KR102313524B1 - Sensor for measuring load on rotating shaft - Google Patents

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KR102313524B1
KR102313524B1 KR1020200096925A KR20200096925A KR102313524B1 KR 102313524 B1 KR102313524 B1 KR 102313524B1 KR 1020200096925 A KR1020200096925 A KR 1020200096925A KR 20200096925 A KR20200096925 A KR 20200096925A KR 102313524 B1 KR102313524 B1 KR 102313524B1
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김태정
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단국대학교 산학협력단
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    • G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects

Abstract

The present invention relates to a sensor for measuring a load of a rotary shaft, which is able to measure a transformation rate of each bridge with a strain gauge attached to each bridge in a subject made of a central body, an outer housing, and a plurality of bridges, rotatably connect the bridges to the central body and the outer housing, detect the longitudinal force of each bridge, and calculate the direction and size of external force applied to the subject based on the detected longitudinal force of each bridge. To this end, the present invention provides the sensor for measuring the load on the rotary shaft, which comprises: a central body; an outer housing placed apart from the central body and formed in a shape surrounding the central body; a plurality of bridges in which one end units and other end units are connected, respectively, to the central body and the outer housing; and a strain gauge attached to the bridges to measure the transformation rate of the bridges. The plurality of bridges can rotate toward the central body and the outer housing.

Description

회전축의 부하 측정 센서{Sensor for measuring load on rotating shaft}Sensor for measuring load on rotating shaft

본 발명은 회전축의 부하 측정 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중심체, 외부 하우징 및 복수개의 브릿지로 구성된 검출 대상체에서, 상기 브릿지에 스트레인 게이지가 각각 부착되어 브릿지별 변형률을 측정하되, 브릿지가 중심체 및 외부 하우징에 대하여 회전이 가능하게 연결됨으로써 브릿지별로 길이방향의 힘을 검출할 수 있으므로, 검출된 브릿지별 길이방향 힘을 기반으로 검출 대상체에 가해지는 외력의 방향 및 크기를 산출할 수 있는 회전축의 부하 측정 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a load measuring sensor of a rotating shaft, and more particularly, in a detection target composed of a central body, an outer housing, and a plurality of bridges, a strain gauge is attached to each of the bridges to measure the strain for each bridge, but the bridge is a central body and Since the force in the longitudinal direction can be detected for each bridge by being rotatably connected to the outer housing, the load of the rotating shaft that can calculate the direction and magnitude of the external force applied to the detection target based on the detected longitudinal force for each bridge It is about the measuring sensor.

산업용 로봇과 같은 기계 장치에는 작업 도중 가해지는 힘이나 토크를 측정하기 위한 센서가 구비된다.A mechanical device such as an industrial robot is equipped with a sensor for measuring a force or torque applied during operation.

이러한 센서는 기계의 고장이나 안전사고를 방지하고, 돌발 상황을 신속히 인식하여 대응할 수 있도록 한다.These sensors prevent machine failure or safety accidents, and enable rapid recognition and response to unexpected situations.

이와 같은 기능을 수행하는 센서로는, 강자성체에 응력이 가해졌을 경우 인장 또는 압축 방향에서 자화되는 정도가 다름을 이용한 차동변압기식 센서, 토크 부하에 의하여 생기는 비틀림 각을 검출하는 위상차 검출 센서, 스트레인 게이지를 이용한 센서 등이 있다.Sensors that perform this function include a differential transformer type sensor that uses a different degree of magnetization in the tensile or compression direction when stress is applied to a ferromagnetic material, a phase difference detection sensor that detects a torsion angle caused by a torque load, and a strain gauge There are sensors using

여기서 스트레인 게이지는, 기계, 항공, 조선 등 기계요소의 해석과 설계를 다루는 분야나, 토목, 건축과 같이 구조물의 해석 및 설계 분야에서 널리 사용되며, 예를 들어, 특정 물체에 스트레인 게이지를 부착하고, 해당 물체에 힘 또는 토크가 가해져 길이 변화가 일어나면 이를 이용하여 변형률을 측정한다.Here, the strain gauge is widely used in the field of analysis and design of mechanical elements such as machinery, aviation, and shipbuilding, or in the field of analysis and design of structures such as civil engineering and architecture, for example, by attaching a strain gauge to a specific object and , When a force or torque is applied to the object and a change in length occurs, it is used to measure the strain.

