JPWO2021187342A5 - - Google Patents
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- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 1
Claims (17)
- 内輪部と、
外輪部と、
前記内輪部と前記外輪部とを接続する複数の接続部と、
歪を抵抗値の変化として捉える複数の歪センサと、
を備え、
前記複数の接続部は、
前記内輪部の内輪中心を通る第1仮想線上にそれぞれ配置され、かつ、前記内輪中心に対して互いに反対側に配置された第1接続部および第3接続部と、
前記内輪部の前記内輪中心を通る第2仮想線であって前記第1仮想線と直交する前記第2仮想線上にそれぞれ配置され、かつ、前記内輪中心に対して互いに反対側に配置された第2接続部および第4接続部と、
を有し、
前記複数の歪センサは、
前記第1接続部上に配置された第1歪センサと、
前記第2接続部上に配置された第2歪センサと、
前記第3接続部上に配置された第3歪センサと、
前記第4接続部上に配置された第4歪センサと、
を有し、
前記複数の歪センサのそれぞれは、
平面視において第3仮想線と重なる半導体基板と、
前記半導体基板に形成された複数の抵抗素子と、
を有し、
前記複数の抵抗素子は、
第1抵抗素子と、
第2抵抗素子と、
を含み、
前記第1抵抗素子と前記第2抵抗素子とのなす第1角度は、直角であり、
前記第3仮想線は、前記第1角度を二等分する方向に延在し、
前記複数の歪センサのうちの前記第1歪センサは、前記第3仮想線が前記第1仮想線と一致するように前記第1接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第2歪センサは、前記第3仮想線が前記第2仮想線と一致するように前記第2接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第3歪センサは、前記第3仮想線が前記第1仮想線と一致し、かつ、前記内輪中心に対して前記第3歪センサの前記第1抵抗素子が前記第1歪センサの前記第1抵抗素子と点対称になり、かつ、前記内輪中心に対して前記第3歪センサの前記第2抵抗素子が前記第1歪センサの前記第2抵抗素子と点対称となるように前記第3接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第4歪センサは、前記第3仮想線が前記第2仮想線と一致し、かつ、前記内輪中心に対して前記第4歪センサの前記第1抵抗素子が前記第2歪センサの前記第1抵抗素子と点対称になり、かつ、前記内輪中心に対して前記第4歪センサの前記第2抵抗素子が前記第2歪センサの前記第2抵抗素子と点対称となるように前記第4接続部上に配置され、
前記半導体基板は、
第1辺と、
前記第1辺と直交する第2辺と、
を有し、
前記第1抵抗素子は、前記第1辺と並行して配置され、
前記第2抵抗素子は、前記第2辺と並行して配置されている、トルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサにおいて、
前記トルクセンサは、前記複数の歪センサからの出力に基づいて、前記内輪中心を通り、かつ、前記内輪部に垂直な法線軸回りのトルクを算出する算出部を有する、トルクセンサ。 - 請求項2に記載のトルクセンサにおいて、
前記算出部は、
前記第1歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との第1差分と、前記第2歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値の第2差分と、前記第3歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との第3差分と、前記第4歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値の第4差分と、を加算した合計出力に基づいて、前記内輪部に垂直な法線軸回りのトルクを算出する、トルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサにおいて、
前記複数の抵抗素子のそれぞれは、前記半導体基板に導電型不純物を導入することにより形成された拡散抵抗素子である、トルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサにおいて、
前記複数の抵抗素子は、
第3抵抗素子と、
第4抵抗素子と、
を含み、
前記第3抵抗素子と前記第4抵抗素子とのなす第2角度は、直角であり、
前記第3仮想線は、前記第2角度を二等分する方向に延在する、トルクセンサ。 - 請求項5に記載のトルクセンサにおいて、
前記トルクセンサは、前記複数の歪センサからの出力に基づいて、前記半導体基板の主面に対する法線軸回りのトルクを算出する算出部を有し、
前記算出部は、
前記第1歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との差分と前記第1歪センサにおける前記第3抵抗素子の抵抗値と前記第4抵抗素子の抵抗値との差分とを加算した第1合計と、
前記第2歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との差分と前記第2歪センサにおける前記第3抵抗素子の抵抗値と前記第4抵抗素子の抵抗値との差分とを加算した第2合計と、
