のビームの外周支持体側
に第5の半導体ゲージ抵抗が中央支持体側に第6の半導
体ゲージ抵抗がそれぞれ埋設されており、第1、第3、
第5、第6の半導体ゲージ抵抗群で第1のフルブリッジ
回路が構成され、第1、第5の抵抗の接続節点は励起電
源の第1の極性を有する端子に、第3、第6の該抵抗の
接続節点は該電源の第2の極性を有する端子にそれぞれ
接続される手段を有し、第5、第6の抵抗の接続節点は
第1の出力端子に、第1、第3の抵抗の接続節点は第2
の出力端子に接続される手段を有し、第4、第2、第5
、第6の半導体ゲージ抵抗群は第2のフルブリッジ回路
が構成され、第4、第2抵抗の接続節点は第3の出力端
子に接続される手段を有することを特徴とするセンサ。
The central support body, the peripheral support body, and a plurality of beams connecting them are integrally constructed of a common semiconductor material, and a first beam constituting the plurality of beams has a first beam on the side of the peripheral support body.
A second semiconductor gauge resistor has third and fourth resistors on the central support side.
A fifth semiconductor gauge resistor is embedded in the outer peripheral support side of the second beam located opposite the first beam, and a sixth semiconductor gauge resistor is embedded in the central support side of the second beam. The first, third,
A first full-bridge circuit is configured by the fifth and sixth semiconductor gauge resistor groups, and the connection node of the first and fifth resistors is connected to the terminal having the first polarity of the excitation power supply, and the third and sixth The connection nodes of the resistors have means respectively connected to terminals having a second polarity of the power supply, and the connection nodes of the fifth and sixth resistors have means connected to the first output terminal and the first and third The connection node of the resistor is the second
means connected to the output terminals of the fourth, second, and fifth output terminals;
, wherein the sixth semiconductor gauge resistor group constitutes a second full bridge circuit, and a connection node between the fourth and second resistors has means for connecting to a third output terminal.
JP60065357A 1985-03-29 1985-03-29 Sensor Granted JPS61223626A (en)

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