KR102015784B1 - Multi-axis load cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 세 방향의 힘(Fx, Fy, Fz) 및 세 방향의 토크(Mx, My, Mz)를 측정할 수 있게 하는 다축 로드 셀에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-axis load cell which makes it possible to measure forces in three directions (Fx, Fy, Fz) and torques in three directions (Mx, My, Mz).
다축 로드 셀 중 6축 로드 셀은 누구나 알 수 있듯이 세 방향의 힘(Fx, Fy, Fz) 및 세 방향의 토크(Mx, My, Mz)를 감지 및 측정할 수 있게 하는 것으로, 6축 로드 셀의 감지부에는 스트레인 게이지라는 가변저항체가 부착된다. Among the multi-axis load cells, the 6-axis load cell, as anyone knows, can detect and measure three directions of force (Fx, Fy, Fz) and three directions of torque (Mx, My, Mz). A variable resistor called a strain gauge is attached to the sensing unit.
전술한 스트레인 게이지는 6축 로드 셀의 몸체의 재료가 되는 탄성체에 부착되어 탄성체의 물리적인 변화량을 전기적으로 표시하는데, 이러한 스트레인 게이지는 4개 또는 8개로 구성되어 휘스톤 브릿지 회로를 구성한다. The strain gauge described above is attached to an elastic body that is the material of the body of the six-axis load cell to electrically display the physical change amount of the elastic body. The strain gauge is composed of four or eight pieces to constitute a Wheatstone bridge circuit.
한편, 6축 로드 셀은 구조적인 측면에서 봤을 때 여러 부품으로 이루어질 시 조립 및 가공오차로 인한 정밀 측정이 어렵기 때문에 정밀 측정을 위해 하나의 몸체로 가공된다. On the other hand, the six-axis load cell is processed into a single body for precision measurement because it is difficult to measure precisely due to assembly and processing errors when composed of a number of parts from the structural aspect.
그러나 여러 방향의 힘을 측정하는 6축 로드 셀이 한 방향의 힘을 받으면 그 힘을 감지하는 부위뿐만 아니라 다른 방향의 힘을 감지하는 부위에도 힘이 전달되기 때문에 정확한 측정에 방해가 되는 문제점이 있었다. However, when a six-axis load cell measuring force in multiple directions receives a force in one direction, the force is transmitted not only to the force sensing portion but also to the force sensing portion in the other direction, which prevents accurate measurement. .
이러한 문제를 해결하기 위해서 감지부의 형태를 십자(+)형으로 제작하거나 각각의 힘을 감지하는 부위를 나누는 방법을 사용하여 측정 오차를 줄이고 있는 실정이다. In order to solve this problem, the shape of the sensing unit is reduced to a measurement error by using a cross-shaped (+) type or a method of dividing each sensing area.
그러나 전술한 방법들은 구조가 복합하고 각 힘에 대한 상호 간섭오차를 상쇄하기 위한 회로가 복잡해지기 때문에 제작비용이 상승하는 문제점이 있었으며, 또한 복잡한 구조와 회로로 인해 고객이 원하는 용량과 감지할 수 있는 축의 개수를 주문제작으로 제작하는 것이 어렵기 때문에 제작단가가 상승하고 제작기간이 길어지는 또 다른 문제점이 있었다. However, the aforementioned methods have a problem in that the manufacturing cost increases because the structure is complex and the circuit for canceling the mutual interference error for each force is complicated. There is another problem that the manufacturing cost increases and the production period is long because it is difficult to manufacture the number of shafts to order.
관련 선행문헌으로는 "대한민국 등록특허 제 10-1115418 호", "대한민국 등록특허 제 10-1481784 호", "대한민국 등록특허 제 10-1455307 호" 및 "대한민국 등록특허 제 10-1759102 호"가 있다. Related prior arts include "Korean Patent No. 10-1115418", "Korean Patent No. 10-1481784", "Korean Patent No. 10-1455307", and "Korean Patent No. 10-1759102". .
본 발명은 몸체의 구조가 단순하며, 3방향의 힘(Fx, Fy, Fz) 및 3방향의 토크(Mx, My, Mz)를 감지하는 회로 구성을 단순화할 수 있는 다축 로드 셀을 제공하기 위한 것이다. The present invention has a simple structure of the body, to provide a multi-axis load cell that can simplify the circuit configuration for sensing the force (Fx, Fy, Fz) in three directions and the torque (Mx, My, Mz) in three directions will be.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다축 로드 셀에 있어서, 다축 로드 셀은, 상판과, 상판의 하부에 이격 배치되되 상판으로부터 가해지는 하중에 의해 굽힘변형되는 하판, 및 상판과 하판 사이를 연결하되 상판으로부터 가해지는 하중에 의해 굽힘 및 전단변형되는 수직한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥을 가지는 몸체; 몸체에 부착되며 몸체의 굽힘 및 전단변형율을 감지하고 이를 신호로 출력해 3방향의 힘(Fx, Fy, Fz) 및 3방향의 토크(Mx, My, Mz)를 측정할 수 있게 하는 센싱수단; 몸체의 하판이 고정되며, 다축 로드 셀이 장착되는 시스템의 고정부에 고정되는 받침대; 및 몸체를 감싸 보호할 수 있도록 몸체를 내부에 한정하되 몸체의 상판이 시스템의 하중부에 고정되도록 돌출시키며 받침대에 고정되는 케이스;를 포함하며, 센싱수단은, 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 1 감지회로를 형성하는 힘 Fx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지; 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 2 감지회로를 형성하는 힘 Fy를 감지하는 8개의 스트레인 게이지; 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 6 감지회로를 형성하는 힘 Fz를 감지하는 32개의 스트레인 게이지; 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 3 감지회로를 형성하는 토크 Mx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지; 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 4 감지회로를 형성하는 토크 My를 감지하는 8개의 스트레인 게이지; 및 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 5 감지회로를 형성하는 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지;를 포함하되, 힘 Fx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지 중 4개는 제 1 기둥의 외측 장변의 각 모서리 측에 부착되며, 또 다른 4개는 제 1 기둥과 마주하는 제 3 기둥의 외측 장변의 각 모서리 측에 부착되고, 힘 Fy를 감지하는 8개의 스트레인 게이지 중 4개는 제 2 기둥의 외측 장변의 각 모서리 측에 부착되며, 또 다른 4개는 제 2 기둥과 마주하는 제 4 기둥의 외측 장변의 각 모서리 측에 부착되며, 힘 Fz를 감지하는 32개의 스트레인 게이지 중 16개는 정팔각형태의 평판 형상을 제공되는 하판의 8개의 변에 인접한 하판의 상부면에 부착되고, 또 다른 16개는 하판의 8개의 변에 인접한 하판의 하부면에 부착되고, 토크 Mx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지 중 2개는 제 1 기둥의 상단 양측 모서리에 부착된 힘 Fx를 감지하는 2개의 스트레인 게이지 사이에 부착되고, 또 다른 2개는 제 1 기둥의 하단 양측 모서리에 부착된 힘 Fx를 감지하는 2개의 스트레인 게이지 사이에 부착되며, 또 다른 2개는 제 3 기둥의 상단 양측 모서리에 부착된 힘 Fx를 감지하는 2개의 스트레인 게이지 사이에 부착되고, 또 다른 2개는 제 3 기둥의 하단 양측 모서리에 부착된 힘 Fx를 감지하는 2개의 스트레인 게이지 사이에 부착되며, 토크 My를 감지하는 8개의 스트레인 게이지 중 2개는 제 2 기둥의 상단 양측 모서리에 부착된 힘 Fy를 감지하는 2개의 스트레인 게이지 사이에 부착되고, 또 다른 2개는 제 2 기둥의 하단 양측 모서리에 부착된 힘 Fy를 감지하는 2개의 스트레인 게이지 사이에 부착되며, 또 다른 2개는 제 4 기둥의 상단 양측 모서리에 부착된 힘 Fy를 감지하는 2개의 스트레인 게이지 사이에 부착되고, 또 다른 2개는 제 4 기둥의 하단 양측 모서리에 부착된 힘 Fy를 감지하는 2개의 스트레인 게이지 사이에 부착되고, 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지 중 2개는 제 1 기둥에, 또 다른 2개는 제 2 기둥에, 또 다른 2개는 제 3 기둥에, 2개는 제 4 기둥에 부착되되, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥의 외측 장변의 중앙부에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥의 상단 측으로 인접하게 부착될 수 있다.In the present invention for achieving the above object, in the multi-axis load cell, the multi-axis load cell, the lower plate is arranged in the lower portion of the upper plate and bent deformation by the load applied from the upper plate, and between the upper plate and the lower plate, A body having vertical first, second, third and fourth pillars which are bent and sheared by a load applied from the top plate; Sensing means attached to the body detects the bending and shear strain of the body and outputs it as a signal to measure the force in three directions (Fx, Fy, Fz) and torque in three directions (Mx, My, Mz); A pedestal fixed to the lower part of the body and fixed to a fixed part of the system in which the multi-axis load cell is mounted; And a case in which the body is limited to the inside so as to surround and protect the body, and the upper plate of the body protrudes to be fixed to the load portion of the system, and is fixed to the pedestal. Eight strain gauges for sensing force Fx forming a sensing circuit; Eight strain gauges for sensing force Fy connected in a Wheatstone bridge form to form a second sensing circuit; Thirty-two strain gauges connected in a Wheatstone bridge shape and sensing force Fz forming a sixth sensing circuit; Eight strain gauges sensing torque Mx connected in a Wheatstone bridge form to form a third sensing circuit; Eight strain gauges for sensing torque My connected in a Wheatstone bridge form to form a fourth sensing circuit; And eight strain gauges connected in a Wheatstone bridge form to sense torque Mz forming a fifth sensing circuit, wherein