前記第3歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との差分と前記第3歪センサにおける前記第3抵抗素子の抵抗値と前記第4抵抗素子の抵抗値との差分とを加算した第3合計と、
前記第4歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との差分と前記第4歪センサにおける前記第3抵抗素子の抵抗値と前記第4抵抗素子の抵抗値との差分とを加算した第4合計と、
を加算した合計出力に基づいて、前記内輪部に垂直な法線軸回りのトルクを算出する、トルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサにおいて、
前記外輪部には、ネジ穴が形成されている、トルクセンサ。 - 請求項7に記載のトルクセンサにおいて、
前記外輪部は、前記ネジ穴にネジを螺合することにより、前記外輪部と一体的に回転可能な部材と締結可能に構成されている、トルクセンサ。 - 請求項8に記載のトルクセンサにおいて、
前記部材は、リンクである、トルクセンサ。 - 請求項1に記載のトルクセンサにおいて、
前記トルクセンサは、ロボット関節構造を構成する部品である、トルクセンサ。 - 請求項1に記載されたトルクセンサと、
前記トルクセンサの前記内輪部と接続された駆動部と、
を有する、ロボット関節構造であって、
前記駆動部と前記外輪部の間には、ベアリング部材が介在しない、ロボット関節構造。 - 内輪部と、
外輪部と、
前記内輪部と前記外輪部とを接続する複数の接続部と、
歪を抵抗値の変化として捉える複数の歪センサと、
を備え、
前記複数の接続部は、
前記内輪部の内輪中心を通る第1仮想線上にそれぞれ配置され、かつ、前記内輪中心に対して互いに反対側に配置された第1接続部および第4接続部と、
前記内輪部の前記内輪中心を通る第2A仮想線であって前記第1仮想線と内輪中心で交差する前記第2A仮想線上にそれぞれ配置され、かつ、前記内輪中心に対して互いに反対側に配置された第2接続部および第5接続部と、
前記内輪部の前記内輪中心を通る第2B仮想線であって前記第1仮想線と内輪中心で交差する前記第2B仮想線上にそれぞれ配置され、かつ、前記内輪中心に対して互いに反対側に配置された第3接続部および第6接続部と、
を有し、
前記複数の歪センサは、
前記第1接続部上に配置された第1歪センサと、
前記第2接続部上に配置された第2歪センサと、
前記第3接続部上に配置された第3歪センサと、
前記第4接続部上に配置された第4歪センサと、
前記第5接続部上に配置された第5歪センサと、
前記第6接続部上に配置された第6歪センサと、
を有し、
前記複数の歪センサのそれぞれは、
平面視において第3仮想線と重なる半導体基板と、
前記半導体基板に形成された複数の抵抗素子と、
を有し、
前記複数の抵抗素子は、
第1抵抗素子と、
第2抵抗素子と、
を含み、
前記第1抵抗素子と前記第2抵抗素子とのなす第1角度は、直角であり、
前記第3仮想線は、前記第1角度を二等分する方向に延在し、
前記複数の歪センサのうちの前記第1歪センサは、前記第3仮想線が前記第1仮想線と一致するように前記第1接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第2歪センサは、前記第3仮想線が前記第2A仮想線と一致するように前記第2接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第3歪センサは、前記第3仮想線が前記第2B仮想線と一致するように前記第2接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第4歪センサは、前記第3仮想線が前記第1仮想線と一致し、かつ、前記内輪中心に対して前記第4歪センサの前記第1抵抗素子が前記第1歪センサの前記第1抵抗素子と点対称になり、かつ、前記内輪中心に対して前記第4歪センサの前記第2抵抗素子が前記第1歪センサの前記第2抵抗素子と点対称となるように前記第4接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第5歪センサは、前記第3仮想線が前記第2A仮想線と一致し、かつ、前記内輪中心に対して前記第5歪センサの前記第1抵抗素子が前記第2歪センサの前記第1抵抗素子と点対称になり、かつ、前記内輪中心に対して前記第5歪センサの前記第2抵抗素子が前記第2歪センサの前記第2抵抗素子と点対称となるように前記第5接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第6歪センサは、前記第3仮想線が前記第2B仮想線と一致し、かつ、前記内輪中心に対して前記第6歪センサの前記第1抵抗素子が前記第3歪センサの前記第1抵抗素子と点対称になり、かつ、前記内輪中心に対して前記第6歪センサの前記第2抵抗素子が前記第3歪センサの前記第2抵抗素子と点対称となるように前記第6接続部上に配置され、
前記半導体基板は、
第1辺と、
前記第1辺と直交する第2辺と、
を有し、
前記第1抵抗素子は、前記第1辺と並行して配置され、
前記第2抵抗素子は、前記第2辺と並行して配置されている、トルクセンサ。 - 請求項12に記載のトルクセンサにおいて、
前記内輪中心を通る仮想線であって前記第1仮想線と直交する前記仮想線を第2仮想線と定義すると、前記第2仮想線は、前記第2A仮想線と前記第2B仮想線との二等分線である、トルクセンサ。 - 請求項12に記載のトルクセンサにおいて、