종래, 센서에 장착된 스트레인 게이지는 부착된 부재의 토크 및 부재에 작용하는 힘, 즉 브릿지에 걸리는 길이방향 힘을 동시에 측정하게 되며, 이에 따라 센서에 토크만을 검출하거나 또는 브릿지의 길이방향 힘을 검출하기 위해서는 이를 소거하기 위한 과정이 수행되거나 별도의 센서가 추가적으로 부착되어야 하는 문제점이 있다.Conventionally, the strain gauge mounted on the sensor simultaneously measures the torque of the attached member and the force acting on the member, that is, the longitudinal force applied to the bridge. Accordingly, only the torque to the sensor or the longitudinal force of the bridge is detected. In order to do this, there is a problem that a process for erasing it must be performed or a separate sensor must be additionally attached.

한국등록특허 제10-1335432호 (발명의 명칭: 힘토크 센서, 힘토크 센서 프레임 및 힘토크 측정 방법, 공고일: 2013.11.22)Korea Patent Registration No. 10-1335432 (Title of the invention: force torque sensor, force torque sensor frame and force torque measurement method, announcement date: 2013.11.22)

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 중심체, 외부 하우징 및 복수개의 브릿지로 구성된 검출 대상체에서, 상기 브릿지에 스트레인 게이지가 각각 부착되어 브릿지별 변형률을 측정하되, 브릿지가 중심체 및 외부 하우징에 대하여 회전이 가능하게 연결됨으로써 브릿지별로 길이방향의 힘을 검출할 수 있으므로, 검출된 브릿지별 길이방향 힘을 기반으로 검출 대상체에 가해지는 외력의 방향 및 크기를 산출할 수 있는 회전축의 부하 측정 센서를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is that, in a detection object composed of a central body, an outer housing, and a plurality of bridges, a strain gauge is attached to each of the bridges to measure the strain for each bridge, and the bridge is rotatable with respect to the central body and the outer housing To provide a load measuring sensor of a rotating shaft capable of calculating the direction and magnitude of an external force applied to an object to be detected based on the detected longitudinal force for each bridge since the force in the longitudinal direction for each bridge can be detected by being connected.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 중심체와, 상기 중심체와 이격되어 배치되되, 상기 중심체를 감싸는 형상으로 형성된 외부 하우징와, 일단부와 타단부가 각각 상기 중심체와 상기 외부 하우징에 연결되는 복수개의 브릿지와, 상기 브릿지에 부착되며, 상기 브릿지의 변형률을 측정하는 스트레인 게이지와 상기 중심체와 상기 브릿지의 일단부를 동시에 관통하여 상기 중심체와 상기 브릿지의 일단부를 연결시키는 제1 핀과, 상기 외부 하우징과 상기 브릿지의 타단부를 동시에 관통하여 상기 외부 하우징과 상기 브릿지의 타단부를 연결시키는 제2 핀을 포함하고,를 포함하고, 복수개의 상기 브릿지는 상기 중심체 및 상기 외부 하우징에 대하여 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 회전축의 부하 측정 센서를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a central body, a plurality of outer housings disposed spaced apart from the central body, formed in a shape surrounding the central body, and one end and the other end respectively connected to the central body and the outer housing. a bridge, a first pin attached to the bridge, a strain gauge for measuring strain of the bridge, and a first pin connecting the central body and one end of the bridge through simultaneously passing through the central body and one end of the bridge; and a second pin that simultaneously penetrates the other end of the bridge and connects the outer housing and the other end of the bridge, wherein the plurality of bridges are rotatable with respect to the central body and the outer housing. A load measuring sensor of the rotating shaft is provided.