four of the eight strain gauges detecting force Fx are angles of the outer long sides of the first pillar. Attached to the corner side, another four are attached to each corner side of the outer long side of the third column facing the first column, and four of the eight strain gauges sensing force Fy are the outer long side of the second column Is attached to each corner side of the edge, and another four are attached to each edge side of the outer long side of the fourth column facing the second column, and 16 of the 32 strain gauges sensing force Fz are of the octagonal shape. Of the eight strain gauges attached to the upper surface of the lower plate adjacent to the eight sides of the lower plate provided the plate shape, another 16 are attached to the lower surface of the lower plate adjacent to the eight sides of the lower plate and sensing torque Mx. 2 The dog is attached between two strain gauges that detect the force Fx attached to the upper both corners of the first column, and the other two are two strain gauges that detect the force Fx attached to the lower both corners of the first column. Between the two strain gages, which detect the force Fx attached to the upper both corners of the third column, and the other two to the lower both corners of the third column. It is attached between two strain gauges detecting Fx, two of eight strain gauges detecting torque My are attached between two strain gauges detecting force Fy attached to the upper both edges of the second column, Another two are attached between the two strain gauges that detect the force Fy attached to the bottom both edges of the second pole, and another two to the top both edges of the fourth pole. Attached between two strain gauges detecting attached force Fy, another two attached between two strain gauges detecting force Fy attached to the bottom both edges of the fourth column, and sensing torque Mz Two of the eight strain gauges are attached to the first column, another two to the second column, another two to the third column, and two to the fourth column. It can be attached adjacent to the top side of the first, second, third and fourth pillars at the central portion of the outer long side of the third and fourth pillars.
구체적으로, 상판은 수평한 원판 형상으로 제공되되, 상판의 중심부에는 제 1 관통공이 형성되고, 상판의 상부면에는 시스템의 하중부에 볼트를 매개로 연결될 수 있게 다수의 제 1 연결공이 형성될 수 있다. Specifically, the upper plate is provided in a horizontal disk shape, the first through hole is formed in the center of the upper plate, a plurality of first connecting holes may be formed on the upper surface of the upper plate to be connected to the load portion of the system via a bolt. have.
구체적으로, 제 1 내지 제 4 기둥들은 상판과 동심인 가상의 원의 원호를 따라 상호 90도 회전대칭되게 배치되되, 제 1 내지 제 4 기둥들의 상단 및 하단은 각각 상판의 하부면 및 하판의 상부면에 연결되며, 제 1 내지 제 4 기둥들의 상단과 상판의 하부면 및 제 1 내지 제 4 기둥의 하단과 하판의 상부면은 응력이 집중되지 않게 부드럽게 연결될 수 있다. Specifically, the first to fourth pillars are disposed to be symmetrically rotated by 90 degrees along an arc of an imaginary circle concentric with the upper plate, wherein the upper and lower ends of the first to fourth pillars are respectively the lower surface of the upper plate and the upper portion of the lower plate. The upper surface of the first and fourth pillars and the lower surface of the upper plate and the lower surface of the first and fourth pillars and the upper surface of the lower plate may be smoothly connected so that stress is not concentrated.
더 구체적으로, 제 1 내지 제 4 기둥들은 각각 서로 수평하게 마주하는 2개의 장변과, 서로 수평하게 마주하면 2개의 상기 장변의 양단을 연결하는 2개의 단변을 가지는 사각단면을 가지되, 제 1 내지 제 4 기둥들은 어느 하나의 장변이 가상의 원의 중심과 마주하게 배치될 수 있다. More specifically, each of the first to fourth pillars has two long sides facing each other horizontally and a quadrangular cross section having two short sides connecting both ends of the two long sides when facing each other horizontally. The fourth pillars may be arranged such that one long side faces the center of the virtual circle.
구체적으로, 하판은 중심부에 제 2 관통공이 형성된 정팔각형태의 평판 형상으로 제공되며, 하판에는 다수의 슬릿공이 형성되되, 슬릿공들은 하판에 연결된 제 1 내지 제 4 기둥들의 외측에 형성됨과 동시에 제 1 내지 제 4 기둥들 사이에 형성되되 하판을 수직으로 관통하여 형성되고, 하판의 8개의 변에는 하판의 중심부를 향해 "∞"자 형상의 감지유도홈들이 연장되게 형성될 수 있다. Specifically, the lower plate is provided in a flat octagonal plate shape in which a second through hole is formed in the center, and a plurality of slit holes are formed in the lower plate, and the slit holes are formed outside the first to fourth pillars connected to the lower plate and at the same time It is formed between the first to fourth pillars are formed to vertically penetrate the lower plate, the eight sides of the lower plate may be formed to extend the "∞" shaped induction grooves toward the center of the lower plate.
더 구체적으로, 슬릿공들은 하판을 평면에서 봤을 때 하판의 중심부 측으로 입을 벌린 부등호 형상을 가지며, 감지유도홈들은 인접한 슬릿공까지만 연장되되, 각각의 감지유도홈의 2개의 볼록한 부분과 2개의 오목한 부분과 마주하는 하판의 상부면 및 하부면에는 센싱수단의 힘 Fz를 감지하는 스트레인 게이지가 부착될 수 있다. More specifically, the slit balls have an inequality shape that opens their mouth toward the center of the bottom plate when the bottom plate is viewed in plan, and the sensing guide grooves extend only to adjacent slit holes, with two convex portions and two concave portions of each sensing guide groove. Strain gauges for sensing the force Fz of the sensing means may be attached to the upper and lower surfaces of the lower plate facing the lower plate.
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구체적으로, 하판에는 볼트를 매개로 받침대에 연결될 수 있게 다수의 볼트 체결공이 형성되고, 받침대의 상부면에는 다수의 볼트 체결공에 대응하는 위치에 단턱부들이 돌출되게 형성되되, 단턱부들에는 볼트 체결공에 대응하는 볼트 체결홈들이형성되며, 받침대의 하부면에는 시스템의 고정부에 볼트를 매개로 연결될 수 있게 다수의 제 2 연결공이 형성될 수 있다. Specifically, a plurality of bolt fastening holes are formed in the lower plate so as to be connected to the pedestal via a bolt, and the upper surface of the pedestal is formed so that the stepped portions protrude at positions corresponding to the plurality of bolted fastening holes, and bolted to the stepped portions. Bolt fastening grooves corresponding to the ball are formed, and a plurality of second connecting holes may be formed on the lower surface of the pedestal so as to be connected to the fixing part of the system via a bolt.
구체적으로, 케이스는 내부가 빈 함체 형상으로 제공되되, 측면은 폐쇄되고 하부를 개방되며, 상부에는 몸체의 상판을 돌출되게 노출시키는 노출공이 형성되게 제공되고, 케이스의 측면에는 센싱수단들이 형성하는 제 1 내지 제 6 감지 회로를 안내하는 커넥터장착공이 형성되며, 케이스와 받침대는 볼트를 매개로 고정되되, 받침대의 외주면과 마주하는 케이스에는 고정공이 형성되고, 받침대에는 고정공에 대응하게 고정홈이 형성될 수 있다. Specifically, the case is provided in a hollow housing shape, the side is closed and the bottom is opened, the upper portion is provided with an exposed hole for protruding the upper plate of the body is formed, the side of the case is formed of sensing means Connector mounting holes for guiding the first to sixth sensing circuits are formed, and the case and the pedestal are fixed by bolts, and the case facing the outer circumferential surface of the pedestal is provided with a fixing hole, and the pedestal is formed with a fixing groove corresponding to the fixing hole. Can be.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다축 로드 셀은 몸체의 구조 및 회로 구성이 단순하기 때문에 제작 단가를 현저히 낮출 수 있을 뿐만 아니라 생산 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.As described above, the multi-axis load cell according to the present invention has an advantage of significantly lowering the manufacturing cost and increasing the production efficiency because the structure and the circuit configuration of the body are simple.
