KR100235683B1

KR100235683B1 - A sensor for force and moment

Info

Publication number: KR100235683B1
Application number: KR1019970039073A
Authority: KR
Inventors: 최명환
Original assignee: 최명환
Priority date: 1997-08-12
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 2000-04-01
Also published as: KR19990016504A

Abstract

본 발명은 X, Y, Z축으로 구성된 공간좌표계상에서 상기 3축 방향의 힘 성분과 상기 3축을 중심으로 회전하는 모멘트의 성분을 각각 검출하기 위한 힘/모멘트 센서에 관한 것으로서, 내부를 길이방향으로 관통하는 중공(2a)이 형성된 원통형의 이동부(2); 상기 이동부(2)의 내벽과 소정 간격을 유지하도록 상기 중공내에 위치하되, 외부 가동지지체에 고정되는 원통형의 고정부(1); 상기 고정부(1)의 길이방향 중심축으로부터 외측 방향으로 소정 거리에 벗어난 위치에 형성된 공간부에 내장되되, 상기 고정부(1)의 내벽과 소정 간격을 유지하도록 위치하는 직육면체 형태의 보조 이동부(6); 상기 고정부(1)의 상부 및 하부 외주면을 따라 상호 등간격으로 4개씩 구비되고, 상기 보조 이동부(6)의 상하면 및 좌우측면에 각각 하나씩 구비되는 접촉스위치(S1~S12); 및 상기 이동부(2), 상기 고정부(1) 및 상기 보조 이동부(6)의 동일높이, 동일축상에 각각 형성된 관통구멍을 통해 상기 각 구성요소를 상호 축연결하는 관통축(7); 을 포함하여 구성되되, 상기 보조 이동부(6)는 상기 이동부(2)의 움직임에 연동하여 움직이고, 상기 고정부(1)는 관통구멍(1a)의 직경 범위내에서 약간의 유동이 가능하도록 되어 있음으로써, 보다 간단한 구조를 채택하여 적은 비용으로도 외부에서 작용하는 힘 및 모멘트를 검출해 낼 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention relates to a force / moment sensor for detecting the components of the force in the three-axis direction and the component of the moment rotating about the three axes on a spatial coordinate system composed of X, Y, and Z axes, the inside of the longitudinal direction A cylindrical moving part 2 having a through hole 2a formed therein; A cylindrical fixing part (1) positioned in the hollow so as to maintain a predetermined distance from the inner wall of the moving part (2) and fixed to an external movable supporter; An auxiliary moving part in the form of a rectangular parallelepiped, which is embedded in a space part formed at a position away from the longitudinal central axis of the fixing part 1 by a predetermined distance, and is positioned to maintain a predetermined distance from an inner wall of the fixing part 1. (6); Four contact switches provided at equal intervals along the upper and lower outer circumferential surfaces of the fixing part 1 and provided on the upper and lower sides and the left and right sides of the auxiliary moving part 6, respectively; And a through shaft (7) for axially connecting each of the components through through holes formed on the same height and on the same axis of the moving part (2), the fixing part (1) and the auxiliary moving part (6), respectively. It is configured to include, the auxiliary moving part (6) moves in conjunction with the movement of the moving part (2), the fixing part (1) to allow some flow within the diameter range of the through hole (1a) By adopting a simpler structure, it is a very useful invention that can detect external forces and moments at a low cost.

Description

Force / moment sensor

본 발명은 X, Y, Z축으로 구성된 공간좌표계상에서 상기 3축 방향의 힘 성분과 상기 3축을 중심으로 회전하는 모멘트의 성분을 각각 검출하기 위한 힘/모멘트 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최초 상태에서 상호 일정 간격을 유지하고 있는 이동수단과 고정수단간에 외력이 작용할 경우 상대적인 위치변화가 생기는 것을 이용하여, 별도의 감지수단에 의한 상대적인 위치변화를 감지함으로써 역으로 외부로부터 작용하는 힘 및 모멘트를 검출할 수 있도록 한 힘/모멘트 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a force / moment sensor for detecting a force component in the three-axis direction and a component of a moment rotating about the three axes on a spatial coordinate system composed of X, Y, and Z axes. In the state, when the external force acts between the moving means and the fixing means that maintain a certain distance from each other, the relative position change is generated. By detecting the relative position change by a separate sensing means, the force and moment acting from the outside are reversed. It relates to a force / moment sensor that can be detected.

힘/모멘트 센서의 사용분야 중의 하나는 로봇의 교시(teach) 작업으로서, 종래에는 로봇을 교시하기 위하여 교시상자(teach pendant)를 이용하는 방법이 많이 사용되었었다. 이 방법은 사용자가 교시상자에 위치한 6방향(X방향 병진, X방향 회전, Y방향 병진, Y방향 회전, Z방향 병진, Z방향 회전)운동 명령스위치를 눌러서 원하는 방향의 로봇운동을 발생시키는 방법이었다. 그러나, 상기 교시상자를 사용하는 방법은 간단하고 경제적이었지만, 사용자가 X-Y-Z의 3방향을 공간상에서 인식하기가 어려웠기 때문에, 원하는 방향으로의 로봇운동을 정확히 발생시키는데 어려움이 있다는 문제점이 있었다.One of the fields of use of the force / moment sensor is teaching work of a robot, and in the past, a method of using a teach pendant has been used to teach a robot. This method is to generate the robot motion in the desired direction by pressing the command switch in 6 directions (translation in X direction, rotation in X direction, translation in Y direction, rotation in Y direction, translation in Z direction, rotation in Z direction) located on the teaching box. It was. However, the method of using the teaching box was simple and economical, but it was difficult for the user to recognize three directions of X-Y-Z in space, and thus there was a problem in that the robot motion in the desired direction was accurately generated.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 로봇의 몸체에 힘/모멘트 센서를 부착한 후 사람이 직접 힘 및 모멘트 센서를 손으로 밀거나 당겨서 로봇을 이동시킴으로써, 원하는 방향으로의 로봇운동을 정확히 발생시키는 방법이 사용되고 있다. 이때, 힘/모멘트는 통상 X, Y, Z 축으로 불리우는 서로 직각인 좌표축으로 구성된 공간좌표계를 기준으로 표현된다.In order to solve this problem, after attaching the force / moment sensor to the body of the robot and moving the robot by pushing or pulling the force and moment sensor by hand, a method of accurately generating the robot motion in the desired direction is used. have. In this case, the force / moment is expressed based on a spatial coordinate system composed of coordinate axes perpendicular to each other, commonly called X, Y, and Z axes.

상기 방법에 사용되는 힘/모멘트 센서에는 다양한 종류의 것이 있으나, 대부분의 경우 외부로부터 가해진 힘과 모멘트에 의해서 발생하는 센서의 변형을 스트레인 게이지(strain gauge)등을 이용하여 검출함으로써 가해진 힘과 모멘트의 값을 계산하는 방법을 사용하고 있다. 그러나, 상기 스트레인에 기초한 센서는 여러가지 문제점이 있어서 이를 해결하기 위한 다양한 방법이 고안되었는 바, 이러한 예로는 미국 특허 제5,490,427호 "Six Axis Force Sensor Employng Multiple Shear Strain Gages"와 한국 특허공고 제 96-6311호 "힘/모멘트 센서"가 있다.Although there are various types of force / moment sensors used in the above method, in most cases, the deformation of the sensor caused by external force and moment is detected by using a strain gauge or the like. I'm using a method to calculate a value. However, the strain-based sensor has various problems, and various methods have been devised to solve the problem. Examples of the strain-based sensor include US Patent No. 5,490,427, "Six Axis Force Sensor Employng Multiple Shear Strain Gages," and Korean Patent Publication No. 96-6311. There is an arc "force / moment sensor".

상기 미국 특허 제 5,490,247호는 그 길이방향의 축이 상호 직각인 팔(arm)을 적어도 두개 이상 갖고 있는 "L"자형 또는 "T"자형 다리(leg)위에 장착된 쉬어(shear) 스트레인 게이지만을 이용해서 스트레인을 측정하는 것을 주요 내용으로 한다. 상기 다리에는 서로 직각인 방향으로 작용하는 힘을 측정할 수 있도록, 서로 직각인 상기 팔에 적어도 두개의 쉬어 스트레인 게이지를 장착하고 있다. 상기 "L"자형 또는 "T"자형 다리(leg) 3개 또는 그 이상이, 일반적으로 중공이 형성된 원통형 몸체에 구현됨으로써 힘센서를 형성하게 된다. 상기와 같은 구조로 된 팔로부터 출력되는 쉬어 스트레인 게이지 출력이 디지탈 신호 처리부에 전송되면, 이를 원통형 몸체에 가해진 힘/모멘트의 크기 및 방향을 결정하게 되는 것이다. 또한, 상기 쉬어 스트레인 게이지는 이를 장착할 수 있도록 별도로 형성된 공간부내에 장착됨으로써, 쉬어 스트레인(전단변형)에 보다 민감하게 반응할 수 있도록 되어 있다.The U.S. Patent No. 5,490,247 uses only shear strain gauges mounted on an "L" or "T" shaped leg having at least two arms perpendicular to each other in the longitudinal axis thereof. The main focus is on measuring strain. The legs are equipped with at least two shear strain gauges on the arms perpendicular to each other so as to measure forces acting in directions perpendicular to each other. Three or more of the "L" -shaped or "T" -shaped legs are generally embodied in a hollow cylindrical body to form a force sensor. When the shear strain gage output from the arm having the structure described above is transmitted to the digital signal processor, it determines the magnitude and direction of the force / moment applied to the cylindrical body. In addition, the shear strain gauge is mounted in a space formed separately so as to mount it, so that the shear strain gauge can be more sensitive to shear strain (shear deformation).

