JPS62291530A - 荷重検出器の緩衝装置 - Google Patents

荷重検出器の緩衝装置

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JPS62291530A
JPS62291530A JP61134944A JP13494486A JPS62291530A JP S62291530 A JPS62291530 A JP S62291530A JP 61134944 A JP61134944 A JP 61134944A JP 13494486 A JP13494486 A JP 13494486A JP S62291530 A JPS62291530 A JP S62291530A
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Shuji Ohira
修司 大平
Kozo Ono
耕三 小野
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、荷重検出器に作用する荷重を緩衝して荷重検
出器を保護する荷重検出器の緩衝装置に関する。
〔従来の技術〕
物体に作用する荷重(力、モーメント)ヲ検出する荷重
検出器は多くの分野に用いられている。
特にロボット等の分野においては、作用した荷重に応じ
てその制御を行なうシステムとなっており。
荷重検出器は不可欠である。このような荷重検出器を使
用する場合において、例えばロボットの腕のように、力
の作用する個所(ロボットの腕の先端)と荷重検出器と
が相当程度離れてい7)場合には、当該個所に小さな力
が作用しても荷重検出器に入力されるモーメントI工極
めて大きくなり、荷重検出器が破壊されるおそれがある
このような事態を防止するため、従来の荷重検出器にお
いては、荷重検出器の前(荷重が作用する個所側)に、
ばね常数の小さな板を用いた緩衝装置が取付けられてい
る。これに工り、荷重が作用したとぎ前記の板がたわん
で荷重を緩衝し、荷重検出器へ過大な荷重が入力するの
?防止し、荷重検出4乞保護するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記従来の緩衝装置は荷重検出器の前に設け
られているため、当該緩衝装置の長さ分だけ力の作用個
所から荷重検出器の中心までの距離が長くなり、荷重検
出器に入力するモーメントが大きくなり、結局、その分
だけ作用個所に作用する荷重を制限しなければならない
という欠点があった。
本発明の目的シエ、上記従来技術の欠点χ除き、力の作
用個所と荷重検出器の中心との間の間隔の拡大χ抑制す
ることができる荷重検出器の緩衝装置を提供するにある
〔問題点Y解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明を工、第1のフラン
ジと第2のフランジとを備え、これら両7ランジ間に作
用する荷重ン検出する荷重検出器において、第1の7ラ
ンジ側に配置された第1のブロックと、第2のフランジ
側に配置された第2のブロックと第1のフランジとを1
@次経由する伝達経路を設げ、さらに、この伝達経路中
に、荷重検出器の各所定軸方向のうちの1つの方向にの
みたわむ1対の平行平板を少なくとも1つ配置したこと
を特徴とする。
〔作 用〕
作用個所に作用した力は、順次第1のブロックおよび第
2のブロックを経て第1の7ランジに伝達され、荷重検
出器で検出される。前記の力の伝達経路中には、荷重検
出器の各所定軸方向のうちの1つの方向にのみたわむ1
対の平行平板が1つ又を工複数設げられており、このよ
うな1つ又は複数の平行平板は第1のブロックと第2の
ブロックの間に存在する。そして、力が作用したとぎ、
平行平板に工9週定された軸方向の荷重成分は、半鏡平
行平板がたわむことにより緩衝される。
〔実施例〕
以下1本発明Y図示の実施例に基づいて説明する。
第1図を二本発明の実施例に係る荷重検出器の緩衝装置
の斜視図、第2図および第3図は第1図に示す線■−■
および線■−■に沿う断面図である。
各図で、1は荷重検出器であり、互いに直交する3つの