여기서, 상기 중심체에는 상기 브릿지의 일단부가 삽입되도록 복수개의 제1 브릿지 삽입홈이 형성되고, 상기 외부 하우징에는 상기 브릿지의 타단부가 삽입되도록 복수개의 제2 브릿지 삽입홈이 형성되며, 상기 브릿지의 일단과 타단에는 각각 상기 제1 브릿지 삽입홈과 상기 제2 브릿지 삽입홈에 끼움결합되는 삽입돌기가 형성될 수 있다.Here, a plurality of first bridge insertion grooves are formed in the central body to insert one end of the bridge, and a plurality of second bridge insertion grooves are formed in the outer housing so that the other end of the bridge is inserted, and one end of the bridge Insertion protrusions that are fitted into the first bridge insertion groove and the second bridge insertion groove may be formed at the other end and the first bridge insertion groove, respectively.

또한, 상기 중심체와 상기 브릿지의 일단부를 동시에 관통하여 상기 중심체와 상기 브릿지의 일단부를 연결시키는 제1 핀과, 상기 외부 하우징과 상기 브릿지의 타단부를 동시에 관통하여 상기 외부 하우징과 상기 브릿지의 타단부를 연결시키는 제2 핀을 더 포함할 수 있다.In addition, a first pin connecting the central body and one end of the bridge through one end of the central body and the bridge simultaneously, and the other end of the outer housing and the bridge passing through the other end of the outer housing and the bridge at the same time It may further include a second pin for connecting the.

또한, 상기 중심체에는 상기 제1 핀이 나사결합되는 제1 핀 결합부가 형성되고, 상기 외부 하우징에는 상기 제2 핀이 나사결합되는 제2 핀 결합부가 형성되며, 상기 브릿지의 일단부 및 타단부에는 각각 제1 핀 및 제2 핀이 관통되는 핀 관통부가 형성되고, 상기 핀 관통부의 직경은 상기 제1 핀 및 상기 제2 핀의 직경보다 크게 형성될 수 있다.In addition, a first pin coupling part to which the first pin is screwed is formed on the central body, a second pin coupling part to which the second pin is screwed is formed on the outer housing, and one end and the other end of the bridge are formed. A fin through portion through which the first fin and the second fin pass may be formed, and a diameter of the fin through portion may be larger than a diameter of the first fin and the second fin.

본 발명에 따른 중심체, 외부 하우징 및 복수개의 브릿지로 구성된 검출 대상체에서, 상기 브릿지에 스트레인 게이지가 각각 부착되어 브릿지별 변형률을 측정하되, 브릿지가 중심체 및 외부 하우징에 대하여 회전이 가능하게 연결됨으로써 브릿지별로 길이방향의 힘을 명확하게 검출할 수 있으므로, 검출된 브릿지별 길이방향 힘을 기반으로 검출 대상체에 가해지는 외력의 방향 및 크기를 산출할 수 있는 이점이 있다.In the detection object comprising the central body, the outer housing, and the plurality of bridges according to the present invention, a strain gauge is attached to each of the bridges to measure the strain for each bridge, but the bridges are rotatably connected with respect to the central body and the outer housing for each bridge Since the force in the longitudinal direction can be clearly detected, there is an advantage in that the direction and magnitude of the external force applied to the detection object can be calculated based on the detected longitudinal force for each bridge.