또한, 상기 한국 특허공고 제96-6311호에 제안된 힘/모멘트 센서는, 로봇 팔에 접속되는 원형의 상부 플레이트와 작업공구를 부착하는 원형의 하부 플레이트 및 상기 양 플레이트를 상호 연결하는 다수의 브릿지 요소를 포함하여 구성되되, 상기 브릿지 요소를 평면판으로 하고, 상기 브릿지 요소의 센서 중심축에 연한 외측면과 상기 중심축에 대해 경사진 외측면에, 상기 중심구멍의 곡률과 동일한 곡률을 갖는 면을 설치함으로써, 상기 중심구멍의 구성벽면과 오목형상 원호면에 장착된 왜곡게이지의 온도에 의한 저항변화가 동일해져서 온도에 의한 보상정도를 향상시킬 수 있도록 된 것이다.In addition, the force / moment sensor proposed in the Korean Patent Publication No. 96-6311, a circular upper plate connected to the robot arm and a circular lower plate for attaching the work tool and a plurality of bridges interconnecting both plates An element having a curvature equal to the curvature of the central hole, the element being a flat plate and having an outer surface that is soft to the sensor central axis of the bridge element and an outer surface that is inclined with respect to the central axis. By providing a, the resistance change due to the temperature of the distortion gauge mounted on the constitution wall surface of the center hole and the concave circular arc surface becomes equal, so that the degree of compensation due to temperature can be improved.

그러나, 상기와 같이 구성된 외력에 의한 센서의 변형에 근거한 종래의 힘/모멘트 센서는, 외부로부터 상기 센서에 작용하는 힘/모멘트를 연속적인 값으로 매우 정확하게 검출할 수는 있으나, 비교적 높은 가격 때문에 산업체에서의 보편적인 사용이 어렵다는 문제점이 있었다.However, the conventional force / moment sensor based on the deformation of the sensor by the external force configured as described above can detect the force / moment acting on the sensor from the outside with a continuous value very accurately, but due to the relatively high price, There was a problem that it is difficult to use universally.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 보다 적은 비용으로도 외부에서 가해지는 6방향의 힘 및 모멘트를 검출해낼 수 있는 힘/모멘트 센서를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이며,Accordingly, the present invention was made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a force / moment sensor capable of detecting force and moment in six directions applied from the outside at a lower cost. ,

본 발명의 다른 목적은, 외부에서 가해지는 힘의 방향을 보다 높은 정밀도를 가지고 정확하게 검출해낼 수 있는 힘/모멘트 센서를 제공하는데 있는 것이며,Another object of the present invention is to provide a force / moment sensor that can accurately detect the direction of the force applied from the outside with higher precision,

본 발명의 또 다른 목적은, 최소한의 감지센서만으로도 6방향의 힘 및 모멘트를 모두 검출해낼 수 있는 힘/모멘트 센서를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a force / moment sensor capable of detecting both force and moment in six directions with a minimum amount of sensor.

제1도는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 일실시예를 도시한 사시도이고,1 is a perspective view showing an embodiment of the force / moment sensor according to the present invention,

제2도는 제1도의 A-A선 단면도이고,2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

제3도는 제1도의 B-B선 단면도이고,3 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

제4도는 제1도의 C-C선 단면도이고,4 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.

제5도 및 제6도는 제1도의 실시예에 각각 X축 방향으로 힘 Fx가 작용하거나, Y축 방향으로 힘 Fy가 작용했을 경우, 작용된 힘의 검출원리를 각각 도시한 것으로서,5 and 6 illustrate the principle of detecting the applied force when the force Fx acts in the X-axis direction or the force Fy acts in the Y-axis direction, respectively, according to the embodiment of FIG.

a도는 외부로부터 힘이 가해지기 전의 초기상태를 도시한 것이고,a shows the initial state before the force is applied from the outside,

b도는 힘 Fx 또는 힘 Fy가 이동부의 중앙부에 가해진 경우,b is the force Fx or the force Fy applied to the center of the moving part,

c도 및 d도는 힘 Fx 또는 힘 Fy가 이동부의 상부 또는 하부에만 선택적으로 가해진 경우를 각각 도시한 것이며,c and d show the case where the force Fx or the force Fy is selectively applied only to the upper part or the lower part of the moving part, respectively.

제7도는 제1도의 실시예에 Z축 방향으로 힘 Fz가 작용했을 경우, 작용된 힘의 검출원리를 도시한 것으로서,FIG. 7 illustrates the principle of detecting the applied force when the force Fz acts in the Z-axis direction in the embodiment of FIG.

a도는 외부로부터 상기 이동부(2)에 힘이 가해지기 전의 초기상태를 도시한 것이고,a shows the initial state before the force is applied to the moving part 2 from the outside,

b도는 힘 Fz가 이동부의 좌우 양측에 가해진 경우,b degree when the force Fz is applied to both the left and right sides of the moving part,

c, d도는 힘 Fz가 이동부의 우측 또는 좌측에만 선택적으로 가해진 경우를 각각 도시한 것이며,c and d show the cases where the force Fz is selectively applied only to the right or left side of the moving part,

제8도는 제1도의 실시예에 X축을 중심으로 회전하는 모멘트 Mx가 작용했을 경우 작용된 모멘트의 검출원리를 각각 도시한 것으로서,FIG. 8 illustrates the principle of detection of the moment applied when the moment Mx rotating about the X axis is applied to the embodiment of FIG.

a는 외부로부터 모멘트가 가해지지 않은 초기상태를 도시한 것이고,a shows the initial state without a moment applied from the outside,

b는 힘 Fy가 이동부의 상하에서 동시에 가해짐에 따라 모멘트가 작용한 경우,b is the moment when the force Fy is applied simultaneously on the upper and lower sides of the moving part,

c도 및 d도는 힘 Fy가 이동부의 상부 또는 하부에만 선택적으로 가해짐에 따라 모멘트가 작용한 경우를 각각 도시한 것이며,c and d show the moments acting as the force Fy is selectively applied only to the upper or lower part of the moving part,

제9도는 제1도의 실시예에 Y축을 중심으로 회전하는 모멘트 My가 작용했을 경우, 작용된 모멘트의 검출원리를 각각 도시한 것으로서,FIG. 9 illustrates the principle of detection of the applied moment when the moment My rotating about the Y axis is applied to the embodiment of FIG.

a도는 외부로부터 모멘트가 가해지지 않은 초기상태를 도시한 것이고,a shows the initial state with no moment applied from the outside,

b도는 힘 Fx가 이동부의 상하에서 동시에 가해짐에 따라 모멘트가 작용한 경우,b is the moment when the moment acts as the force Fx is applied simultaneously on the upper and lower sides of the moving part,

c도 및 d도는 힘 Fx가 이동부의 상부 또는 하부에만 선택적으로 가해짐에 따라 모멘트가 작용한 경우를 각각 도시한 것이며,c and d show the cases where the moment acts as the force Fx is selectively applied only to the upper or lower part of the moving part,

제10도는 제1도의 실시예에 Z축을 중심으로 회전하는 모멘트 Mz가 작용했을 경우, 작용된 모멘트의 검출원리를 도시한 것으로서,FIG. 10 illustrates the principle of detection of the applied moment when the moment Mz rotating about the Z axis is applied to the embodiment of FIG.

a,b도는 외부로부터 모멘트가 가해지지 않은 초기상태를 도시한 것이고,a and b show the initial state without a moment applied from the outside,

c,d도는 외부로부터 모멘트가 작용한 경우의 스위치의 작동여부를 도시한 것이고,c and d show the operation of the switch when the moment is applied from the outside,

제11도 및 제12도는 배치된 센서와 갯수에 따른 검출된 힘의 방향에 대한 정밀도를 분석한 것이고,11 and 12 are analyzes of the accuracy of the direction of the detected force according to the number of sensors and the number of sensors arranged,

제13도 및 제14도는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 감지수단이 보조 이동부의 외면에만 구비된 경우이고,13 and 14 show another embodiment of the force / moment sensor according to the present invention, in which the sensing means is provided only on the outer surface of the auxiliary moving part,

제15도는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 감지수단이 고정부의 외면에만 구비된 경우이며,FIG. 15 illustrates another embodiment of the force / moment sensor according to the present invention, in which the sensing means is provided only on the outer surface of the fixing part.

a도는 측단면도.a is a side cross-sectional view.

b도는 15a도의 D-D선 단면도이고,b is a sectional view taken along the line D-D of 15a,

제16도는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서,16 shows another embodiment of the force / moment sensor according to the present invention,

a는 측단면도.a is a side cross-sectional view.

b도는 16a도의 E-E선 단면도이다.Fig. b is a cross-sectional view taken along the line E-E of Fig. 16a.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 고정부 1a : 관통구멍1: fixing part 1a: through hole