軸に関する荷重成分?検出する。これら3つの軸が座標
軸X、Y、Zで表わされている。
1atlbtXそれぞれ荷重検出器1の7ランジであり
、荷重検出器1はこれら7ランジla、lb間に作用す
る荷重乞検出てろことになる。2は円錐棒状の剛体の作
用部、3はリング状の剛体のX軸ブロックである。作用
部2およびX軸ブロック3はフランジla側に配置され
ている。4はリング状の剛体のY軸ブロックであり、7
ランジlb側に配置されている。
5a、5b)工X軸ブロック3とY軸ブロック4との間
に装架されたX軸平行平板であり、X軸方向において互
いに対向して装架されている。X軸平行平板5a、5b
iXX軸方向の力成分に対してはたわむが、その他の方
向の力成分に対しては高い剛性を有する。6a、6bj
Xフランジ1aとY軸ブロック4との間に装架されたY
軸平行平板であり、Y軸方向において互いに対向して装
架されている。Y軸平行平板6a、6tN$Y軸方向の
力成分に対してはたわむが、その他の方向の力成分に対
しては高い剛性を有する。7a、7b+′AX軸ブロツ
ク3の上下両端HklCおいてX軸方向に装架されたZ
軸平行平板であり、Z軸方向において互いに対向して装
架されている。Z軸平行平板7a。
7bt”j、Z軸方向の力成分に対してはたわむが、そ
の他の方向の力成分に対しては高い剛性乞有する。
8はZ軸平行平板7a、7b間においてその中央部に装
架された剛体の2軸ブロツクであり、Z軸平行平板7k
l’介して作用部2に連結されている。
次に、本実施例の動作?説明する。作用部2K、ある方
向にある大きさの力が作用すると、この力は、Z軸ブロ
ック8、Z軸平行平板7a、7b、X軸ブロック3、X
軸平行平板5a、5b、Y軸ブロック4、Y軸平行平板
5a、5bを順次経由し、フランジ1bから荷重検出器
1へ伝達されて荷重が検出され、さらに7ランジ1aか
ら1例えばこの7ランジ1aに連結されているロボット
のアーム等に伝達される。このような伝達において。
作用部2に作用した力のうち、X軸方向の力成分+z 
X軸平行平板5a、5bのみンたわませ、Y軸方向の力
成分+s y軸平行平板5a、6bのみ?たわませ、又
、Z軸方向の力成分はZ軸平行平板7a、7bのみをた
わませる。なお、各軸の平行平板のたわみにより生じる
変位は、平行平板の特性によりその平行平板の軸方向の
変位となるので、各平行平板にたわみを生じても力の向
きは変化しない。
このように、本実施例では、各軸の平行平板がたわむこ
とにより充分に緩衝機能を発揮し、荷重検出器?保護す
るとともに、緩衝装置が荷重検出器を囲繞する構成とな
っているので、作用部における力の作用点と荷重検出器
の中心との距離乞短かくてることができ、ひいては、よ
り大きな力の作用?許容することができろ。又、荷重検
出器と緩衝装置とを併せた全体構造乞軽量、小型とする
ことができろ。さらに、平行平板構造χ用いたので、た
わみ量の異なる平行平板Y用意しておけば、平行平板を
取換えるだけで種々の定格の荷重検出器に適用すること
ができる。
第4図5工本発明の他の実施例に係る荷重検出器の緩衝
装作の斜視図、第5図および第6図は第4図に示す線V
−■および線VI−VIに沿う断面図である。各図で、
1は荷重検出器、1aは荷重検出器1のフランジ、24
作用部であり、第1〜3図に示すものと同じである。l
lbは荷重検出器1のフランジであり、第1〜3図のフ
ランジ1bに相当する。フランジ1 l bt管工重検
出器1の径より大径の円盤形状に構成される。
13を工X軸ブロックであり1作用部2が固定されてい
る。13a、13b)XXXズブロック13延長部、1
38m、13b1 +!その内方への突出部。
13a、、13b2j!その外方への突出部、13a、
13b3 はその先端内面である。突出部1381゜1
3b1 とフランジllbと管工Z軸方向において対向
しており1両者の間隙が21で示されている。
又、先端内面13a3113b、とフランジllbの外
周縁と1工X軸方向において対向しており、両者の間隙
がXl、Xgで示されている。
1iXY軸ブロツクであり、14a、14bj!その延
長部、14a、、14b1は延長部14 a。