前記トルクセンサは、前記複数の歪センサからの出力に基づいて、前記内輪中心を通り、かつ、前記内輪部に垂直な法線軸回りのトルクを算出する算出部を有する、トルクセンサ。 - 請求項14に記載のトルクセンサにおいて、
前記算出部は、
前記第1歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との第1差分と、前記第2歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値の第2差分と、前記第3歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との第3差分と、前記第4歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値の第4差分と、前記第5歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との第5差分と、前記第6歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値の第6差分と、を加算した合計出力に基づいて、前記内輪部に垂直な法線軸回りのトルクを算出する、トルクセンサ。 - 請求項1または12に記載のトルクセンサにおいて、
前記複数の歪センサのそれぞれは、歪を抵抗値の変化として捉え、前記抵抗値の変化を前記複数の歪センサのそれぞれの内部で電圧値に変換して出力するように構成されている、トルクセンサ。 - 内輪部と、
外輪部と、
前記内輪部と前記外輪部とを接続する複数の接続部と、
歪を抵抗値の変化として捉える複数の歪センサと、
を備え、
前記複数の接続部は、
前記内輪部の内輪中心を通る第1仮想線上にそれぞれ配置され、かつ、前記内輪中心に対して互いに反対側に配置された第1接続部および第3接続部と、
前記内輪部の前記内輪中心を通る第2仮想線であって前記第1仮想線と直交する前記第2仮想線上にそれぞれ配置され、かつ、前記内輪中心に対して互いに反対側に配置された第2接続部および第4接続部と、
を有し、
前記複数の歪センサは、
前記第1接続部上に配置された第1歪センサと、
前記第2接続部上に配置された第2歪センサと、
前記第3接続部上に配置された第3歪センサと、
前記第4接続部上に配置された第4歪センサと、
を有し、
前記複数の歪センサのそれぞれは、
平面視において第3仮想線と重なる半導体基板と、
前記半導体基板に形成された複数の抵抗素子と、
を有し、
前記複数の抵抗素子は、
第1抵抗素子と、
第2抵抗素子と、
を含み、
前記第1抵抗素子と前記第2抵抗素子とのなす第1角度は、直角であり、
前記第3仮想線は、前記第1角度を二等分する方向に延在し、
前記複数の歪センサのうちの前記第1歪センサは、前記第3仮想線が前記第1仮想線と一致するように前記第1接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第2歪センサは、前記第3仮想線が前記第2仮想線と一致するように前記第2接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第3歪センサは、前記第3仮想線が前記第1仮想線と一致し、かつ、前記内輪中心に対して前記第3歪センサの前記第1抵抗素子が前記第1歪センサの前記第1抵抗素子と点対称になり、かつ、前記内輪中心に対して前記第3歪センサの前記第2抵抗素子が前記第1歪センサの前記第2抵抗素子と点対称となるように前記第3接続部上に配置され、
前記複数の歪センサのうちの前記第4歪センサは、前記第3仮想線が前記第2仮想線と一致し、かつ、前記内輪中心に対して前記第4歪センサの前記第1抵抗素子が前記第2歪センサの前記第1抵抗素子と点対称になり、かつ、前記内輪中心に対して前記第4歪センサの前記第2抵抗素子が前記第2歪センサの前記第2抵抗素子と点対称となるように前記第4接続部上に配置され、
前記複数の抵抗素子は、
第3抵抗素子と、
第4抵抗素子と、
を含み、
前記第3抵抗素子と前記第4抵抗素子とのなす第2角度は、直角であり、
前記第3仮想線は、前記第2角度を二等分する方向に延在し、
前記トルクセンサは、前記複数の歪センサからの出力に基づいて、前記半導体基板の主面に対する法線軸回りのトルクを算出する算出部を有し、
前記算出部は、
前記第1歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との差分と前記第1歪センサにおける前記第3抵抗素子の抵抗値と前記第4抵抗素子の抵抗値との差分とを加算した第1合計と、
前記第2歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との差分と前記第2歪センサにおける前記第3抵抗素子の抵抗値と前記第4抵抗素子の抵抗値との差分とを加算した第2合計と、
前記第3歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との差分と前記第3歪センサにおける前記第3抵抗素子の抵抗値と前記第4抵抗素子の抵抗値との差分とを加算した第3合計と、
前記第4歪センサにおける前記第1抵抗素子の抵抗値と前記第2抵抗素子の抵抗値との差分と前記第4歪センサにおける前記第3抵抗素子の抵抗値と前記第4抵抗素子の抵抗値との差分とを加算した第4合計と、
を加算した合計出力に基づいて、前記内輪部に垂直な法線軸回りのトルクを算出する、トルクセンサ。
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