2 : 이동부 2a : 중공2: moving part 2a: hollow

3 : 상부 이동부 4 : 하부 이동부3: upper moving part 4: lower moving part

6 : 보조 이동부 7 : 관통축6: auxiliary moving part 7: through shaft

8 : 상부 고정부 9 : 하부 고정부8: upper fixing part 9: lower fixing part

S, S1, S2, S3, … : 접촉 스위치S, S1, S2, S3,... Contact switch

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서는, 내부를 길이방향으로 관통하는 중공이 형성된 이동수단; 상기 이동수단의 내벽과 소정 간격을 유지하도록 상기 중공내에 위치하되, 외부 가동지지체에 고정되는 고정수단; 상기 고정수단에 다수 구비되어 상기 이동수단과의 상대적 위치변화를 감지하는 감지수단; 상기 고정수단의 길이방향 중심축으로부터 소정 거리에 형성된 공간부상에, 상기 고정수단의 내벽과 소정 간격을 유지하도록 위치하는 보조 이동수단; 및 상기 보조 이동수단의 외면에 다수 구비되어 상기 고정수단과의 상대적 위치 변화를 감지하는 보조 감지수단; 을 포함하여 구성되되, 상기 이동수단은 상기 소정 간격의 범위내에서 상기 고정수단의 주위를 움직일 수 있도록 상기 고정수단에 걸림지지되고, 상기 보조 이동수단은 상기 공간부 사이에 형성된 상기 소정 간격의 범위내에서, 상기 이동수단의 움직임에 연동되어 움직이는 것에 특징이 있는 것이며,Force / moment sensor according to the present invention for achieving the above object, the moving means is formed through the hollow in the longitudinal direction; Fixing means positioned in the hollow so as to maintain a predetermined distance from the inner wall of the moving means and fixed to an external movable support; A plurality of sensing means provided in the fixing means for detecting a change in relative position with the moving means; Auxiliary moving means positioned on a space portion formed at a predetermined distance from a longitudinal central axis of the fixing means to maintain a predetermined distance from an inner wall of the fixing means; And auxiliary sensing means provided on the outer surface of the auxiliary moving means to sense a change in relative position with the fixing means. It is configured to include, wherein the moving means is supported on the holding means so as to move around the fixing means within the range of the predetermined interval, the auxiliary moving means is the range of the predetermined interval formed between the space portion It is characterized in that the movement in conjunction with the movement of the means,

본 발명에 따른 힘/모멘트 센서는, 상기 다수의 감지수단은 4의 배수의 갯수로 상호 등간격으로 배치되는 것에 다른 특징이 있는 것이며,The force / moment sensor according to the present invention is characterized in that the plurality of sensing means are arranged at equal intervals to each other in the number of multiples of four,

본 발명에 따른 힘/모멘트 센서는, 상기 고정수단은 내부에 직육면체의 중공부가 형성되어 있되, 상호 분리결합이 가능한 두 부분으로 구분형성되어 있고, 상기 중공부에 내장되는 직육면체 형태의 보조 이동수단; 을 더 포함하여 구성되되, 상기 다수의 감지수단은 상기 고정수단의 각 대면에 배치된 감지수단들이 상호 대칭되도록 각 면상에 두개씩 배치되고, 임의의 한 면상의 두 감지수단은 상기 임의의 면을 형성하는 임의의 대변(상호 마주보는 변)의 중심을 이은 가상선상에서 대변에 인접하도록 배치되되, 상기 각각의 대면에 배치된 감지수단을 포함하는 가상의 면들이 상호 직교하는 것에 또 다른 특징이 있는 것이다.Force / moment sensor according to the present invention, the fixing means is formed inside the hollow portion of the rectangular parallelepiped, it is divided into two parts that can be separated from each other, the rectangular parallelepiped auxiliary movement means embedded in the hollow portion; It is configured to further include, wherein the plurality of sensing means are disposed on each side so that the sensing means arranged on each of the surfaces of the fixing means are symmetrical with each other, the two sensing means on any one surface forms the arbitrary surface It is another feature that the virtual planes are arranged to be adjacent to the stool on an imaginary line following the center of an arbitrary stool (mutually opposite sides), and the imaginary planes including the sensing means disposed on each of the opposite sides are perpendicular to each other. .

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서에서는, 상기 고정수단을 외부 가동지지체에 고정시킨 후, 상기 이동수단을 손으로 직접 밀고 당기거나, 상기 이동수단의 외측면에 손잡이를 부착한 후 이 손잡이를 이용하고 밀고 당기게 되면, 작용한 힘의 방향에 따라 상기 이동수단에 힘 또는 모멘트가 전달되게 되며, 전달된 힘/모멘트의 방향 및 위치에 따라 상기 이동수단 및 상기 보조 이동수단이 상기 소정간격의 범위내에서 일정 방향으로 움직이게 되는데, 이 과정에서 상기 감지수단 및 상기 보조 감지수단이, 상기 이동수단 및 상기 보조 이동수단의 상기 고정수단에 대한 상대적 위치변화를 감지하게 된다.In the force / moment sensor according to the present invention configured as described above, after the fixing means is fixed to the external movable support, the moving means is pushed and pulled by hand, or the handle is attached to the outer surface of the moving means. When the handle is pushed and pulled, a force or a moment is transmitted to the moving means according to the direction of the applied force, and the moving means and the auxiliary moving means are separated by the predetermined interval according to the direction and position of the transmitted force / moment. The sensing means and the auxiliary detecting means detects a change in relative position of the moving means and the fixing means of the auxiliary moving means in the process.

상기 감지수단 및 상기 보조 감지수단은, 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서내에 상호 직교하는 가상의 X-Y-Z 좌표계를 형성할 수 있도록 배치되었기 때문에, 외부에서 센서에 가해진 힘/모멘트가 X방향에 대한 힘/모멘트 성분과, Y방향에 대한 힘/모멘트 성분 그리고 Z방향에 대한 힘/모멘트 성분으로 분해된 다음 각각의 성분방향에 위치한 상기 감지수단 및 상기 보조 감지수단을 동작시키게 되는 것이다.Since the sensing means and the auxiliary sensing means are arranged to form a virtual XYZ coordinate system that is orthogonal to each other in the force / moment sensor according to the present invention, the force / moment applied to the sensor from the outside is the force / The sensing means and the auxiliary sensing means located in each component direction are decomposed into a moment component, a force / moment component in the Y direction and a force / moment component in the Z direction.

따라서, 상대적 위치변화가 감지된 상기 감지수단 및 상기 보조 감지수단의 위치를 조합하여 분석하면, 가해진 힘/모멘트를 역으로 계산해 낼 수 있게 되는 것이다. 다만, 상기 감지수단 및 상기 보조 감지수단의 배치간격에 따라 불연속적인 값으로 검출된다.Therefore, by combining and analyzing the positions of the sensing means and the auxiliary sensing means for which the relative position change is detected, it is possible to calculate the applied force / moment inversely. However, it is detected as a discontinuous value according to the arrangement interval of the sensing means and the auxiliary sensing means.

이때, 상기 감지수단이 상기 고정수단의 측면 상하부 외주면을 따라 4의 배수개의 갯수로 상호 등간격으로 다수개 배치되어 있기 때문에, 작용하는 힘의 방향을 보다 세분하여 검출할 수 있다.In this case, since the plurality of sensing means are arranged at equal intervals with the number of multiples of four along the upper and lower outer peripheral surfaces of the fixing means, the direction of the acting force can be detected more finely.

상기에서는 감지수단 및 보조 감지수단을 상기 고정부 및 상기 보조 이동수단의 외면에 구비한 경우에 대하여 설명하였으나, 상기 감지수단은 단순히 상기 이동수단 및 상기 보조 이동수단의 상기 고정수단에 대한 상대적 위치변화를 감지하기 위한 것이므로, 상기 감지수단을 상기 이동수단의 내측면에 구비하고, 상기 보조 감지수단을 상기 고정수단의 내측면에 구비하는 등, 그 장착위치를 어디로 정하느냐 하는 것은, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형이 가능하다.In the above, the case where the sensing means and the auxiliary sensing means are provided on the outer surfaces of the fixing part and the auxiliary moving means has been described, but the sensing means is simply changed relative position of the moving means and the auxiliary moving means with respect to the fixing means. Since the sensing means is provided on the inner side of the moving means, and the auxiliary sensing means is provided on the inner side of the fixing means, where to determine the mounting position is included. Various modifications are possible by one of ordinary skill in the art.