또한, 본 발명에 따른 다축 로드 셀은 회로의 구성이 단순하기 때문에 회로 구성 작업에 대한 공수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 회로 구성에 대한 오류를 감소시킬 수 있어 숙련된 작업자가 아니라도 누구나 쉽게 회로를 구성할 수 있게 하는 이점이 있다. In addition, the multi-axis load cell according to the present invention can not only reduce the man-hour for circuit configuration work because the circuit configuration is simple, but also reduce the errors in the circuit configuration, so that anyone can easily configure the circuit without a skilled worker. There is an advantage to this.
도 1은 본 발명에 따른 다축 로드 셀을 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 다축 로드 셀을 분해하여 나타낸 분해 사시도이며,
도 3은 도 2에 도시된 기둥들의 단면형상을 나타낸 도면이고,
도 4a는 도 2에 도시된 제 1 기둥에 스트레인 게이지가 부착된 상태를 나타낸 도면이며,
도 4b는 도 2에 도시된 제 3 기둥에 스트레인 게이지가 부착된 상태를 나타낸 도면이고,
도 4c는 도 2에 도시된 제 2 기둥에 스트레인 게이지가 부착된 상태를 나타낸 도면이며,
도 4d는 도 2에 도시된 제 4 기둥에 스트레인 게이지가 부착된 상태를 나타낸 도면이고,
도 5a는 도 2에 도시된 하판의 상부면에 스트레인 게이지가 부착된 상태를 나타낸 도면이며,
도 5b는 도 2에 도시된 하판의 하부면에 스트레인 게이지가 부착된 상태를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 힘 Fz가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포를 나타낸 도면이며,
도 7은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 힘 Fz가 가해졌을 때 유한요소해석법을 이용하여 변형된 형상을 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 힘 Fx가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포를 나타낸 도면이며,
도 9는 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 힘 Fx가 가해졌을 때 유한요소해석법을 이용하여 변형된 형상을 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 토크 Mx가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포를 나타낸 도면이며,
도 11은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 토크 Mx가 가해졌을 때 유한요소해석법을 이용하여 변형된 형상을 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 토크 Mz가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포를 나타낸 도면이며, 그리고
도 13은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 토크 Mz가 가해졌을 때 유한요소해석법을 이용하여 변형된 형상을 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view showing a multi-axis load cell according to the present invention,
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an exploded view of the multi-axis load cell shown in FIG. 1;
3 is a view showing the cross-sectional shape of the pillars shown in FIG.
4A is a view showing a state in which a strain gauge is attached to the first pillar shown in FIG.
4B is a view showing a state in which a strain gauge is attached to the third pillar shown in FIG.
4C is a view showing a state in which a strain gauge is attached to the second pillar shown in FIG.
4D is a view showing a state in which a strain gauge is attached to the fourth pillar shown in FIG.
5A is a view showing a state in which a strain gauge is attached to the upper surface of the lower plate shown in FIG.
5B is a view showing a state in which a strain gauge is attached to the lower surface of the lower plate shown in FIG.
6 is a view showing the direction of the force and the distribution of the force when the force Fz is applied to the multi-axis load cell according to the present invention,
7 is a view showing a deformation shape using the finite element analysis method when the force Fz is applied to the multi-axis load cell according to the present invention,
8 is a view showing the direction of the force and the distribution of the force when the force Fx is applied to the multi-axis load cell according to the present invention,
9 is a view showing a shape modified by the finite element analysis method when the force Fx is applied to the multi-axis load cell according to the present invention,
10 is a view showing the direction of the force and the distribution of the force when the torque Mx is applied to the multi-axis load cell according to the present invention,
11 is a view showing a shape modified using the finite element analysis method when the torque Mx is applied to the multi-axis load cell according to the present invention,
12 is a view showing the direction of the force and the distribution of force when the torque Mz is applied to the multi-axis load cell according to the present invention, and
FIG. 13 is a view showing a shape deformed using a finite element analysis method when torque Mz is applied to a multi-axis load cell according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 다축 로드 셀을 나타낸 도면으로, 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)은 하중에 의해 굽힘 및 전단변형 되는 몸체(110)와, 몸체(110)에 부착되며 몸체(110)의 굽힘 및 전단변형율을 감지하고 이를 신호로 출력해 3방향의 힘(Fx, Fy, Fz) 및 3방향의 토크(Mx, My, Mz)를 측정할 수 있게 하는 센싱수단을 포함한다. 1 to 3 is a view showing a multi-axis load cell according to the present invention, the
여기서, 3방향의 힘(Fx, Fy, Fz)은 몸체(110)의 굽힘변형율을 감지해 측정되며, 3방향의 토크(Mx, My, Mz)는 몸체(110)의 전단변형율을 감지해 측정된다.Here, the three-way force (Fx, Fy, Fz) is measured by detecting the bending strain of the
또한, 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)은 몸체(110)의 하부가 고정되는 받침대(130)와, 몸체(110)를 감싸 보호할 수 있도록 몸체(110)를 내부에 한정하되 몸체(110)의 상부를 돌출시키며 받침대(130)에 고정되는 케이스(140)를 더 포함한다.In addition, the
먼저, 몸체(110)는 하나의 블록 재료를 가공하여 일체형으로 제조된다. 이러한 몸체(110)는 상판(112)과, 상판(112)의 하부에 이격 배치되는 하판(120)과, 상판(112)과 하판(120) 사이를 연결하는 수직한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)을 포함한다.First, the
상판(112)은 시스템(도시되지 않음)의 하중부에 연결되는 부분으로, 상판(112)은 몸체(110)의 상부를 형성한다.
여기서, 시스템은 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)이 장착되는 다양한 장치들을 의미한다. Here, the system refers to various devices on which the
상판(112)은 도시된 바와 같이 소정의 두께를 가지는 수평한 원판 형상으로 제공되며, 그 중심부에 제 1 관통공(114)이 형성된다.