도 1은 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 일 실시예의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 일 실시예에서 브릿지, 중심체 및 외부 하우징의 결합관계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 다른 실시예의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 다른 실시예에서 브릿지, 중심체 및 외부 하우징의 결합관계를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the configuration of an embodiment of a load measuring sensor of a rotating shaft according to the present invention.
2 is a view for explaining the coupling relationship between the bridge, the central body and the outer housing in an embodiment of the load measuring sensor of the rotating shaft according to the present invention.
3 is a diagram schematically showing the configuration of another embodiment of the load measuring sensor of the rotating shaft according to the present invention.
4 is a view for explaining the coupling relationship between the bridge, the central body and the outer housing in another embodiment of the load measuring sensor of the rotating shaft according to the present invention.

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-described problems to be solved can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiments, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and an additional description thereof will be omitted below.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the load measuring sensor of the rotating shaft according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 일 실시예는 검출 대상체(1100), 스트레인 게이지(1200) 및 외력방향 산출부(미도시)를 포함한다.1 and 2, an embodiment of the load measuring sensor of the rotating shaft according to the present invention includes a detection object 1100, a strain gauge 1200, and an external force direction calculator (not shown).

상기 검출 대상체(1100)는 외력을 받는 대상체이며, 구체적으로 상기 검출 대상체(1100)는 중심체(1110), 외부 하우징(1120) 및 브릿지(1130)를 포함한다.The detection object 1100 is an object receiving an external force, and specifically, the detection object 1100 includes a central body 1110 , an outer housing 1120 , and a bridge 1130 .

상기 중심체(1110)는 상기 검출 대상체(1100)의 중심영역에 배치되며, 도 1에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수도 있지만 다각형으로 형성될 수도 있다.The central body 1110 is disposed in the central region of the detection target 1100 , and may be formed in a circular shape as shown in FIG. 1 or may be formed in a polygonal shape.

상기 외부 하우징(1120)은 상기 중심체(1110)를 기준으로 외측을 둘러싸는 구조로 형성되되, 상기 중심체(1110)와 이격되어 배치된다.The outer housing 1120 is formed to surround the outside with respect to the central body 1110 , and is disposed to be spaced apart from the central body 1110 .

이때 상기 외부 하우징(1120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 환형(ling)으로 형성될 수도 있지만, 다각형의 링 구조로 형성될 수 있으며, 상기 외부 하우징(1120)과 상기 중심체(1110)까지의 거리는 모든 영역이 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the outer housing 1120 may be formed in an annular shape as shown in FIG. 1 , but may be formed in a polygonal ring structure. It is preferable that the distance is formed equally in all regions.

상기 브릿지(1130)는 복수개로 구성되며, 상기 브릿지(1130)의 일단부와 타단부가 각각 상기 중심체(1110)와 상기 외부 하우징(1120)에 연결되되, 상기 브릿지(1130)는 상기 중심체(1110) 및 상기 외부 하우징(1120)에 대하여 회전이 가능하다.The bridge 1130 is configured in plurality, and one end and the other end of the bridge 1130 are connected to the central body 1110 and the outer housing 1120, respectively, and the bridge 1130 is the central body 1110. ) and rotation with respect to the outer housing 1120 is possible.

도 2를 참조하여, 상기 브릿지(1130)가 상기 중심체(1110) 및 상기 외부 하우징(1120)에 대하여 회전이 가능하도록 상기 중심체(1110) 및 상기 외부 하우징(1120)에 연결된 구조를 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2 , a structure in which the bridge 1130 is connected to the central body 1110 and the external housing 1120 so as to be rotatable with respect to the central body 1110 and the outer housing 1120 will be described. same.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 중심체(1110)에는 상기 브릿지(1130)의 일단부가 각각 삽입될 수 있도록 복수개의 제1 브릿지 삽입홈(1111)이 형성된다.As shown in FIG. 2 , a plurality of first bridge insertion grooves 1111 are formed in the central body 1110 so that one end of the bridge 1130 can be inserted, respectively.

상기 외부 하우징(1120)에는 상기 브릿지(1130)의 타단부가 각각 삽입되도록 복수개의 제2 브릿지 삽입홈(1121)이 형성된다.A plurality of second bridge insertion grooves 1121 are formed in the outer housing 1120 so that the other ends of the bridge 1130 are respectively inserted.