이하, 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 바람직한 실시예의 구성 및 동작에 대해, 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the force / moment sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 일실시예를 도시한 사시도이고, 제2도는 제1도의 A-A선 단면도이고, 제3도는 제1도의 B-B선 단면도이고, 제4도는 제1도의 C-C선 단면도로서, 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서는 상기 도면에 도시된 바와 같이, 내부를 길이방향으로 관통하는 중공(2a)이 형성된 원통형의 이동부(2); 상기 이동부(2)의 내벽과 소정 간격을 유지하도록 상기 중공내에 위치하되, 외부 가동지지체에 고정되는 원통형의 고정부(1); 상기 고정부(1)의 길이방향 중심축으로부터 외측 방향으로 소정 거리에 벗어난 위치에 형성된 공간부에 내장되되, 상기 고정부(1)의 내벽과 소정 간격을 유지하도록 위치하는 직육면체 형태의 보조이동부(6); 상기 고정부(1)의 상부 및 하부 외주면을 따라 상호 등간격으로 4개씩 구비되고, 상기 보조 이동부(6)의 상하면 및 좌우측면에 각각 하나씩 구비되는 접촉스위치(S1~S12); 및 상기 이동부(2), 상기 고정부(1) 및 상기 보조 이동부(6)의 동일높이, 동일축상에 각각 형성된 관통구멍을 통해 상기 각 구성요소를 상호 축연결하는 관통축(7);을 포함하여 구성되어 있되,1 is a perspective view showing an embodiment of the force / moment sensor according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line BB of Figure 1, Figure 4 is a CC of Figure 1 As a cross-sectional view, the force / moment sensor according to the present invention includes a cylindrical moving part 2 having a hollow 2a penetrating therein in a longitudinal direction, as shown in the figure; A cylindrical fixing part (1) positioned in the hollow so as to maintain a predetermined distance from the inner wall of the moving part (2) and fixed to an external movable supporter; A rectangular parallelepiped auxiliary moving part embedded in a space part formed at a position deviated by a predetermined distance outward from the longitudinal central axis of the fixing part 1 and positioned to maintain a predetermined distance from the inner wall of the fixing part 1 ( 6); Four contact switches provided at equal intervals along the upper and lower outer circumferential surfaces of the fixing part 1 and provided on the upper and lower sides and the left and right sides of the auxiliary moving part 6, respectively; And a through shaft (7) for axially connecting each of the components through through holes formed on the same height and on the same axis of the moving part (2), the fixing part (1) and the auxiliary moving part (6), respectively. Consists of including,

상기 보조 이동부(6)는 상기 이동부(2)의 움직임에 연동하여 움직이도록 상기 관통축(7)에 의해 상호 걸림지지되어 있고, 상기 고정부(1)는 상기 관통축(7)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성된 관통구멍(1a)에 의해 상기 이동부(2)에 걸림지지되어 있어서, 상기 관통축(7)이 상기 관통구멍(1a)의 직경 범위내에서 약간의 유동이 가능하도록 되어 있다.The auxiliary moving parts 6 are held together by the through shaft 7 so as to move in conjunction with the movement of the moving part 2, and the fixing part 1 has a diameter of the through shaft 7. It is held by the moving part 2 by the through hole 1a formed to have a larger diameter, so that the through shaft 7 can flow a little within the diameter range of the through hole 1a. have.

상기 고정부(1)의 상하부 외주면에 구비된 상기 접촉스위치(S1~S8)는 상호 등간격으로 4개씩 배치되어 있으므로, 제4도에 도시된 바와 같이 상호 마주보는 접촉스위치들을 연결한 가상의 선은, S1과 S3, S5와 S7을 연결한 가상의 선이 X축을 형성하고, S2와 S4, S6와 S8을 연결한 가상의 선은 Y축을 형성하도록 되어 있다. 또한, 상기 보조 이동부(6)의 상하면 및 좌우면에 배치된 상기 접촉스위치(S9~S12)는, 제2도에 도시된 바와 같이 상하면에 구비된 접촉스위치(S10, S12)를 이은 가상의 선이 Z축을 형성하기 위하여 상기 가상의 X축 및 Y축을 포함하는 평면에 직교하도록 상기 고정부(1)의 길이축 방향으로 배치되어 있어서, 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서내에 상기 접촉스위치(S1~S12)의 위치를 기준으로 하여 상호 직교하는 X, Y, Z축으로 이루어지는 공간좌표계를 형성할 수 있도록 되어 있다. 상기 보조 이동부(6)의 좌우측면에 각각 구비된 접촉스위치(S9, S11)는 상기 접촉스위치(S10, S12)에 의해 형성되는 가상의 Z축을 중심으로 회전하는 모멘트를 검출할 수 있도록 상기 접촉스위치(S10, S12)의 배치방향에 수직인 방향으로 좌우에 배치되어 있다.Since the contact switches S1 to S8 provided on the upper and lower outer circumferential surfaces of the fixing part 1 are arranged at equal intervals, four contact switches are connected to each other, as shown in FIG. 4. The imaginary line connecting S1 and S3, S5 and S7 forms an X axis, and the imaginary line connecting S2 and S4, S6 and S8 forms a Y axis. In addition, the contact switches S9 to S12 disposed on the upper and lower surfaces and the left and right surfaces of the auxiliary moving part 6 are virtually connected to the contact switches S10 and S12 provided on the upper and lower surfaces as shown in FIG. A line is arranged in the longitudinal axis direction of the fixing part 1 so as to be orthogonal to the plane including the virtual X axis and Y axis to form a Z axis, so that the contact switch S1 in the force / moment sensor according to the present invention. Based on the position of ˜S12), it is possible to form a spatial coordinate system composed of X, Y, and Z axes that are orthogonal to each other. Contact switches S9 and S11 respectively provided on the left and right side surfaces of the auxiliary moving part 6 may detect the moment of rotation about an imaginary Z axis formed by the contact switches S10 and S12. It is arrange | positioned to the left and right in the direction perpendicular | vertical to the arrangement | positioning direction of switches S10 and S12.

제13도는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 다른 실시예를 도시한 분해사시도로서, 전체적인 구성요소는 상기 제1도에 도시된 실시예와 유사하게 구성되어 있되, 상기 고정부(1)가 상부 고정부(8) 및 하부 고정부(9)로 분리결합이 자유로운 직육면체의 형태로 되어 있고, 상기 보조 이동부(6)는 상기 상부 고정부(8) 및 하부 고정부(9)에 의해 형성된 공간부내에 내장되어 있되, 상기 접촉스위치들은 상기 보조 이동부(6)의 외측 각 육면에만 배치되어 있다. 상기 접촉스위치들은 각각의 대면에 배치된 접촉스위치들이 서로 대칭되도록 각 면상에 두개씩 구비되되, 임의의 한 면상의 두 감지수단은 서로 마주보는 대변의 중심을 이은 가상선상에서 상기 대변에 보다 인접하도록 배치되고, 상기 각각의 대면에 배치된 감지수단을 포함하는 가상의 면들이 상호 직교하도록 되어 있다.Figure 13 is an exploded perspective view showing another embodiment of the force / moment sensor according to the present invention, the overall component is configured similarly to the embodiment shown in Figure 1, wherein the fixing part 1 is It is in the form of a rectangular parallelepiped freely separated by the fixing part 8 and the lower fixing part 9, the auxiliary moving part 6 is a space formed by the upper fixing part 8 and the lower fixing part 9 It is built in the part, but the contact switches are arranged only on each outer surface of the auxiliary moving part 6. The contact switches are provided two on each side so that the contact switches arranged on each face are symmetrical with each other, and two sensing means on any one face are arranged closer to the stool on an imaginary line following the center of the stool facing each other. The virtual surfaces including the sensing means arranged on the respective facing surfaces are orthogonal to each other.

제14도는 제13도에 도시된 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 접촉스위치들이 상기 보조 이동수단(6)의 모서리에 인접하여 각면에 4개씩 배치된 것이다.FIG. 14 shows another embodiment of the force / moment sensor according to the invention shown in FIG. 13, in which four contact switches are arranged on each side, adjacent to the corner of the auxiliary movement means 6.

제15도는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 이동부(2)가 내부에 중공이 형성된 상부 이동부(3) 및 하부 이동부(4)로 분리결합이 자유로운 직육면체의 형태로 되어 있고, 상기 고정부(1)는 직육면체 형태로 되어 있되, 그 모서리에 인접하도록 외측면마다 각각 4개씩의 접촉스위치(S)가 구비되어 있다.FIG. 15 illustrates another embodiment of the force / moment sensor according to the present invention, wherein the moving part 2 is separated into an upper moving part 3 and a lower moving part 4 in which a hollow is formed therein. It is in the form of a free rectangular parallelepiped, and the fixing part 1 is in the shape of a rectangular parallelepiped, and four contact switches S are provided for each outer surface so as to be adjacent to the corners thereof.

제16도는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 고정부(1)의 외주면을 따라 등간격으로 장방형 홈이 형성되어 있고, 상기 이동부(2)에는 상기 장방형 홈에 대응되는 위치에 돌기부가 형성되어 있으며, 상기 장방형 홈의 각 면에는 상기 돌기부와의 접촉가능한 위치에 각각 하나씩의 접촉스위치(S)가 구비되어 있다.FIG. 16 shows another embodiment of the force / moment sensor according to the present invention, wherein rectangular grooves are formed along the outer circumferential surface of the fixing part 1 at equal intervals, and the moving part 2 has the rectangular shape. Protrusions are formed at positions corresponding to the grooves, and each contact surface of the rectangular groove is provided with one contact switch S at a position in contact with the protrusions.

한편, 상기 각각의 실시예에서 상기 이동부(2)의 외측면에는 사용자가 보다 손쉽게 이동시킬 수 있도록 외부손잡이를 부착할 수도 있으며, 상기 고정부(1)와 상기 이동부(2)의 상대적 위치변화를 감지하기 위하여, 상기 접촉스위치 대신 누르는 힘의 크기에 따른 신호를 출력하는 압력센서를 사용할 수도 있다.On the other hand, in each of the embodiments, an outer handle may be attached to the outer surface of the moving part 2 so that the user can move more easily, and the relative position of the fixed part 1 and the moving part 2 In order to detect a change, a pressure sensor for outputting a signal according to the magnitude of the pressing force may be used instead of the contact switch.