즉, 상판(112)은 평면에서 봤을 때 안지름과, 안지름과 동심인 바깥지름을 가지는 환형의 링(ring) 형상으로 제공된다. That is, the
그리고 상판(112)의 상부면에는 시스템의 하중부에 볼트(bolt)를 매개로 연결될 수 있도록 다수의 제 1 연결공(116)이 형성되며, 제 1 연결공(116)의 내주면에는 암나사가 형성된다. In addition, a plurality of first connection holes 116 are formed on the upper surface of the
제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)은 하중에 의해 굽힘 및 전단변형되는 부분으로, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)에서는 힘 Fx, 힘 Fy 및 토크 Mx, 토크 My, 토크 Mz가 감지된다. The first, second, third, and
제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)은 상판(112)과 동심인 가상의 원(C1; 도 3 참조)의 원호를 따라 배치되되, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)은 상호 90도 회전대칭(回轉對稱) 되게 배치된다.The first, second, third, and
이렇게 배치된 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)은 전술한 바와 같이 상판(112)과 하판(120)을 연결하는데, 이를 위해 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들의 상단은 제 1 관통공(114)에 간섭되지 않게 상판(112)의 하부면에 연결되고, 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들의 하단은 하판(120)의 상부면에 연결된다. Each of the
이때, 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 상단과 상판(112)의 하부면 및 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 하단과 하판(120)의 상부면은 응력이 집중(notch effect)되는 것을 방지하기 위해 부드럽게 연결된다. At this time, the upper surface of each of the pillars (118a, 118b, 118c, 118d) and the lower surface of the
일례로, 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 상단과 상판(112)의 하부면 및 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 하단과 하판(120)의 상부면은 도시된 바와 같이 오목하게 만곡된 곡률의 형태로 연결되거나, 또는 도시되지 않았지만 빗면(chamfer)의 형태로 연결될 수 있다.In one example, the top and bottom surfaces of each
한편, 수직하게 연장된 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)은 사각단면, 바람직하게는 서로 수평하게 마주하는 2개의 장변(W)과 2개의 장변(W)의 양단을 연결하는 2개의 단변(T)을 가지는 사각단면을 가지는데, 이때 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)은 어느 하나의 장변(W)이 가상의 원(C1)의 중심과 마주하도록 배치된다.On the other hand, each of the vertically extending
그리고 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 2개의 장변(W) 중 어느 하나에는 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 굽힘 및 전단변형율을 감지해 출력 신호로 송신하여 힘 Fx, 힘 Fy 및 토크 Mx, 토크 My, 토크 Mz를 측정할 수 있게 하는 센싱수단이 부착된다.One of the two long sides W of each of the
하판(120)은 몸체(110)의 하부를 형성하는 부분으로, 하판(120)은 하중에 의해 굽힙변형되며 하판(120)에서는 힘 Fz가 감지된다. The
하판(120)은 도시된 바와 같이 소정의 두께를 가지며 상판(112)과 동심인 가상의 원(C2; 도 3 참조)에 내접 또는 외접하는 수평한 정팔각형태의 평판 형상으로 제공되되, 그 중심부에는 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들에 간섭되지 않게 제 2 관통공(122)이 형성된다. The
여기서, 제 1 관통공(114)과 제 2 관통공(122)은 몸체(110)를 가공하기 위해, 특히 상판(112)과 하판(120) 사이에 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들을 일체로 가공하기 위해 형성된다. Here, the first through
한편, 하판(120)의 8개의 변(邊)의 중심부에는 하판(120)의 중심부를 향해 연장되는 대략 "∞"자 형상의 감지유도홈(124)들이 형성되고, 하판(120)에는 슬릿(slit)한 슬릿공(126)들이 하판(120)을 수직으로 관통하여 형성되는데, 이때 슬릿공(126)들은 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 외측에 형성되며 동시에 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들 사이에 형성된다. On the other hand, in the center of the eight sides (邊) of the
바람직하게는, 슬릿공(126)들은 하판(120)을 평면에서 봤을 때 하판(120)의 중심부 측으로 입을 벌린 통상의 부등호 형상으로 형성된다. 더 바람직하게는 하판(120)의 중심부를 향해 연장되는 감지유도홈(124)들은 인접한 슬릿공(126) 까지만 연장된다. Preferably, the slit holes 126 are formed in the shape of a conventional inequality that opens the mouth toward the center of the
여기서, 감지유도홈(124)들은 하판(120)의 8개의 변(邊)에 인접한 하판(120)의 상부면 및 하부면이 전달되는 힘 Fz에 의해 용이하게 굽힘변형이 일어나게 하면서 동시에 용이하게 복귀되게 한다. 그리고 슬릿공(126)들은 상판(112)으로부터 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들을 따라 전달된 힘 Fz가 분산되는 것을 막으면서 힘 Fz가 슬릿공(126)들 사이로만 진행하여 하판(120)의 8개의 변(邊) 측으로 전달되게 한다. Here, the
그리고 하판(120)의 8개의 변(邊)에 인접한 하판(120)의 상부면 및 하부면에는 하판(120)의 상부면 및 하부면의 굽힘변형율을 감지해 출력 신호로 송신하여 힘 Fz를 측정할 수 있게 하는 센싱수단이 부착된다. And the upper and lower surfaces of the
센싱수단은 힘 Fx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fx1,…, Fx8)와, 힘 Fy를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fy1,…, Fy8) 및 힘 Fz를 감지하는 32개의 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32)를 포함한다. The sensing means includes eight strain gauges (Fx1, ..., Fx8) for detecting force Fx, eight strain gauges (Fy1, ..., Fy8) for detecting force Fy and 32 strain gauges (Fz1, for detecting force Fz). ..., Fz32).
또한 센싱수단은 토크 Mx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx8), 토크 My를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8) 및 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mz1,…, Mz8)를 더 포함한다. In addition, the sensing means includes eight strain gauges (Mx1, ..., Mx8) for detecting torque Mx, eight strain gauges (My1, ..., My8) for detecting torque My, and eight strain gauges (Mz1, for detecting torque Mz). ..., Mz8) is further included.
여기서, 힘 Fx를 감지하는 스트레인 게이지(Fx1,…, Fx8)와 힘 Fy를 감지하는 스트레인 게이지(Fy1,…, Fy8)는 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들에 부착되며, 마찬가지로 토크 Mx를 감지하는 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx8), 토크 My를 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8) 및 토크 Mz를 감지하는 스트레인 게이지(Mz1,…, Mz8)도 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들에 부착된다. Here, strain gauges Fx1, ..., Fx8 for detecting force Fx and strain gauges Fy1, ..., Fy8 for detecting force Fy are attached to
그리고 힘 Fz를 감지하는 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32)는 하판(120)에 부착된다. Strain gauges Fz1,..., Fz32 for detecting the force Fz are attached to the
일례로, 힘 Fx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fx1,…, Fx8) 중 4개의 스트레인 게이지(Fx1,…, Fx4)는 도 4a에 도시된 바와 같이 제 1 기둥(118a)의 외측 장변(W)의 각 모서리 측에 부착되며, 힘 Fx를 감지하는 나머지 4개의 스트레인 게이지(Fx5,…, Fx8)는 도 4b에 도시된 바와 같이 제 1 기둥(118a)과 마주하는 제 3 기둥(118c)의 외측 장변(W)의 각 모서리 측에 부착되는데, 이렇게 부착된 힘 Fx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fx1,…, Fx8)는 통상의 휘스톤 브릿지(wheatstone bridge) 형태로 접속되어 제 1 감지 회로를 형성한다. In one example, four of the eight strain gauges Fx1, ..., Fx8 sensing force Fx are the outer long sides W of the
그리고 힘 Fy를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fy1,…, Fy8) 중 4개의 스트레인 게이지(Fy1,…, Fy4)는 도 4c에 도시된 바와 같이 제 2 기둥(118b)의 외측 장변(W)의 각 모서리 측에 부착되며, 힘 Fy를 감지하는 나머지 4개의 스트레인 게이지(Fy5,…, Fy8)는 도 4d에 도시된 바와 같이 제 2 기둥(118b)과 마주하는 제 4 기둥(118d)의 외측 장변(W)의 각 모서리 측에 부착되는데, 이렇게 부착된 Fy를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fy1,…, Fy8)는 통상의 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 2 감지 회로를 형성한다. Four strain gauges Fy1, ..., Fy4 of the eight strain gauges Fy1, ..., Fy8 for detecting the force Fy are formed on the outer long side W of the