상기 브릿지(1130)의 일단과 타단에는 각각 상술한 상기 제1 브릿지 삽입홈(1111)과 상기 제2 브릿지(1130) 삽입홉에 삽입될 수 있도록 삽입돌기(1131)가 형성된다.Insertion protrusions 1131 are formed at one end and the other end of the bridge 1130 so as to be inserted into the above-described first bridge insertion groove 1111 and the second bridge 1130 insertion hop, respectively.

즉, 상기 삽입돌기(1131)는 상기 제1 브릿지 삽입홈(1111)과 상기 제2 브릿지(1130) 삽입홉에 끼움결합됨으로써 상기 브릿지(1130)가 상기 중심체(1110) 및 상기 외부 하우징(1120)에 대하여 회전이 가능하게 된다.That is, the insertion protrusion 1131 is fitted into the first bridge insertion groove 1111 and the second bridge 1130 insertion hop so that the bridge 1130 is connected to the central body 1110 and the outer housing 1120. rotation is possible.

이때, 상기 제1 브릿지 삽입홈(1111)과 상기 삽입돌기(1131) 사이 및 상기 제2 브릿지 삽입홈(1121)과 상기 삽입돌기(1131) 사이에 배치되는 베어링을 더 포함할 수 있으며, 상기 베어링은 상기 브릿지(1130)의 회전이 용이하도록 한다.In this case, a bearing disposed between the first bridge insertion groove 1111 and the insertion projection 1131 and between the second bridge insertion groove 1121 and the insertion projection 1131 may be further included, and the bearing to facilitate rotation of the bridge 1130 .

상기 스트레인 게이지(1200)는 복수개로 구성되어, 상기 검출 대상체(1100), 구체적으로는 상기 브릿지(1130) 각각에 결합되어 상기 브릿지(1130) 각각의 변형률을 측정한다.The strain gauge 1200 is configured in plurality, and is coupled to the detection target 1100 , specifically, each of the bridges 1130 to measure the strain of each of the bridges 1130 .

상기 검출 대상체(1100)에 외력이 가해지는 경우, 외력에 의하여 상기 브릿지(1130)에는 토크 및 축하중이 걸리게 되는데, 본 발명에 따른 축하중 센서의 상기 브릿지(1130)는 상술한 바와 같이, 상기 중심체(1110) 및 상기 외부 하우징(1120)에 대하여 회전이 가능하다.When an external force is applied to the detection object 1100, torque and axial load are applied to the bridge 1130 by the external force. As described above, the bridge 1130 of the axial load sensor according to the present invention is the Rotation is possible with respect to the central body 1110 and the outer housing 1120 .

즉, 상기 검출 대상체(1100)에 외력이 가해짐에 따라 상기 브릿지(1130)에 발생될 수 있는 토크힘에 의하여 상기 브릿지(1130)는 상기 중심체(1110) 및 상기 외부 하우징(1120)에 대하여 회전하게 되므로, 이에 따라 상기 브릿지(1130)의 토크힘은 소거되고, 상기 외력에 의하여 상기 브릿지의 길이방향으로 걸리는 힘이 상기 브릿지(1130)에 걸리게 되며, 결과적으로, 상기 스트레인 게이지(1200)는 브릿지(1130)별 길이방향 힘을 측정한다.That is, as an external force is applied to the detection object 1100 , the bridge 1130 rotates with respect to the central body 1110 and the outer housing 1120 by a torque force that may be generated in the bridge 1130 . Accordingly, the torque force of the bridge 1130 is canceled, and the force applied in the longitudinal direction of the bridge by the external force is applied to the bridge 1130, and as a result, the strain gauge 1200 is the bridge Measure the longitudinal force of the star (1130).