이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서의 동작에 대하여 상기 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the force / moment sensor according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the drawings.

일단, 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서를 상기 고정부(1)를 이용하여 로봇의 몸체 또는 사용자가 원하는 공간상의 소정 위치에 고정시킨다.First, the force / moment sensor according to the present invention is fixed to a predetermined position on the body of the robot or a space desired by the user using the fixing part 1.

상기 고정부(1)는 초기상태에서는 상기 이동부(2) 및 상기 보조 이동부(6)와 소정 간격을 유지하고 있다가, 외부에서 일정 크기 이상의 힘 또는 모멘트가 작용할 경우에는 이에 의해 상기 이동부(2) 및/또는 상기 보조 이동부(6)가 상기 고정부(1) 방향으로 이동하게 되고, 이 과정에서 상기 접촉스위치가 작동하게 되는 바, 이를 X축, Y축 및 Z축 방향의 힘이 작용할 경우와 상기 각 축을 중심으로 회전하는 모멘트가 작용할 경우로 각각 구분하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The fixed part 1 maintains a predetermined distance from the moving part 2 and the auxiliary moving part 6 at an initial state, and when the force or moment is applied to a predetermined magnitude from the outside, the moving part is thereby moved. (2) and / or the auxiliary moving part 6 moves in the direction of the fixing part 1, and in this process, the contact switch is operated, which is the force in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. This will be described in more detail by dividing each case into a case where the moment to rotate around each axis acts as follows.

먼저, 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서에 외부로부터 힘이 가해졌을 경우 이를 검출하는 원리에 대하여 설명한다. 이하에서, Fx, Fy, Fz는 각각 X축, Y축, Z축 방향으로 가해진 힘을 나타내며, 도면에 표시된 기호

는 상기 고정부(1)와 상기 이동부(2) 또는 상기 보조 이동부(6)와의 접촉에 의해 작동된 접촉스위치를 나타낸다.First, the principle of detecting when a force is applied from the outside to the force / moment sensor according to the present invention will be described. In the following, Fx, Fy, and Fz denote the force applied in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, respectively, and the symbols shown in the drawings.

Denotes a contact switch operated by the contact between the fixed part 1 and the moving part 2 or the auxiliary moving part 6.

제5도는 X축 방향으로 힘 Fx가 작용했을 경우의 검출원리를 도시한 것으로서, 제5a도는 외부로부터 상기 이동부(2)에 힘이 가해지기 전의 초기상태를 도시한 것이며, 이해의 편의를 위해 상기 보조 이동부(6)는 일부 도면에서 생략하고, 상기 고정부(1) 중앙에 가상의 좌표계를 설정하였는 바, 상기 접촉스위치들(S1~S12)에 의해 이루어지는 가상의 공간좌표계에서, X축방향에 배치된 접촉스위치는 제5a도에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(1)의 상부 외주면에 위치한 S1 및 S3의 접촉스위치와, 상기 고정부(1)의 하부 외부면에 S5 및 S7의 접촉스위치들이다.FIG. 5 shows the principle of detection when the force Fx acts in the X-axis direction, and FIG. 5a shows the initial state before the force is applied to the moving part 2 from the outside. The auxiliary moving part 6 is omitted in some drawings, and a virtual coordinate system is set in the center of the fixing part 1, and in the virtual spatial coordinate system formed by the contact switches S1 to S12, the X axis As shown in FIG. 5A, the contact switch disposed in the direction of the contact switch includes S1 and S3 on the upper outer circumferential surface of the fixing part 1, and S5 and S7 on the lower outer surface of the fixing part 1. Contact switches.

만일, X축 방향의 힘 Fx가 상기 이동부(2)의 중앙부에 작용하게 되면, 제5b도에 도시된 바와 같이, 상기 이동부(2)의 상하부가 동시에 상기 고정부(1) 방향으로 이동하여 상기 고정부(1)의 외측면에 위치한 상기 접촉스위치 S3 및 S7와 동시에 접촉하게 되므로, 상기 양 스위치가 동시에 작동하게 되고, 만일 X축 방향의 힘 Fx가 상기 이동부(2)의 상부 또는 하부에만 독립적으로 작용하게 되면, 제5c도 및 제5d도에 각각 도시된 바와 같이, S3 접촉스위치 및 S7 접촉스위치만이 선택적으로 작동하게 된다.If the force Fx in the X-axis direction acts on the center portion of the moving part 2, as shown in FIG. 5B, the upper and lower parts of the moving part 2 simultaneously move in the direction of the fixing part 1. In order to be in contact with the contact switch S3 and S7 located on the outer surface of the fixed portion 1 at the same time, the two switches are operated at the same time, if the force Fx in the X-axis direction of the upper portion or Independently acting only on the bottom, as shown in FIGS. 5C and 5D, respectively, only the S3 contact switch and the S7 contact switch are selectively operated.

또한, 만일 힘 Fx가 상기의 경우에 작용하는 힘과 같은 축상에서 서로 반대 방향으로 즉, -X축 방향으로 작용할 경우에는, 상기 각각의 경우에, S1 및 S5이 동시에 작동하게 되거나, S1 또는 S5만이 선택적으로 작동하게 된다.Further, if the force Fx acts in the opposite direction on the same axis as the force acting in the above case, i.e., in the -X axis direction, in each of the above cases, S1 and S5 are operated simultaneously or S1 or S5 Only works selectively.

따라서, 상기 이동부(2)의 이동이 있은 후에 작동되는 접촉스위치를 분석하여 역으로 계산하면, 외부로부터 상기 이동부(2)에 작용하는 힘의 방향(+X축 또는 -X축)은 물론, 힘의 위치(상부, 중앙, 하부)도 검출할 수 있게 되는 것이다.Therefore, if the contact switch operated after the movement of the moving part 2 is analyzed and calculated in reverse, the direction of the force (+ X axis or -X axis) acting on the moving part 2 from the outside is, of course. The position of the force (top, center, bottom) can also be detected.

제6도는 Y축 방향으로 힘 Fy가 작용했을 경우의 검출원리를 도시한 것으로서, 제6a도는 외부로부터 상기 이동부(2)에 힘이 가해지기 전의 초기상태를 도시한 것이고, 제6b도는 힘 Fy가 상기 이동부(2)의 중앙에 가해진 경우, 제6c도는 힘 Fy가 상기 이동부(2)의 상부에만 가해진 경우, 제6d도는 힘 Fy가 상기 이동부(2)의 하부에만 가해진 경우의 접촉스위치의 작동을 도시한 것이다.FIG. 6 shows the detection principle when the force Fy acts in the Y-axis direction, and FIG. 6a shows the initial state before the force is applied to the moving part 2 from the outside, and FIG. 6b shows the force Fy. Is applied to the center of the moving part 2, FIG. 6c shows the force Fy applied only to the upper part of the moving part 2, and FIG. 6d shows the contact when the force Fy is applied only to the lower part of the moving part 2 The operation of the switch is shown.

상기 도면에 도시된 바와 같이, Y축 방향으로 작용하는 힘 Fy의 방향 및 위치를 검출하기 위한 원리는 상기 제5도의 힘 Fx의 검출원리와 동일하며, 다만 이를 검출하기 위한 접촉스위치가 상기 고정부(1)의 상부 외주면에 배치된 S2, S4의 접촉스위치와, 상기 고정부(1)의 하부 외주면에 배치된 S6, S8의 접촉스위치라는 점만이 차이가 있을 뿐이다.As shown in the figure, the principle for detecting the direction and the position of the force Fy acting in the Y-axis direction is the same as the detection principle of the force Fx of FIG. 5, except that the contact switch for detecting the fixed portion is The only difference is the contact switches of S2 and S4 disposed on the upper outer peripheral surface of (1) and the contact switches of S6 and S8 disposed on the lower outer peripheral surface of the fixing part 1.

제7도는 Z축 방향으로 힘 Fz이 작용했을 경우의 검출원리를 도시한 것으로서, 이 경우에는 상기 X축 및 Y축 방향의 힘이 작용하는 경우와는 달리, 상기 보조 이동부(6)에 구비된 접촉스위치(S10, S12)를 이용하여 힘의 방향을 검출하게 된다.7 shows the detection principle when the force Fz acts in the Z-axis direction. In this case, unlike the case where the force in the X-axis and Y-axis directions acts, the auxiliary moving part 6 is provided. The direction of the force is detected using the contact switches S10 and S12.