한편, 토크 Mx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx8) 중 4개의 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx4)는 도 4a에 도시된 바와 같이 제 1 기둥(118a)의 외측 장변(W)에 부착되는데, 이때 2개의 스트레인 게이지(Mx1, Mx2)는 제 1 기둥(118a)의 상단 양측 모서리에 부착된 힘 Fx를 감지하는 스트레인 게이지(Fx1, Fx2) 사이에 나란히 부착되며, 또 다른 2개의 스트레인 게이지(Mx3, Mx4)는 제 1 기둥(118a)의 하단 양측 모서리에 부착된 힘 Fx를 감지하는 스트레인 게이지(Fx3, Fx4) 사이에 나란히 부착된다. 그리고 토크 Mx를 감지하는 나머지 4개의 스트레인 게이지(Mx5,…, Mx8)는 도 4b에 도시된 바와 같이 제 1 기둥(118a)과 마주하는 제 3 기둥(118c)의 외측 장변(W)에 부착되되, 이때 2개의 스트레인 게이지(Mx5, Mx6)는 제 3 기둥(118c)의 상단 양측 모서리에 부착된 힘 Fx를 감지하는 스트레인 게이지(Fx5, Fx6) 사이에 나란히 부착되며, 또 다른 2개의 스트레인 게이지(Mx7, Mx8)는 제 3 기둥(118c)의 하단 양측 모서리에 부착된 힘 Fx를 감지하는 스트레인 게이지(Fx7, Fx8) 사이에 나란히 부착된다. 이렇게 부착된 토크 Mx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx8)는 통상의 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 3 감지 회로를 형성한다. Meanwhile, four strain gauges Mx1, ..., Mx4 of the eight strain gauges Mx1, ..., Mx8 for detecting the torque Mx have an outer long side W of the
또한, 토크 My를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8) 중 4개의 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx4)는 도 4c에 도시된 바와 같이 제 2 기둥(118b)의 외측 장변(W)에 부착되는데, 이때 2개의 스트레인 게이지(My1, My2)는 제 2 기둥(118b)의 상단 양측 모서리에 부착된 힘 Fy를 감지하는 스트레인 게이지(Fy1, Fy2) 사이에 나란히 부착되며, 또 다른 2개의 스트레인 게이지(My3, My4)는 제 2 기둥(118b)의 하단 양측 모서리에 부착된 힘 Fy를 감지하는 스트레인 게이지(Fy3, Fy4) 사이에 나란히 부착된다. 그리고 토크 My를 감지하는 나머지 4개의 스트레인 게이지(My5,…, My8)는 도 4d에 도시된 바와 같이 제 2 기둥(118b)과 마주하는 제 4 기둥(118d)의 의 외측 장변(W)에 부착된다. 이때 2개의 스트레인 게이지(My5, My6)는 제 4 기둥(118d)의 상단 양측 모서리에 부착된 힘 Fy를 감지하는 스트레인 게이지(Fy5, Fy6) 사이에 나란히 부착되며, 또 다른 2개의 스트레인 게이지(My7, My8)는 제 4 기둥(118d)의 하단 양측 모서리에 부착된 힘 Fy를 감지하는 스트레인 게이지(Fy7, Fy8) 사이에 나란히 부착된다. 이렇게 부착된 토크 My를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8)는 통상의 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 4 감지 회로를 형성한다.In addition, four strain gauges Mx1, ..., Mx4 of the eight strain gauges My1, ..., My8 that sense torque My are the outer long sides W of the
그리고 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mz1,…, Mz8)는 각각 2개가 한조를 이루면서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 외측 장변(W)의 대략 중앙부에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 상단 측으로 인접하게 부착된다. 이렇게 부착된 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mz1,…, Mz8)는 통상의 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 5 감지 회로를 형성한다. 일례로 도 4a 내지 도4d에 도시된 바와 같이 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8) 중 2개(Mz1, Mx2)는 상기 제 1 기둥(118a)에, 또 다른 2개(Mz3, Mx4)는 상기 제 2 기둥(118b)에, 또 다른 2개(Mz5, Mx6)는 상기 제 3 기둥(118c)에, 또 다른 2개(Mz7, Mx8)는 상기 제 4 기둥에 부착된다.The eight strain gauges Mz1,..., Mz8 for detecting torque Mz each have a pair of outer long sides W of the first, second, third, and
한편, 힘 Fz를 감지하는 32개의 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32) 중 16개의 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz16)는 도 5a에 도시된 바와 같이 하판(120)의 8개의 변(邊)에 인접한 하판(120)의 상부면에 부착되고, 나머지 16개의 스트레인 게이지(Fz17,…, Fz32)는 도 5b에 도시된 바와 같이 하판(120)의 8개의 변(邊)에 인접한 하판(120)의 하부면에 부착된다. Meanwhile, 16 strain gauges Fz1, ..., Fz16 among the 32 strain gauges Fz1, ..., Fz32 for detecting the force Fz are disposed on eight sides of the
이때, 하판(120)의 상부면에 부착되는 16개의 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz16)는 2개가 한 조를 이루면서 인접한 감지유도홈(124)의 2개의 볼록한 부분과 마주하게 부착되며, 마찬가지로 하판(120)의 하부면에 부착되는 16개의 스트레인 게이지(Fz17,…, Fz32)는 2개가 한 조를 이루면서 인접한 감지유도홈(124)의 2개의 오목한 부분과 마주하게 부착된다. At this time, the sixteen strain gauges (Fz1, ..., Fz16) attached to the upper surface of the
여기서 감지유도홈(124)의 볼록한 부분은 감지유도홈(124)을 정면에서 봤을 때 상부 측으로 볼록하게 만곡된 2개의 부분을 의미하며, 반대로 감지유도홈(124)의 오목한 부분은 감지유도홈(124)을 정면에서 봤을 때 하부 측으로 오목하게 만곡된 2개의 부분을 의미한다.Here, the convex portion of the
이렇게 부착된 힘 Fz를 감지하는 32개의 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32)는 통상의 휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 6 감지 회로를 형성한다. The 32 strain gauges Fz1, ..., Fz32 for sensing the attached force Fz are connected in the form of a normal Wheatstone bridge to form a sixth sensing circuit.
한편, 휘스톤 브릿지(wheatstone bridge) 형태로 접속되는 제 1 내지 제 6 감지 회로는 당업계에서는 주지관용의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. Meanwhile, since the first to sixth sensing circuits connected in the form of a Wheatstone bridge are known in the art, a detailed description thereof will be omitted.
이와 같이 센싱수단이 부착된 몸체(110)는 받침대(130) 및 케이스(140)에 의해 감싸지며 보호된다. As such, the
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 받침대(130)는 시스템의 고정부에 고정되는 부분으로, 받침대(130)는 몸체(110)의 하판(120)을 받쳐 지지할 수 있는 면적을 가지는 수평한 원판 형상으로 제공되며, 받침대(130)와 몸체(110)의 하판(120)은 통상의 볼트(bolt)를 매개로 연결된다. Referring back to FIGS. 1 and 2, the
이를 위해서, 하판(120)에는 힘 Fz를 감지하는 32개의 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32), 슬릿공(126)들 및 감지유도홈(124)들에 간섭되지 않게, 바람직하게는 하판(120)의 꼭지점 부분에는 다수의 볼트 체결공(128)이 하판(120)을 수직하게 관통하도록 형성된다. 그리고 받침대(130)의 상부면에는 볼트 체결공(128)에 대응하는 위치에 단턱부(132)들이 돌출되게 형성되는데, 이러한 단턱부(132)들에는 볼트 체결공(128)에 대응하는 볼트 체결홈(134)들이 형성된다. To this end, the
즉, 받침대(130)와 하판(120) 연결 시 볼트(bolt)는 하판(120)의 상부면 측에서 볼트 체결공(128)을 관통해 볼트 체결홈(134)에 체결되는데, 이에 의해 받침대(130)와 하판(120)은 연결된다. 여기서, 볼트 체결홈(132)들의 내주면에는 볼트의 나사부와 맞물리는 암나사가 형성된다. That is, when the
그리고 받침대(130)의 상부면에 형성된 단턱부(132)들은 하판(120)의 하부면에 부착된 힘 Fz를 감지하는 스트레인 게이지(Fz17,…, Fz32)가 받침대(130)의 상부면에 접촉되지 않게 한다. In addition, the stepped
한편, 받침대(130)의 하부면에는 시스템의 고정부에 볼트(bolt)를 매개로 연결될 수 있도록 다수의 제 2 연결공(도시되지 않음)이 형성되며, 제 2 연결공에는 내주면에 암나사가 형성된다. On the other hand, a plurality of second connection holes (not shown) are formed in the lower surface of the
케이스(140)는 센싱수단이 부착된 몸체(110)를 감싸 보호할 수 있도록 내부가 빈 함체 형상으로 제공되되, 케이스(140)의 상부에는 몸체(110)의 상판(112)을 돌출되도록 노출시킬 수 있는 노출공(142)이 형성되며, 측면은 폐쇄되고, 하부는 개방되게 제공된다. The
즉, 센싱수단이 부착된 몸체(110)는 케이스(140)의 개방된 하부를 통해 케이스(140)의 내부에 한정되며, 몸체(110)의 하판(120)에 연결된 받침대(130) 또한 케이스(140)의 내부에 한정된다. That is, the
이때, 케이스(140)의 측면 상에는 제 1 내지 제 6 감지 회로를 케이스(140)의 외부로 안내할 수 있는 커넥터장착공(144)이 형성된다. In this case, a
여기서, 노출공(142)을 통해 노출된 몸체(110)의 상판(112)은 전술한 바와 같이 시스템의 하중부와 연결된다. Here, the
그리고 케이스(140)는 통상의 볼트(bolt)를 매개로 받침대(130)와 연결되는데, 이를 위해서 받침대(130)의 외주면과 마주하는 케이스(140)에는 하나 이상의 고정공(146)이 형성되고, 받침대(130)에 외주면 상에는 고정공(146)에 대응하는 고정홈(148)이 형성된다.And the
즉, 케이스(140)를 받침대(130)에 고정 시 볼트(bolt)는 케이스(140)의 고정공(146)을 관통해 고정홈(148)에 체결되는데, 이에 의해 케이스(140)는 받침대(130)에 고정된다. 여기서, 고정홈(148)들의 내주면에는 볼트의 나사부와 맞물리는 암나사가 형성된다. That is, when fixing the
하기에는 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)에 힘(Fx, Fy, Fz) 및 토크(Mx, My, Mz)가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포, 그리고 힘(Fx, Fy, Fz) 및 토크(Mx, My, Mz)에 대한 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)의 형상 변화에 대해 간략하게 설명한다. Hereinafter, the distribution of the direction and force of the force when the force (Fx, Fy, Fz) and torque (Mx, My, Mz) is applied to the
도 6은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 힘 Fz가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 힘 Fz가 가해졌을 때 유한요소해석법을 이용하여 변형된 형상을 나타낸 도면이다.Figure 6 is a view showing the direction of the force and the distribution of force when the force Fz is applied to the multi-axis load cell according to the present invention, Figure 7 is a finite element when the force Fz is applied to the multi-axis load cell The figure which shows the shape deformed using the analysis method.