상기 외력방향 산출부는 복수개로 구성된 상기 브릿지(1130) 각각의 변형률, 즉 브릿지의 길이방향 힘을 기반으로 상기 검출 대상체(1100)에 가해지는 외력의 방향 및 크기를 산출한다.The external force direction calculator calculates the direction and magnitude of the external force applied to the detection object 1100 based on the strain of each of the plurality of bridges 1130 , that is, the longitudinal force of the bridges.

여기서, 축적된 평면상의 힘을 리절턴트 벡터(resultant vector)로 구할 수 있으며, 예를 들어, 중심점을 기준으로 축의 단면에 대한 평면방향인 X, Y 축에 걸리는 힘과 중심점을 기준으로 하는 토크를 구할 수 있다.Here, the accumulated force on the plane can be obtained as a resultant vector. For example, the force applied to the X and Y axes, which are plane directions with respect to the cross section of the axis based on the center point, and the torque based on the center point can be saved

도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.Another embodiment of the load measuring sensor of the rotating shaft according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 .

본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 다른 실시예는, 상술한 일 실시예에 기재한 검출 대상체(2100)에 스트레인 게이지(2200)를 부착하여 검출 대상체(2100)에 가해지는 외력의 방향 및 크기를 산출하는 내용은 동일하다.Another embodiment of the load measuring sensor of the rotation shaft according to the present invention attaches a strain gauge 2200 to the detection object 2100 described in the above-described embodiment, and the direction and magnitude of the external force applied to the detection object 2100 The content of calculating is the same.

다만, 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 다른 실시예는 상기 중심체(2110)와 상기 외부 하우징(2120)에 상기 브릿지(2130)가 회전 가능하게 연결되는 구조가, 상술한 일 실시예와 다르게 구성된다.However, in another embodiment of the load measuring sensor of the rotating shaft according to the present invention, the structure in which the bridge 2130 is rotatably connected to the central body 2110 and the outer housing 2120 is different from the above-described embodiment. is composed

즉, 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 다른 실시예는 제1 핀(2310) 및 제2 핀(2320)을 더 포함한다.That is, another embodiment of the load measuring sensor of the rotating shaft according to the present invention further includes a first pin 2310 and a second pin 2320 .

도 3 및 도 4를 참조하여, 상기 브릿지(2130)가 상기 중심체(2110) 및 상기 외부 하우징(2120)에 대하여 미소 회전이 가능하도록 상기 중심체(2110) 및 상기 외부 하우징(2120)에 연결된 구조를 설명하면 다음과 같다.3 and 4, the bridge 2130 is connected to the central body 2110 and the outer housing 2120 so that a minute rotation is possible with respect to the central body 2110 and the outer housing 2120. The explanation is as follows.

우선, 상기 중심체(2100)에는 상기 제1 핀(2310)이 나사결합되는 제1 핀 결합부(2111)가 형성되며, 상기 외부 하우징(2120)에는 상기 제2 핀(2320)이 나사결합되는 제2 핀 결합부(미도시)가 형성되고, 상기 제1 핀 결합부(2111)의 형상과, 제2 핀 결합부의 형상은 동일하다.First, a first pin coupling part 2111 to which the first pin 2310 is screwed is formed in the central body 2100 , and the second pin 2320 is screwed to the outer housing 2120 . Two pin coupling parts (not shown) are formed, and the shape of the first pin coupling part 2111 and the shape of the second pin coupling part are the same.

또한, 상기 브릿지(2130)의 일단부 및 타단부에는 각각 상기 제1 핀(2310) 및 상기 제2 핀(2320)이 관통되는 핀 관통부(2131)가 형성되며, 상기 핀 관통부(2131)의 직경은 상기 제1 핀(2310) 및 상기 제2 핀(2320)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, at one end and the other end of the bridge 2130, a pin through portion 2131 through which the first pin 2310 and the second pin 2320 pass are formed, respectively, and the pin through portion 2131 is formed. It is preferable that the diameter of is formed to be larger than that of the first fin 2310 and the second fin 2320 .