외부로부터 힘이 가해지지 않은 제7a도와 같은 초기상태에서, 상기 이동부(2)의 좌우에서 동시에 Z방향으로 힘이 작용하게 되어 상기 이동부(2)가 상기 고정부(1)의 외주면을 따라 평행하게 상부쪽으로 상부쪽으로 이동하게 되면, 상기 관통축(7)에 걸림지지되어 상기 이동부(2)의 움직임에 연동하여 움직이도록 형성된 상기 보조 이동부(6)도 함께 이동하게 되고, 이에 따라 제7b도에 도시된 바와 같이 상기 보조 이동부(6)의 상부에 구비된 접촉스위치 S12가 상기 고정부(1)에 형성된 공간부 상부 내벽과의 접촉에 의해 작동하게 된다.In the initial state as shown in FIG. 7A in which no force is applied from the outside, the force acts simultaneously in the Z direction at the left and right sides of the moving part 2 so that the moving part 2 is along the outer circumferential surface of the fixing part 1. When the upper portion moves upward in parallel, the auxiliary movement portion 6, which is supported by the through shaft 7 and moves in synchronization with the movement of the movement portion 2, also moves together. As shown in FIG. 7B, the contact switch S12 provided on the upper part of the auxiliary moving part 6 is operated by contact with the upper inner wall of the space part formed in the fixing part 1.

만일, 힘 Fz가 -Z축 방향으로 작용할 경우에는, 상기 보조 이동부(6)가 아래쪽으로 이동함에 따라 접촉스위치 S10이 작동하게 된다.If the force Fz acts in the -Z axis direction, the contact switch S10 is operated as the auxiliary moving part 6 moves downward.

다음은, 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서에 외부로부터 모멘트가 가해졌을 경우 이를 검출하는 원리에 대하여 설명한다. 이하에서, Mx, My, Mz는 각각 X축, Y축, Z축을 중심으로 회전하는 모멘트를 나타낸다.Next, the principle of detecting when a moment is applied from the outside to the force / moment sensor according to the present invention will be described. Hereinafter, Mx, My, and Mz represent moments of rotation about an X axis, a Y axis, and a Z axis, respectively.

제8도는 X축을 중심으로 회전하는 모멘트 Mx가 작용했을 경우의 검출원리를 도시한 것으로서, 제8a도는 외부로부터 상기 이동부(2)에 모멘트가 가해지지 않은 초기상태를 도시한 것이며, 이해의 편의를 위해 상기 힘의 측정을 위한 경우와 마찬가지로 상기 보조 이동부(6)를 일부 도면에서 생략하고, 상기 고정부(1) 중앙에 가상의 좌표계를 설정하였다. 이때, 상기 도면이 도시된 지면을 수직으로 관통하는 방향이 X축의 방향이므로, 상기 모멘트 Mx는 도면상에서 좌우방향으로 회전하게 되고, 따라서 제8a도에 도시된 바와 같이 모멘트 검출을 위한 접촉스위치는 Y축을 형성하도록 상기 고정부(1)의 상부 외주면에 배치된 S2, S4와, 상기 고정부(1)의 하부 외주면에 배치된 S6, S8의 접촉스위치이다.FIG. 8 shows the principle of detection when the moment Mx rotating about the X axis is applied. FIG. 8A shows an initial state in which no moment is applied to the moving part 2 from the outside. As in the case of measuring the force, the auxiliary moving part 6 is omitted in some drawings, and a virtual coordinate system is set in the center of the fixing part 1. At this time, since the direction vertically penetrating the ground shown in the drawing is the direction of the X-axis, the moment Mx is rotated in the left and right directions on the drawing, so that the contact switch for detecting the moment is Y as shown in FIG. S2 and S4 disposed on the upper outer circumferential surface of the fixing portion 1 and S6 and S8 disposed on the lower outer circumferential surface of the fixing portion 1 to form an axis.

만일, 힘 Fy가 상기 이동부(2)의 우측 상부에서는 -Y방향으로, 좌측 하부에서는 +Y방향으로 동시에 작용하게 되면 상기 이동부(2)에는 상기 +X축을 중심으로 회전하는 모멘트가 작용하게 되고, 이에 따라 제8b도에 도시된 바와 같이, 상기 이동부(2)의 상부는 좌측으로, 하부는 우측으로 동시에 이동하여, 상기 고정부(1)에 구비된 상기 S2 및 S8의 접촉스위치와 동시에 접촉하게 되므로, 상기 양 스위치가 동시에 작동하게 되고, 동일 방향의 모멘트가 작용하더라도 만일 힘 Fy가 상기 이동부(2)의 상부에서만 -Y방향으로 작용하거나, 하부에서만 +Y방향으로 작용할 경우에는 제8c도 및 제8d도에 각각 도시된 바와 같이, 상기 양 접촉스위치 S2 및 S8중 선택적으로 하나만 작동하게 된다.If the force Fy acts simultaneously in the -Y direction on the upper right side of the moving part 2 and in the + Y direction on the lower left side, the moment to rotate about the + X axis acts on the moving part 2. Accordingly, as shown in FIG. 8B, the upper part of the moving part 2 moves simultaneously to the left side and the lower part to the right side, and the contact switches of S2 and S8 provided in the fixing part 1 Since both the contacts are operated at the same time, even if the moment in the same direction acts, if the force Fy acts in the -Y direction only in the upper portion of the moving part 2, or in the + Y direction only in the lower portion As shown in Figs. 8c and 8d, respectively, only one of the two contact switches S2 and S8 is operated.

또한, 만일 힘 Fy가 상기의 경우에 작용하는 힘 Fy와 같은 축상에서 서로 반대방향으로 작용할 경우 즉, 상기 이동부(2)의 좌측 상부에서는 +Y방향으로, 우측 하부에서는 -Y방향으로 동시에 작용하거나, 좌측 상부에서만 +Y방향으로 또는 우측 하부에서만 -Y방향으로 작용할 경우에는, 상기 이동부(2)에 상기 -X축을 중심으로 회전하는 모멘트가 작용하게 되고, 이에 따라 상기 각각의 경우에 S4 및 S6이 동시에 작동하게 되거나, S4 또는 S6중 어느 하나만이 선택적으로 작동하게 된다.Further, if the force Fy acts in opposite directions on the same axis as the force Fy acting in the above case, that is, simultaneously in the + Y direction on the upper left side of the moving part 2 and in the -Y direction on the lower right side. Or, in the case of acting in the + Y direction only in the upper left or in the -Y direction only in the lower right, the moment to rotate about the -X axis acts on the moving part 2, accordingly, in each case S4 And S6 are operated simultaneously, or only one of S4 or S6 is selectively operated.

따라서, 상기 이동부(2)가 X축 방향으로 회전하고 난 후 작동되는 접촉스위치를 분석하여 역으로 계산하면, 외부로부터 상기 이동부(2)에 작용하는 모멘트의 방향(X축을 중심으로 좌회전 또는 우회전)은 물론, 이때 작용한 힘의 위치(상부, 하부)도 검출할 수 있게 되는 것이다.Therefore, if the moving part 2 rotates in the X-axis direction and analyzes the contact switch operated in reverse, the direction of the moment acting on the moving part 2 from the outside (turn left or around the X axis or Right turn), of course, it is possible to detect the position (upper, lower) of the force applied at this time.

제9도는 Y축을 중심으로 회전하는 모멘트 My가 작용했을 경우의 검출원리를 도시한 것으로서, 제9a도는 외부로부터 모멘트로 작용하기 위한 힘이 가해지기 전의 초기상태를 도시한 것이고, 제9b도는 힘 Fx가 상기 이동부(2)의 상하부 좌우측에서 동시에 작용할 경우, 제9c도 및 제9d도는 힘 Fy가 이동부(2)의 상부 또는 하부에서만 작용한 경우를 도시한 것이다.FIG. 9 shows the principle of detection when the moment My rotating about the Y axis is applied. FIG. 9a shows the initial state before the force to act as a moment from the outside, and FIG. 9b shows the force Fx. 9c and 9d show the case where the force Fy acts only on the upper part or the lower part of the moving part 2 when the two acting on the upper and lower left and right sides of the moving part 2 simultaneously.

상기 도면에 도시된 바와 같이, Y축을 중심으로 회전하는 모멘트 My의 방향을 검출하기 위한 원리는 상기 제8도의 모멘트 Mx의 검출원리와 동일하며, 다만 회전중심축이 서로 상이함에 따라 모멘트를 검출하기 위한 접촉스위치가, 상기 고정부(1)의 상부 외주면에 배치된 S1, S3의 접촉스위치와, 상기 고정부(1)의 하부 외주면에 배치된 S5, S7의 접촉스위치라는 점만이 차이가 있을 뿐이다.As shown in the figure, the principle for detecting the direction of the moment My rotating about the Y axis is the same as the detection principle of the moment Mx of FIG. 8, except that the moment is detected as the rotation center axes are different from each other. The only difference is that the contact switch is a contact switch of S1 and S3 disposed on the upper outer circumferential surface of the fixing part 1, and a contact switch of S5 and S7 disposed on the lower outer circumferential surface of the fixing part 1. .

제10도는 Z축을 중심으로 회전하는 모멘트 Mz가 작용했을 경우의 검출원리를 도시한 것으로서, 이 경우에는 상기 X축 및 Y축을 중심으로 회전하는 모멘트인 My 및 Mx 가 작용하는 경우와는 달리, 상기 보조 이동부(6)에 구비된 접촉스위치(S9, S11)를 이용하여 모멘트의 방향을 검출해내게 된다.FIG. 10 shows the detection principle when the moment Mz rotating about the Z axis is applied. In this case, unlike the case where My and Mx, which are the moments rotating around the X and Y axes, are applied, The direction of the moment is detected using the contact switches S9 and S11 provided in the auxiliary moving part 6.