여기서, Z방향에 대한 하중인 힘 Fz의 경우 그 영향이 지대하기 때문에 다른 힘(Fx, Fy) 및 토크(Mx, My, Mz)를 감지하는데 큰 영향을 준다. 이에 본 발명에서는 힘 Fz를 감지하는 감지부(하판(120)의 8개 변에 인접한 상부면 및 하부면)만을 따로 분리하여 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)을 구현하였다. Here, in the case of the force Fz, which is a load in the Z direction, since the influence is great, it has a great influence in detecting other forces Fx and Fy and torques Mx, My and Mz. Accordingly, in the present invention, only the sensing unit (the upper and lower surfaces adjacent to eight sides of the lower plate 120) for detecting the force Fz is separated to implement the
도 6에 도시된 바와 같이 상판(112)에 힘 Fz가 작용하면, 힘 Fz는 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)을 거쳐 하판(120)으로 전달된다. 그리고 하판(120)으로 전달된 힘 Fz는 슬릿공(126)들 사이를 거쳐 힘 Fz를 감지하는 감지부, 즉 하판(120)의 8개 변에 인접한 상부면 및 하부면으로 전달된다. When the force Fz acts on the
전술한 바와 같이 힘 Fz를 감지하는 감지부에 힘 Fz가 전달되면, 시스템의 고정부에 고정된 받침대(130)의 단턱부(132)에서는 힘 Fz에 대향하는 힘이 발생하게 되는데, 이에 의해 단턱부(132)와 맞닿아 있는 하판(120)에서는 가장 많은 처짐이 발생하게 되고, 그 양측에서는 가장 큰 굽힘변형이 발생하게 된다(도 7 참조).As described above, when the force Fz is transmitted to the sensing unit that detects the force Fz, a force opposing the force Fz is generated at the stepped
그리고 힘 Fz를 감지하는 감지부, 즉 하판(120)의 8개 변에 인접한 상부면 및 하부면에서 굽힘변형이 일어나면, 하판(120)의 8개 변에 인접한 상부면 및 하부면에 부착된 힘 Fz를 감지하는 32개의 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32)는 이를 감지해 신호로 출력하고, 출력된 신호에 의해 힘 Fz를 측정할 수 있게 된다.And when a bending deformation occurs in the sensing unit for detecting the force Fz, that is, the upper and lower surfaces adjacent to the eight sides of the
도 8은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 힘 Fx가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 힘 Fx가 가해졌을 때 유한요소해석법을 이용하여 변형된 형상을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 토크 Mx가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 토크 Mx가 가해졌을 때 유한요소해석법을 이용하여 변형된 형상을 나타낸 도면이다. 8 is a view showing the direction of the force and the distribution of force when the force Fx is applied to the multi-axis load cell according to the present invention, Figure 9 is a finite element when the force Fx is applied to the multi-axis load cell according to the present invention Figure 10 is a view showing a deformation shape using the analysis method, Figure 10 is a view showing the direction of the force and the distribution of force when the torque Mx is applied to the multi-axis load cell according to the present invention, Figure 11 is according to the present invention Figure showing the shape deformed using the finite element analysis method when the torque Mx is applied to the multi-axis load cell.
여기서, 힘 Fx와 Fy, 그리고 토크 Mx와 토크 My는 직교좌표계를 기준으로 하여 대칭으로 같은 형태의 힘 및 토크의 분포와 변형거동을 가지므로, 하기에는 도 8 및 도 11을 참조하여 힘 Fx와 토크 Mx에 대해서만 설명한다. Here, the forces Fx and Fy, and the torque Mx and the torque My have the same type of force and torque distribution and deformation behavior symmetrically with respect to the Cartesian coordinate system. Only Mx will be described.
도 8에 도시된 바와 같이 상판(112)에 힘 Fx가 작용하면, 힘 Fx는 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)으로 전달된다. 이렇게 힘 Fx가 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)으로 전달되면, 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d) 중 X축 방향과 수직으로 놓인 제 1 기둥(118a) 및 제 3 기둥(118c)은 힘 Fx에 의해 X축 방향으로 굽힙변형이 발생하게 된다(도 9 참조).As the force Fx acts on the
그리고 힘 Fx에 의해 제 1 기둥(118a) 및 제 3 기둥(118c)에 굽힘변형이 일어나면, 제 1 기둥(118a) 및 제 3 기둥(118c)에 부착된 힘 Fx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fx1,…, Fx8)는 이를 감지해 신호로 출력하고, 출력된 신호에 의해 힘 Fx를 측정할 수 있게 된다.When the bending deformation occurs in the
그리고 도 10에 도시된 바와 같이 상판(112)에 토크 Mx가 작용하면, X축 방향으로 X축과 수직으로 놓인 제 1 기둥(118a) 및 제 3 기둥(118c)은 토크 Mx에 의해 Y축 방향으로 전단변형이 발생하게 된다(도 11 참조).When the torque Mx acts on the
이렇게 토크 Mx에 의해 제 1 기둥(118a) 및 제 3 기둥(118c)에 전단변형이 일어나면, 제 1 기둥(118a) 및 제 3 기둥(118c)에 부착된 힘 Mx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx8)는 이를 감지해 신호로 출력하고, 출력된 신호에 의해 힘 Mx를 측정할 수 있게 된다.When the shear deformation occurs in the
도 12는 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 토크 Mz가 가해졌을 때의 힘의 방향과 힘의 전달분포를 나타낸 도면이며, 도 13은 본 발명에 따른 다축 로드 셀에 토크 Mz가 가해졌을 때 유한요소해석법을 이용하여 변형된 형상을 나타낸 도면이다. 12 is a view showing the direction of the force and the distribution of force when the torque Mz is applied to the multi-axis load cell according to the present invention, Figure 13 is a finite element when the torque Mz is applied to the multi-axis load cell according to the present invention The figure which shows the shape deformed using the analysis method.
도 12에 도시된 바와 같이 상판(112)에 토크 Mz가 작용하면, 토크 Mz는 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)으로 전달되고, 동시에 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)은 상판(112)의 접선방향으로 전단변형이 발생한다(도 13 참조).As the torque Mz acts on the
이렇게 토크 Mz에 의해 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)에 전단변형이 일어나면, 각각의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)에 부착된 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mz1,…, Mz8)는 이를 감지해 신호로 출력하고, 출력된 신호에 의해 힘 Mz를 측정할 수 있게 된다.When shear deformation occurs in each
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)은 몸체(110)를 구성하는 4개의 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)과 하판(120)에만 3방향의 힘(Fx, Fy, Fz) 및 3방향의 토크(Mx, My, Mz)를 감지하는 센싱수단이 부착되기 때문에 구조적으로 단순하고, 그로 인해 종속되는 설계 변수를 줄임으로서 설계가 단순화되어 주문에 따른 용량설정 및 감지하려는 축의 설정이 용이하게 한다.The
또한, 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)은 구조가 단순하기 때문에 제작 단가를 현저하게 낮출 수 있으며, 복잡한 회로의 구성이 단순해짐에 따라 회로 작업에 대한 공수를 줄일 수 있게 한다. In addition, the
게다가, 본 발명에 따른 다축 로드 셀(100)은 회로를 단순하게 구성할 수 있기 때문에 제작에 대한 오류를 감소시킬 수 있고, 숙련된 작업자가 아니라도 누구나 쉽게 회로를 구성할 수 있어 안정적인 생산을 가능하게 한다. In addition, since the
상기와 같은 다축 로드 셀(100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The
100 : 다축 로드 셀 110 : 몸체
112 : 상판 118a : 제 1 기둥
118b : 제 2 기둥 118c : 제 3 기둥
118d : 제 4 기둥 120 : 하판
124 : 감지유도홈 126 : 슬릿공
130 : 받침대 132 : 단턱부
140 : 케이스 100: multi-axis load cell 110: body
112:
118b:
118d: fourth pillar 120: bottom plate
124: detection guide groove 126: slit ball
130: pedestal 132: step
140: case
Claims (10)
상기 다축 로드 셀(100)은,
상판(112)과, 상기 상판(112)의 하부에 이격 배치되되 상기 상판(112)으로부터 가해지는 하중에 의해 굽힘변형되는 하판(120), 및 상기 상판(112)과 상기 하판(120) 사이를 연결하되 상기 상판(112)으로부터 가해지는 하중에 의해 굽힘 및 전단변형되는 수직한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)을 가지는 몸체(110);
상기 몸체(110)에 부착되며 상기 몸체(110)의 굽힘 및 전단변형율을 감지하고 이를 신호로 출력해 3방향의 힘(Fx, Fy, Fz) 및 3방향의 토크(Mx, My, Mz)를 측정할 수 있게 하는 센싱수단;
상기 몸체(110)의 상기 하판(120)이 고정되며, 상기 다축 로드 셀(100)이 장착되는 시스템의 고정부에 고정되는 받침대(130); 및
상기 몸체(110)를 감싸 보호할 수 있도록 상기 몸체(110)를 내부에 한정하되 상기 몸체(110)의 상기 상판(112)이 상기 시스템의 하중부에 고정되도록 돌출시키며 상기 받침대(130)에 고정되는 케이스(140);를 포함하며,
상기 센싱수단은,
휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 1 감지회로를 형성하는 상기 힘 Fx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fx1,…, Fx8);
휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 2 감지회로를 형성하는 상기 힘 Fy를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Fy1,…, Fy8);
휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 6 감지회로를 형성하는 상기 힘 Fz를 감지하는 32개의 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32);
휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 3 감지회로를 형성하는 상기 토크 Mx를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx8);
휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 4 감지회로를 형성하는 상기 토크 My를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8); 및
휘스톤 브릿지 형태로 접속되어 제 5 감지회로를 형성하는 상기 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8);를 포함하되,
상기 힘 Fx를 감지하는 8개의 상기 스트레인 게이지(Fx1,…, Fx8) 중 4개(Fx1,…, Fx4)는 상기 제 1 기둥(118a)의 외측 장변(W)의 각 모서리 측에 부착되며, 또 다른 4개(Fx5,…, Fx8)는 상기 제 1 기둥(118a)과 마주하는 상기 제 3 기둥(118c)의 외측 장변(W)의 각 모서리 측에 부착되고,
상기 힘 Fy를 감지하는 8개의 상기 스트레인 게이지(Fy1,…, Fy8) 중 4개(Fy1,…, Fy4)는 상기 제 2 기둥(118b)의 외측 장변(W)의 각 모서리 측에 부착되며, 또 다른 4개(Fy5,…, Fy8)는 상기 제 2 기둥(118b)과 마주하는 상기 제 4 기둥(118d)의 외측 장변(W)의 각 모서리 측에 부착되며,
상기 힘 Fz를 감지하는 32개의 상기 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32) 중 16개(Fz1,…, Fz16)는 정팔각형태의 평판 형상을 제공되는 상기 하판(120)의 8개의 변에 인접한 상기 하판(120)의 상부면에 부착되고, 또 다른 16개(Fz17,…, Fz32)는 상기 하판(120)의 8개의 변에 인접한 상기 하판(120)의 하부면에 부착되고,
상기 토크 Mx를 감지하는 8개의 상기 스트레인 게이지(Mx1,…, Mx8) 중 2개(Mx1, Mx2)는 상기 제 1 기둥(118a)의 상단 양측 모서리에 부착된 상기 힘 Fx를 감지하는 2개의 상기 스트레인 게이지(Fx1, Fx2) 사이에 부착되고, 또 다른 2개(Mx3, Mx4)는 상기 제 1 기둥(118a)의 하단 양측 모서리에 부착된 상기 힘 Fx를 감지하는 2개의 상기 스트레인 게이지(Fx3, Fx4) 사이에 부착되며, 또 다른 2개(Mx5, Mx6)는 상기 제 3 기둥(118c)의 상단 양측 모서리에 부착된 상기 힘 Fx를 감지하는 2개의 상기 스트레인 게이지(Fx5, Fx6) 사이에 부착되고, 또 다른 2개(Mx7, Mx8)는 상기 제 3 기둥(118c)의 하단 양측 모서리에 부착된 상기 힘 Fx를 감지하는 2개의 상기 스트레인 게이지(Fx7, Fx8) 사이에 부착되며,
상기 토크 My를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8) 중 2개(My1, My2)는 상기 제 2 기둥(118b)의 상단 양측 모서리에 부착된 상기 힘 Fy를 감지하는 2개의 상기 스트레인 게이지(Fy1, Fy2) 사이에 부착되고, 또 다른 2개(My3, My4)는 상기 제 2 기둥(118b)의 하단 양측 모서리에 부착된 상기 힘 Fy를 감지하는 2개의 상기 스트레인 게이지(Fy3, Fy4) 사이에 부착되며, 또 다른 2개(My5, My6)는 상기 제 4 기둥(118d)의 상단 양측 모서리에 부착된 상기 힘 Fy를 감지하는 2개의 상기 스트레인 게이지(Fy5, Fy6) 사이에 부착되고, 또 다른 2개(My7, My8)는 상기 제 4 기둥(118d)의 하단 양측 모서리에 부착된 상기 힘 Fy를 감지하는 2개의 상기 스트레인 게이지(Fy7, Fy8) 사이에 부착되고,
상기 토크 Mz를 감지하는 8개의 스트레인 게이지(My1,…, My8) 중 2개(Mz1, Mx2)는 상기 제 1 기둥(118a)에, 또 다른 2개(Mz3, Mx4)는 상기 제 2 기둥(118b)에, 또 다른 2개(Mz5, Mx6)는 상기 제 3 기둥(118c)에, 또 다른 2개(Mz7, Mx8)는 상기 제 4 기둥에 부착되되, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 외측 장변(W)의 중앙부에서 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 상단 측으로 인접하게 부착되는 다축 로드 셀.
In the multi-axis load cell 100,
The multi-axis load cell 100,
The upper plate 112 and the lower plate 120 which is spaced apart from the lower plate 112 and bent and deformed by the load applied from the upper plate 112, and between the upper plate 112 and the lower plate 120 A body 110 connected to and having vertical first, second, third and fourth columns 118a, 118b, 118c, and 118d that are bent and sheared by a load applied from the top plate 112;
It is attached to the body 110 and detects the bending and shear strain of the body 110 and outputs it as a signal to the force in three directions (Fx, Fy, Fz) and torque in three directions (Mx, My, Mz) Sensing means for making measurements;
A pedestal 130 to which the lower plate 120 of the body 110 is fixed and fixed to a fixing part of a system on which the multi-axis load cell 100 is mounted; And
The body 110 is limited to the inside so as to surround and protect the body 110, but the upper plate 112 of the body 110 protrudes to be fixed to the load portion of the system and is fixed to the pedestal 130. Includes case 140,
The sensing means,
Eight strain gauges Fx1, ..., Fx8 for sensing the force Fx connected in a Wheatstone bridge form to form a first sensing circuit;
Eight strain gauges Fy1,..., Fy8 for sensing the force Fy connected in a Wheatstone bridge form to form a second sensing circuit;
32 strain gauges Fz1,..., Fz32 that sense the force Fz connected in a Wheatstone bridge form to form a sixth sensing circuit;
Eight strain gauges Mx1, ..., Mx8 for sensing the torque Mx connected in a Wheatstone bridge form to form a third sensing circuit;
Eight strain gauges My1, ..., My8 for sensing the torque My that are connected in a Wheatstone bridge form to form a fourth sensing circuit; And
Eight strain gauges (My1, ..., My8) for sensing the torque Mz that is connected in the form of a whistle bridge to form a fifth sensing circuit;
Four (Fx1, ..., Fx4) of the eight strain gauges (Fx1, ..., Fx8) for detecting the force Fx is attached to each corner side of the outer long side (W) of the first column (118a), The other four (Fx5, ..., Fx8) is attached to each corner side of the outer long side (W) of the third pillar (118c) facing the first pillar (118a),
Four (Fy1, ..., Fy4) of the eight strain gauges (Fy1, ..., Fy8) for detecting the force Fy is attached to each corner side of the outer long side (W) of the second column (118b), The other four (Fy5, ..., Fy8) is attached to each corner side of the outer long side (W) of the fourth pillar (118d) facing the second pillar (118b),
16 (Fz1, ..., Fz16) of the 32 strain gauges (Fz1, ..., Fz32) for detecting the force (Fz) is adjacent to the eight sides of the lower plate 120 to provide a flat octagonal shape It is attached to the upper surface of the lower plate 120, another 16 (Fz17, ..., Fz32) is attached to the lower surface of the lower plate 120 adjacent to the eight sides of the lower plate 120,
Two of the eight strain gauges Mx1, ..., Mx8 for sensing the torque Mx are two of the two Mx1, Mx2 for detecting the force Fx attached to the upper both sides edges of the first pillar 118a. The two strain gauges Fx3, which are attached between the strain gauges Fx1 and Fx2, and the other two Mx3 and Mx4 which sense the force Fx attached to both bottom edges of the first pillar 118a. Fx4) and another two (Mx5, Mx6) are attached between the two strain gauges (Fx5, Fx6) for detecting the force Fx attached to the upper both sides edge of the third pillar (118c) Another two (Mx7, Mx8) is attached between the two strain gauges (Fx7, Fx8) for detecting the force Fx attached to the lower both sides edge of the third pillar (118c),
Two of the eight strain gauges My1, ..., My8 for sensing the torque My are two strains for detecting the force Fy attached to both upper edges of the second pillar 118b. Two of the strain gauges Fy3 and Fy4 attached between the gauges Fy1 and Fy2 and the other two (My3 and My4) sense the force Fy attached to the lower edges of the second pillar 118b. ) And another two (My5, My6) are attached between the two strain gauges (Fy5, Fy6) for detecting the force Fy attached to the upper both sides corners of the fourth column (118d) Another two (My7, My8) is attached between the two strain gauges (Fy7, Fy8) for detecting the force Fy attached to the lower both sides edge of the fourth column (118d),
Two of the eight strain gauges My1, ..., My8 for detecting the torque Mz are Mz1 and Mx2 on the first column 118a, and another two Mz3 and Mx4 are on the second column ( 118b), another two (Mz5, Mx6) are attached to the third pillar (118c), another two (Mz7, Mx8) to the fourth pillar, the first, second, third And adjacently attached to the upper side of the first, second, third and fourth pillars 118a, 118b, 118c, 118d at the center of the outer long side W of the fourth pillars 118a, 118b, 118c, 118d. Multi-axis load cells.