14bの先端内面ン示す。先端内面14al。
14b1 と7ランジllbの外周縁とはY軸方向にお
いて対向しており、両者の間隙がY1*Y2で示されて
いる。
152.15btXX軸平行平板、16a、16b41
 Y軸平行平板、17a、17btXZ軸平行平板、1
8)ZZ軸ズブロックある。18aj!Z軸ブロツク1
8の中央突出部であり、この中央突出部18aはフラン
ジllbの面とZ軸方向において対向している。中央突
出部18aとフランジllbとの間隙が22で示され゛
〔いろ。X軸平行平板15a。
15bGXX軸ブロツク13の突出部13a2,13b
とZ軸ブロック18との間に装架され、X軸平行平板1
6a、16bjXY軸ブロツク14の延長部14a、1
4bとフランジ1aとの間に装架され。
さらに、Z軸平行平板17a、17bはZ軸ブロック1
8とY軸ブロック14の延長部14a。
14bとの間に装架されている。なお、19はロボット
のアームのような作業装置%20は作業装置、19の取
付部、21髪エフランジllbと取付部20を連結する
剛体の柱であるが、これらは第5図および第6図では図
示が省略されている。
次に1本実施例の動作を第7図乃至第10図に示す変位
状態図?参照しながら説明する。なお、第7図、第9図
は第5図と同様の切断線の断面図。
第8図、第10図は第6図と同様の切断線の断面図であ
る。作用部に力が作用すると、このカシェ、X軸ブロッ
ク13.X軸平行平板15a、15b。
Z軸ブロック18、Z軸平行平板17a、17b。
Y軸ブロック14、X軸平行平板16a、16b、フラ
ンジla、荷重検出器1と順次伝達され、さらにフラン
ジllbから棒21、取付部20、作業装置19へ伝達
される。この間に荷重検出器1で荷重が検出される。こ
の和合、X軸、Y軸、Z軸方向の各力成分により、それ
ぞれX軸平行平板15a、15b%Y軸平行平板16a
、16b。
Z軸平行平板17a、17bがたわんで緩衝機能?発揮
するの1工さぎの実施例と同じである。
ここで1作用部2&CX軸方向の極めて大きな力成分F
Xが作用した場合を想足する。この場合、X軸平行平板
15a、15bj工第7図に示”fよ5にその力成分に
応じてたわみ、X軸ブロック131丁このたわみに工り
間1!JX1’M縮めながらX軸方向に平行移動する。
そして、X軸平行平板15a。
15bがあるたわみ瓜に達すると、X軸ブロック13の
延長部13aの先端内面13a、とフラン・ジllbの
外縁とが当接し、X軸ブロック13のそれ以上の変位お
工びX軸平行平板15a、15bのそれ以上のたわみを
阻止する。以後、力成分FXは前述の伝達経路?経るこ
となく、X軸ブロック13から直接7ランジllbに伝
達され、荷重検出器1に伝達されることφ丁ない。した
がって、作用部2にX軸平行平板15a、15bのたわ
みによっては吸収しきれない大きな力が作用しても荷重
検出器1が破壊されることはない。なお、力成分FXが
逆向きの場合+zX軸ブロブロックの先端内面13 b
 、  とフランジllbの外周縁とが当接(間隙X2
 =0 )fることIC’& 6゜同様に1作用部2i
CY軸方向の極めて大きな力FYが作用すると、、X軸
平行平板15a、16b1丁たわみ、Y軸ブロック14
)工間隙y、Y縮めながらY軸方向に平行移動し、遂に
9丁第8図に示1゛ようにその先端内面14a1 がフ
ランジ11hの外周縁に当接1″る。以後、力成分F、
1工Y軸ブロック14から直接フランジilbに伝達さ
れ、荷重検出器IVC伝達されることはない。
、次に、作用部2に第9図(丞丁゛2軸方向の極めて大
きな力Fzが作用すると、Z軸平行平板17a。
17b!工たわみ、X軸ブロック131工その突出部1
3a1.13bl と7ランジllbとの間隙z1乞縮
めながらZ軸方向(図で上向き)に平行移動し、遂に1
丁第9図に示すように突出部13a113b1 がフラ
ンジllbに当接する。以後、力成分p2tzx軸ブロ
ック13から直接フランジ11bに伝達され、荷重検出
器IK驚工伝達されな(ゝ。
同じく1作用部2に第10図に示fZ軸方向の極めて大
きな力F2′が作用すると、同図に示すようにZ軸平行
平板17a、17bがたわみ、Z軸ブロック181’工