외부로부터 모멘트를 발생시키기 위한 힘이 전혀 가해지지 않은 도 10a,b와 같은 초기상태에서, 가상의 Z축을 중심으로 회전하는 모멘트 Mz가 작용하게 되면, 상기 이동부(2)는 상기 고정부(1)에 형성된 관통구멍의 직경범위내에서 상기 고정부(1)의 외부둘레를 따라 회전하게 되고, 이에 따라 상기 관통축(7)에 의해 걸림지지되어 상기 이동부(2)의 움직임에 연동하여 움직이도록 형성된 상기 보조 이동부(6)가 상기 이동부(2)의 회전방향과 동일한 방향으로 움직이게 되어, 상기 접촉스위치 S9, S11가 상기 고정부(1)에 형성된 공간부의 내측벽과 접촉하게 됨으로써 작동하게 되는 것이다.In the initial state as shown in FIGS. 10A and 10B where no force for generating a moment is applied from the outside, when the moment Mz, which rotates about an imaginary Z axis, is applied, the moving part 2 is connected to the fixed part 1. It rotates along the outer periphery of the fixing part (1) in the diameter range of the through hole formed in the), thereby being held by the through shaft (7) to move in conjunction with the movement of the moving part (2) The auxiliary moving part 6 is formed to move in the same direction as the rotational direction of the moving part 2, so that the contact switches S9 and S11 come into contact with the inner wall of the space part formed in the fixing part 1 Will be done.

즉, 제10d도에 도시된 바와 같이, 가상의 +Z축(상기 도면이 도시된 지면을 수직으로 관통하는 방향)을 중심으로 회전하는 모멘트가 작용할 경우에는 접촉스위치 S11이 작동하게 되고, 반대로 만일 가상의 -Z축을 중심으로 회전하는 모멘트가 작용할 경우에는 접촉스위치 S9가 작동하게 된다.That is, as shown in FIG. 10d, when the moment of rotation about the virtual + Z axis (the direction vertically penetrates the ground shown in the drawing) acts, the contact switch S11 is operated. When the moment of rotation about an imaginary -Z axis is applied, the contact switch S9 is activated.

상기의 실시예에서는 상기 고정부(1)의 상부 및 하부 외주면을 따라, 가상의 좌표계의 X축과 Y축을 결정하기 위한 최소한의 갯수인 4개의 접촉 스위치만을 구비하였지만, 더 많은 수의 접촉 스위치를 구비함으로써 상기 X 축과 Y축을 포함한 평면상에서 작용하는 힘의 방향을 더욱 세분하여 얻을 수도 있다.In the above embodiment, only four contact switches, the minimum number for determining the X and Y axes of the virtual coordinate system, are provided along the upper and lower outer peripheral surfaces of the fixing part 1, but a larger number of contact switches are provided. It can also obtain further by dividing the direction of the force acting on the plane containing the said X axis and the Y axis.

즉, 제11a도에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(2)의 외측에 상호 등간격으로 4개의 접촉스위치만이 배치되었을 경우에는, 상기 접촉스위치 4개는 각각 +X, +Y, -X, -Y방향을 나타내며, 이에 따라 외부로부터 가해진 힘에 의해 상기 접촉스위치중의 하나만이 작동되었을 경우에는, 그 힘이 상기 축방향을 따라 가해진 것임을 검출할 수 있으며, 제11b도에 도시된 바와 같이, 만일 상기 접촉스위치 중 인접하는 2개의 스위치가 동시에 작동되었을 경우에는, 동작된 스위치가 어느 스위치인가에 따라 상기 작동된 두 스위치의 가운데 방향의 힘이 가해진 것임을 검출할 수 있게 된다. 따라서, 접촉스위치가 4개일 경우 가해진 힘의 방향 검출능력은 인접하는 접촉스위치가 이루는 중심각의 1/2인 45°의 정밀도를 가지게 된다.That is, as shown in FIG. 11A, when only four contact switches are disposed at equal intervals on the outside of the fixing part 2, the four contact switches are + X, + Y, and -X, respectively. , -Y direction, whereby only one of the contact switches is activated by a force applied from the outside, it can be detected that the force is applied along the axial direction, as shown in FIG. When two adjacent switches of the contact switch are operated at the same time, it is possible to detect that the force in the center direction of the operated two switches is applied depending on which switch is operated. Therefore, when four contact switches are provided, the direction detection capability of the applied force has an accuracy of 45 °, which is 1/2 of the center angle formed by the adjacent contact switches.

그러나, 제12a도에 도시된 바와 같이, 상기 고정부(2)의 외측에 상호 등간격으로 8개의 접촉스위치가 배치되었을 경우에는, 각각의 스위치는 45°방향의 힘을 검출할 수 있게 되고, 제12b도에 도시된 바와 같이 인접하는 두개의 스위치가 동시에 작동되었을 경우에는 작동된 두 스위치가 이루는 중심각인 45°의 1/2에 해당하는 22.5°의 정밀도를 갖는 힘의 방향을 검출해 낼 수 있게 되는 것이다.However, as shown in FIG. 12A, when eight contact switches are arranged at equal intervals on the outside of the fixing part 2, each switch can detect the force in the 45 ° direction. As shown in FIG. 12B, when two adjacent switches are operated at the same time, the direction of the force with a precision of 22.5 ° corresponding to 1/2 of 45 °, which is the center angle formed by the two operated switches can be detected. Will be.

일반적으로 고정부 주위에 다수의 접촉스위치를 사용할수 있으며, N개의 접촉스위치가 상호 균일한 간격으로 위치하는 경우 X축 및 Y축을 포함하여 이루어지는 가상의 평면상에서 작용하는 힘의 방향검출 분해능력은(180/N)°가 된다.In general, a large number of contact switches can be used around a fixed part, and when N contact switches are located at evenly spaced intervals, the direction detection resolution of the force acting on an imaginary plane including the X axis and the Y axis is ( 180 / N) °.

따라서, 접촉스위치의 수를 증가시켜 기구를 구성함으로써, 보다 높은 정확도를 갖는 힘/모멘트의 방향을 검출해 낼 수 있게 되는 것이다.Therefore, by constructing the mechanism by increasing the number of contact switches, it is possible to detect the direction of force / moment with higher accuracy.

이상과 같이 X, Y, Z축 방향으로 가해진 힘 Fx, Fy, Fz과 상기 축을 중심으로 회전하는 모멘트 Mx, My, Mz의 검출원리를 첨부한 도면을 사용하여 상세히 설명하였는 바, 이러한 원리를 이용하면 상기 고정부(2)의 외주면에 구비된 접촉스위치의 상태값을 입력으로 하고 힘과 모멘트를 출력값으로 하는 변환을 이용하여 구할 수 있다. 변환은 제5도~제12도의 각 경우들의 일부 또는 모두를 검출할 수 있도록 변환식, 변환표 등 다양한 형태로 작성될수 있으며, 예를 들면 아래표에서와 같은 관계에 의해 구해질 수도 있다.As described above, the principle of detection of the forces Fx, Fy, Fz applied in the X, Y, and Z axis directions and the moments Mx, My, Mz rotating about the axis are described in detail with reference to the accompanying drawings. When the state of the contact switch provided on the outer circumferential surface of the fixing portion 2 as an input and the force and the moment as an output value can be obtained by using a transformation. The conversion may be made in various forms such as a conversion formula and a conversion table so as to detect some or all of the cases of FIGS. 5 to 12, or may be obtained by a relationship as shown in the following table.

상기의 경우에는 상기 고정부(1)와 상기 이동부(2)간의 상대적 위치변화를 감지하기 위한 접촉스위치가 상기 고정부(1)의 외주면과, 상기 보조 이동부(6)의 외면에 구비된 경우에 대하여 설명하였으나, 상기 접촉스위치가 어디에 구비되느냐는 힘 및 모멘트의 방향을 검출하는데 있어서 크게 문제가 되지 않으며, 제13도 및 제14도에 도시된 바와 같이 고정부의 내부 공간에 내장되는 보조 이동부의 외측면에만 구비할 수도 있고, 제15도에 도시된 바와 같이 별도의 보조 이동부를 구비하지 않고 고정부와 이동부만으로 센서를 형성한 후, 그 고정부의 외부에만 접촉스위치를 구비하는 것도 가능하다.In this case, a contact switch for detecting a change in relative position between the fixing part 1 and the moving part 2 is provided on the outer circumferential surface of the fixing part 1 and the outer surface of the auxiliary moving part 6. Although the case has been described, it is not a big problem in detecting the direction of the force and moment where the contact switch is provided, as shown in Figs. It may be provided only on the outer side of the moving part, and as shown in FIG. 15, the sensor is formed only by the fixing part and the moving part without providing a separate auxiliary moving part, and then the contact switch is provided only on the outside of the fixing part. It is possible.