상기 상판(112)은 수평한 원판 형상으로 제공되되,
상기 상판(112)의 중심부에는 제 1 관통공(114)이 형성되고,
상기 상판(112)의 상부면에는 상기 시스템의 상기 하중부에 볼트를 매개로 연결될 수 있게 다수의 제 1 연결공(116)이 형성되는 다축 로드 셀.
The method according to claim 1,
The top plate 112 is provided in a horizontal disk shape,
The first through hole 114 is formed in the center of the upper plate 112,
The upper surface of the upper plate 112 is a multi-axis load cell is formed with a plurality of first connecting holes 116 to be connected to the load portion of the system via a bolt.
상기 제 1 내지 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들은 상기 상판(112)과 동심인 가상의 원(C1)의 원호를 따라 상호 90도 회전대칭되게 배치되되,
상기 제 1 내지 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들의 상단 및 하단은 각각 상기 상판(112)의 하부면 및 상기 하판(120)의 상부면에 연결되며,
상기 제 1 내지 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들의 상단과 상기 상판(112)의 하부면 및 상기 제 1 내지 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)의 하단과 상기 하판(120)의 상부면은 응력이 집중되지 않게 부드럽게 연결되는 다축 로드 셀.
The method according to claim 1,
The first to fourth pillars 118a, 118b, 118c, and 118d are disposed to be symmetrically rotated 90 degrees along an arc of an imaginary circle C1 concentric with the upper plate 112.
Upper and lower ends of the first to fourth pillars 118a, 118b, 118c, and 118d are connected to a lower surface of the upper plate 112 and an upper surface of the lower plate 120, respectively.
Upper ends of the first to fourth pillars 118a, 118b, 118c, and 118d, lower surfaces of the upper plate 112, lower ends of the first to fourth pillars 118a, 118b, 118c, and 118d and lower plates ( The upper surface of 120 is a multi-axial load cell that is connected smoothly so that stress is not concentrated.
상기 제 1 내지 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들은 각각 서로 수평하게 마주하는 2개의 장변(W)과, 서로 수평하게 마주하면 2개의 상기 장변(W)의 양단을 연결하는 2개의 단변(T)을 가지는 사각단면을 가지되,
상기 제 1 내지 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들은 어느 하나의 상기 장변(W)이 상기 가상의 원(C1)의 중심과 마주하게 배치되는 다축 로드 셀.
The method according to claim 3,
The first to fourth pillars 118a, 118b, 118c, and 118d respectively have two long sides W facing each other horizontally and two long sides W connecting two ends of the two long sides W horizontally. Have a square section with a short side (T),
The first to fourth pillars (118a, 118b, 118c, 118d) are any one of the long side (W) is disposed in the center of the imaginary circle (C1).
상기 하판(120)은 중심부에 제 2 관통공(122)이 형성된 정팔각형태의 평판 형상으로 제공되며,
상기 하판(120)에는 다수의 슬릿공(126)이 형성되되,
상기 슬릿공(126)들은 상기 하판(120)에 연결된 상기 제 1 내지 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들의 외측에 형성됨과 동시에 상기 제 1 내지 제 4 기둥(118a, 118b, 118c, 118d)들 사이에 형성되되 상기 하판(120)을 수직으로 관통하여 형성되고,
상기 하판(120)의 8개의 변에는 상기 하판(120)의 중심부를 향해 "∞"자 형상의 감지유도홈(124)들이 연장되게 형성되는 다축 로드 셀.
The method according to claim 1,
The lower plate 120 is provided in a flat octagonal shape having a second through hole 122 formed in a central portion thereof.
The lower plate 120 is formed with a plurality of slit holes 126,
The slit holes 126 are formed outside the first to fourth pillars 118a, 118b, 118c, and 118d connected to the lower plate 120, and at the same time, the first to fourth pillars 118a, 118b, 118c, 118d) is formed between the lower plate 120 and vertically,
Eight sides of the lower plate 120 is a multi-axis load cell is formed so that the sensing induction grooves 124 of the "∞" shape toward the center of the lower plate 120 is extended.
상기 슬릿공(126)들은 상기 하판(120)을 평면에서 봤을 때 상기 하판(120)의 중심부 측으로 입을 벌린 부등호 형상을 가지며,
상기 감지유도홈(124)들은 인접한 상기 슬릿공(126)까지만 연장되되,
각각의 상기 감지유도홈(124)의 2개의 볼록한 부분과 2개의 오목한 부분과 마주하는 상기 하판의 상부면 및 하부면에는 상기 센싱수단의 상기 힘 Fz를 감지하는 상기 스트레인 게이지(Fz1,…, Fz32)가 부착되는 다축 로드 셀.
The method according to claim 5,
The slit holes 126 have an inequality shape that opens the mouth toward the center side of the lower plate 120 when the lower plate 120 is viewed in plan,
The detection guide grooves 124 extend only to the adjacent slit hole 126,
On the upper and lower surfaces of the lower plate facing the two convex portions and the two concave portions of each of the sensing guide grooves 124, the strain gauges Fz1, ..., Fz32 for sensing the force Fz of the sensing means. Multi-axis load cell with).
상기 하판(120)에는 볼트를 매개로 상기 받침대(130)에 연결될 수 있게 다수의 볼트 체결공(128)이 형성되고,
상기 받침대(130)의 상부면에는 다수의 상기 볼트 체결공(128)에 대응하는 위치에 단턱부(132)들이 돌출되게 형성되되, 상기 단턱부(132)들에는 상기 볼트 체결공(128)에 대응하는 볼트 체결홈(134)들이 형성되며,
상기 받침대(130)의 하부면에는 상기 시스템의 상기 고정부에 볼트를 매개로 연결될 수 있게 다수의 제 2 연결공이 형성되는 다축 로드 셀.
The method according to claim 1,
The lower plate 120 is formed with a plurality of bolt fastening holes 128 to be connected to the pedestal 130 via a bolt,
The upper surface of the pedestal 130 is formed to protrude stepped portion 132 at a position corresponding to the plurality of bolt fastening holes 128, the stepped portion 132 to the bolt fastening hole 128 Corresponding bolt fastening grooves 134 are formed,
The lower surface of the pedestal 130 is a multi-axis load cell in which a plurality of second connecting holes are formed to be connected to the fixing portion of the system via a bolt.
상기 케이스(140)는 내부가 빈 함체 형상으로 제공되되, 측면은 폐쇄되고 하부를 개방되며, 상부에는 상기 몸체(110)의 상기 상판(112)을 돌출되게 노출시키는 노출공(142)이 형성되게 제공되고,
상기 케이스(140)의 측면에는 상기 센싱수단들이 형성하는 상기 제 1 내지 제 6 감지 회로를 안내하는 커넥터장착공(144)이 형성되며,
상기 케이스(140)와 상기 받침대(130)는 볼트를 매개로 고정되되,
상기 받침대(130)의 외주면과 마주하는 상기 케이스(140)에는 고정공(146)이 형성되고, 상기 받침대(130)에는 상기 고정공(146)에 대응하게 고정홈(148)이 형성되는 다축 로드 셀.
The method according to claim 1,
The case 140 is provided in a hollow housing shape, the side is closed and the lower part is opened, the upper portion is exposed hole 142 is formed to expose the upper plate 112 of the body 110 to protrude Provided,
A connector mounting hole 144 for guiding the first to sixth sensing circuits formed by the sensing means is formed at a side of the case 140.
The case 140 and the pedestal 130 is fixed via a bolt,
A fixing hole 146 is formed in the case 140 facing the outer circumferential surface of the pedestal 130, and the fixing shaft 148 is formed in the pedestal 130 to correspond to the fixing hole 146. Cell.
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