間隙Zz’f縮めながらZ軸方向(図で壬向き)に平行
移動し、遂には第10図に示すようVcZ軸ブロブロッ
ク18央突出部18aがフランジllbに当接゛する。
以後、力成分Fz′はZ軸ブロック18から直接フラン
ジ11bに伝達され、荷重検出”fs I Kは伝達さ
れない。
このように1本実施例でI工、各軸の平行平板がたわむ
ことにエリ充分に緩衝機能?発揮して荷重検出器を保護
′″f″るとともに、緩衝装置が荷重検出器7囲繞″1
″る構成となっているので、さぎの実施例と同じ効果乞
奏f7.)。又、各軸のブロックと荷重検出器のフラン
ジとを所定の間隙で対向′″′f′る構成としたので、
所定以上の荷重が作用したとき各軸のブロック?フラン
ジ((当接させ荷重を荷重検出器に伝達しないように1
.て荷重検出器?破壊から保瞳することができ之)。さ
らに、上記間隙ン調整すれば荷重の限界馨変化させるこ
とができ、これによりどのような定格の荷重検出器にも
適用することができる。
なお、上記実施例の説明で(工、3つの軸に関する荷重
?検出する荷重検出器の緩働装置%r、f11示して説
明したが、これに限定されることはなく、荷重検出器の
検出軸に応じて非検出軸の平行平板部分ン剛体としても
よい。
〔発明の効果〕 以上述べたように5本発明では、緩衝装置馨、荷重検出
器を囲繞丁”る構成と(7たので、緩衝装置[J、る力
作用個所と荷重検出器中心間の距離の拡大を抑制fるこ
とかでき、ひいて瞥゛工5.J:り大きな力の作用ヶ許
容することができる。又、荷重検出器と緩衝装置と馨併
せた全体宿造?軽量、小型とすることができる。さらに
、平行平板構造?用いたので、たわみ量の異なる平行平
板χ用意しておけば、種々の定格の荷重検出器に適用′
1″′ることかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る荷重検出器の緩衝装置の
斜視図、@2図および第3図を工第1図に示す線■−■
および線■−■に沿う断面図、第4図は本発明の他の実
施例に係る荷重検出器の緩衝装置の斜視図、第5図およ
び第6図%工第4図に示す線v−■および線VI−Vl
に沿う断面図、第7図。 第8図、第9図および第10図はそれぞれ第4図に示す
装置の変位状態を示す断面図である。 l・・・・・・荷重検出器、la、lb、llb・・・
・・・7ランジ、2・・・・・・作用部、3.13・・
・・・・X軸ブロック、4.14−・−Y軸ブロック、
5”#  5be15 a、  15 b・−・・−X
軸平行平板、6a、6b。 16 a、  16 b−−・・−・Y軸平行平板、7
a、7b。 17a、17b・・・・・・Z軸平行平板%8.18・
・・・・・Z軸ブロック。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 /′! 第6図 第7図 一■ 第8図 第9図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1のフランジと第2のフランジとを備え、これ
    ら2つのフランジ間に作用する荷重を検出する荷重検出
    器において、前記第1のフランジ側に配置された第1の
    ブロック、前記第2のフランジ側に配置された第2のブ
    ロックおよび前記第1のフランジを順次経由する荷重の
    伝達経路と、この伝達経路に配置され前記荷重検出器の
    各所定軸方向のうちの1つの方向にのみたわむ1対の平
    行平板の少なくとも1つとを設けたことを特徴とする荷
    重検出器の緩衝装置。
  2. (2)特許請求の範囲第(1)項において、前記第1の
    ブロックおよび第2のブロックの少なくとも1つは、前
    記第2のフランジに所定の間隔で対向する延長部を備え
    ていることを特徴とする荷重検出器の緩衝装置。
JP61134944A 1986-06-12 1986-06-12 荷重検出器の緩衝装置 Expired - Lifetime JPH0697193B2 (ja)

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