또한 이때 접촉스위치의 갯수는 최소한 제13도에 도시된 바와 같이 한면에 두개씩 배치되되, 서로 마주보는 대면에는 서로 대칭되도록 배치되고, 상기 대면에 배치된 접촉스위치를 포함하는 가상의 면들이 각각의 대면에 대하여 상호 직교하도록 배치하면, 가장 적은 수의 접촉스위치를 이용하여 X, Y, Z 축 방향의 힘 및 상기 3축을 중심으로 회전하는 모멘트의 방향을 모두 검출해 낼 수 있게 되어 있다.In this case, the number of contact switches is at least two arranged on one surface as shown in FIG. 13, the surfaces facing each other are arranged to be symmetrical with each other, and the virtual surfaces including the contact switches disposed on the facing surfaces are each facing. When arranged so as to be orthogonal to each other, it is possible to detect both the force in the X, Y, and Z axis directions and the direction of the moment rotating about the three axes using the fewest number of contact switches.

상기에서는 본 발명에 대한 설명 및 이해의 편의를 위하여 각 구성요소의 형상 및 배치위치 등을 한정하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명에 다양한 변화를 주는 것이 가능할 것이다. 예를 들면, 상기에서는 원기둥 형태의 기구를 예를 들어 설명하였으나 다각형 기둥을 이용한 기구를 사용할 수도 있고, 또한 접촉스위치대신 근접센서 등 기구내에서의 상대적 위치 변화를 감지할수 있는 센서이면 어느 것을 사용하여도 무방하며, 접촉힘 센서를 사용할 경우에는 힘 및 모멘트의 방향 뿐만이 아니라 크기도 함께 검출할 수 있게 된다. 또한, 상기에서와 같이 초기 상태에서 상기 고정부(1)와 상기 이동부(2) 및 상기 보조 이동부(6)를 소정 간격으로 분리유지하였다가 추후 발생하는 접촉을 감지하여 상대적인 위치변화를 감지하는 대신, 초기상태에서는 상호 접촉상태에 있되 추후 상기 고정부(1)와 상기 이동부(2) 및 상기 보조 이동부(6)의 사이에서 발생하는 접촉힘의 크기 변화에 의해 상대적인 위치변화를 감지함으로써 힘 및 모멘트를 검출할 수도 있다.In the above description for the convenience of explanation and understanding of the present invention, the shape and arrangement position of each component, etc. have been limited and described, but those skilled in the art to which the present invention pertains the scope of the technical idea of the present invention. It will be possible to make various changes to the present invention without departing from the scope. For example, in the above description, a cylinder-shaped device is described as an example, but a device using a polygonal column may be used, and any sensor capable of detecting a relative position change in the device such as a proximity sensor instead of a contact switch may be used. In the case of using a contact force sensor, not only the direction of the force and the moment but also the magnitude can be detected together. In addition, as described above, the fixed part 1, the moving part 2, and the auxiliary moving part 6 are separated and maintained at predetermined intervals in the initial state, and then a relative position change is detected by detecting a subsequent contact. Instead, the initial state is in contact with each other, but the relative position change is detected by a change in the magnitude of the contact force generated between the fixed part 1, the moving part 2 and the auxiliary moving part 6 later. The force and the moment can also be detected by this.

상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명에 따른 힘/모멘트 센서는, 보다 간단한 구조를 채택하여 적은 비용으로도 외부에서 작용하는 힘 및 모멘트의 방향을 검출해 낼 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.The force / moment sensor according to the present invention configured and operated as described above is a very useful invention that can detect the direction of force and moment acting from the outside at a low cost by adopting a simpler structure.

Claims

A moving means having a hollow penetrating the inside in the longitudinal direction; Fixing means positioned in the hollow so as to maintain a predetermined distance from the inner wall of the moving means and fixed to an external movable support; And sensing means provided in the fixing means to detect movement of the moving means, wherein the moving means is caught by the fixing means so as to move around the fixing means within a predetermined interval. Force / Moment sensor, characterized in that supported.

According to claim 1, wherein the rectangular space portion in the direction of the center axis from the outer circumferential surface of the fixing means are formed at equal intervals along the outer circumferential surface, the moving means is formed with a projection to be inserted into the space portion corresponding to the space portion And the sensing means is provided for each surface of the rectangular space part.

According to claim 1, Auxiliary moving means positioned to maintain a predetermined distance from the inner wall of the fixing means on the space portion formed in the fixing means at a predetermined distance from the longitudinal central axis of the fixing means; And a plurality of auxiliary sensing means provided on an outer surface of the auxiliary moving means to sense a relative movement with respect to the fixing means, wherein the auxiliary moving means is within a predetermined interval formed between the space parts. Force / moment sensor, characterized in that the movement in conjunction with the movement of the movement means.

The method of claim 3, wherein the moving means and the fixing means is cylindrical, the auxiliary moving means is a rectangular parallelepiped, the space portion is formed in the inward direction of the fixing means, the moving means, the fixing means and the auxiliary moving means Are axially connected to each other through through holes respectively formed on the same axis, and the plurality of sensing means are formed in plural at equal intervals along the upper and lower outer peripheral surfaces of the fixing means, and the auxiliary sensing means is formed through the auxiliary moving means. Force / moment sensor, characterized in that formed on each of the four surfaces except the axis passing surface.

The force / moment sensor according to claim 4, wherein the plurality of sensing means are arranged at equal intervals in number of multiples of four.

According to claim 1, Auxiliary moving means of the rectangular parallelepiped moving in conjunction with the movement of the moving means; It is configured to further include, wherein the fixing means is formed inside the hollow portion of the rectangular parallelepiped, it is divided into two parts that can be separated from each other so as to embed the auxiliary movement means in the hollow portion, The sensing means is a force / moment sensor, characterized in that provided on the inner surface of the fixing means.

According to claim 6, wherein the plurality of sensing means are disposed on each side so that the sensing means arranged on each face of the fixing means are symmetrical with each other, the two sensing means on any one face on the imaginary line following the center of the feces The force / moment sensor, characterized in that disposed adjacent to the stool in the imaginary plane including the four sensing means disposed on each of the opposite sides perpendicular to each other.

The method of claim 6, wherein the plurality of sensing means is disposed on each side of the number of four times adjacent to the inner edge of the fixing means, characterized in that the distance between the two adjacent sensing means are arranged to be equal to each other Force / moment sensor.

The force / moment sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein a handle is attached to an outer surface of the moving means.

The force / moment sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein said sensing means is a contact switch for sensing a contact.

The force / moment sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the sensing means is a pressure sensor that outputs a signal according to the magnitude of the pressing force.

The force / moment sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the sensing means is a proximity sensor for detecting whether the sensing means is within a predetermined distance.

A moving means having a hollow penetrating the inside in the longitudinal direction; Located in the hollow so as to maintain a predetermined distance from the inner wall of the moving means, the structure is divided into two parts that can be separated from each other, the hollow portion of the rectangular parallelepiped formed therein, the fixing means fixed to the external movable support; An auxiliary moving means positioned to maintain a predetermined distance from an inner wall of the hollow part and moving in association with a movement of the moving means; And a plurality of sensing means provided in the auxiliary moving means to sense a relative movement with respect to the fixing means, wherein the moving means and the auxiliary moving means are surrounded by the fixing means within a predetermined interval. Force / moment sensor, characterized in that supported by the holding means to move.

A moving means having a hollow penetrating the inside in the longitudinal direction; Fixing means positioned in the hollow so as to maintain a predetermined distance from the inner wall of the moving means and fixed to an external movable support; And a plurality of sensing means provided in the moving means to detect a relative movement with respect to the fixing means, wherein the moving means is movable around the fixing means within a predetermined interval. Force / moment sensor, characterized in that supported on.

A moving means having a hollow penetrating the inside in the longitudinal direction; Fixing means positioned in the hollow so as to maintain a predetermined distance from the inner wall of the moving means, fixed to an external movable support, and having a hollow formed therein; An auxiliary moving means embedded in the hollow part of the fixing means and moving in association with the movement of the moving means; And a plurality of sensing means provided on an outer side of the auxiliary moving means to detect a relative movement of the auxiliary moving means with respect to the fixing means, wherein the moving means comprises the fixing means within a predetermined interval. Force / moment sensor, characterized in that supported by the holding means so as to move around.

The method of claim 15, wherein the fixing means hollow portion and the auxiliary moving means is provided in a rectangular parallelepiped shape, the plurality of sensing means are disposed on each side so that the sensing means disposed on each facing surface of the auxiliary moving means are symmetric with each other Two sensing means on any one face is disposed adjacent to the stool on the imaginary line following the center of the stool, wherein the imaginary faces including four sensing means arranged on each face are orthogonal to each other. Force / moment sensor,

The method of claim 15, wherein the fixing means hollow portion and the auxiliary moving means is provided in a rectangular parallelepiped shape, the plurality of sensing means are disposed on each side in the number of four times adjacent to the outer edge of the auxiliary moving means, A force / moment sensor, characterized in that the distance between two adjacent sensing means is arranged to be equal to each other,

It is divided into two parts that can be separated from each other, the moving means formed inside the hollow portion of the polyhedron; A polyhedral fixing means positioned in the hollow portion to maintain a predetermined distance from the inner wall of the moving means, and fixed to an external movable support through a through hole formed in the moving means; And sensing means provided on an outer surface of the fixing means to detect movement of the moving means, wherein the fixing means moves the circumference of the fixing means within the predetermined interval. Force / moment sensor, characterized in that supported on.

19. The force / moment sensor of claim 18 wherein the polyhedron is a rectangular parallelepiped.