또한, 상기 핀 관통부(2131)의 표면은 요철이 형성되지 않은 매끄러운 표면으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the surface of the pin through portion 2131 is formed as a smooth surface in which irregularities are not formed.

상기 제1 핀(2310)과 상기 제2 핀(2320)은 동일한 구조로 형성되며, 상기 제1 핀(2310)과 상기 제2 핀(2320)의 구조를 제1 핀(2310)을 기준으로 설명하면 다음과 같다. 구체적으로 상기 제1 핀(2310)은 헤드부(2312)와 몸체부(2311)를 포함한다.The first fin 2310 and the second fin 2320 are formed to have the same structure, and the structures of the first fin 2310 and the second fin 2320 will be described based on the first fin 2310 . If you do: Specifically, the first pin 2310 includes a head portion 2312 and a body portion 2311 .

상기 몸체부(2311)는 결합부(2311a)와 지지부(2311b)를 포함하며, 상기 결합부(2311a)는 나사형상으로 형성되어 상기 제1 핀 결합부(2111)에 나사결합되고, 상기 지지부(2311b)는 상기 몸체부(2311)와 상기 헤드부(2312) 사이 영역, 즉 상기 핀 관통부(2131)와 대응되는 영역에 해당한다.The body part 2311 includes a coupling part 2311a and a support part 2311b, and the coupling part 2311a is formed in a screw shape and is screwed to the first pin coupling part 2111, and the support part ( 2311b) corresponds to a region between the body part 2311 and the head part 2312 , that is, a region corresponding to the pin through part 2131 .

상기 지지부(2311b)는 상기 제1 핀 결합부(2111)에 결합되지 않으며, 노출된 상태에 놓이되, 상기 핀 관통부(2131)의 표면과 같이 요철이 형성되지 않은 매끄러운 표면으로 형성된다. The support part 2311b is not coupled to the first pin coupling part 2111 and is exposed, but is formed as a smooth surface in which irregularities are not formed like the surface of the pin through part 2131 .

즉, 상기 지지부(2311b)의 표면과 상기 핀 관통부(2131)의 표면이 요철이 없는 매끄러운 표면으로 형성됨에 따라 상기 검출 대상체(2100)에 외력이 가해져 상기 브릿지(2130)가 상기 중심체(2110) 및 상기 외부 하우징(2120)으로부터 회전될 때, 외력 이외의 마찰력 등과 같은 힘에 영향을 받지 않고 용이하게 회전할 수 있도록 한다.That is, as the surface of the support part 2311b and the surface of the pin penetrating part 2131 are formed as smooth surfaces without irregularities, an external force is applied to the detection target 2100 so that the bridge 2130 is moved to the central body 2110. And, when rotated from the outer housing 2120, it can be easily rotated without being affected by a force such as a friction force other than an external force.

여기서, 상기 지지부(2311b)와 상기 핀 관통부(2131) 사이, 상기 헤드부(2312)와 상기 핀 관통부(2131) 및 상기 중심체 사이에는 베어링(B)이 배치될 수 있으며, 이에 따라, 상기 브릿지(2130)가 상기 중심체(2110) 및 상기 외부 하우징(2120)으로부터 보다 용이하게 회전할 수 있다.Here, a bearing B may be disposed between the support portion 2311b and the pin through portion 2131 , between the head portion 2312 , the pin through portion 2131 and the central body, and thus, the The bridge 2130 may rotate more easily from the central body 2110 and the outer housing 2120 .

상기 헤드부(2312)는 상기 몸체부(2311)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되어, 상기 브릿지(2130)가 상기 제1 핀(2310)으로부터 이탈되지 않도록 구속한다.The head part 2312 is formed to have a larger diameter than that of the body part 2311 , and restrains the bridge 2130 from being separated from the first pin 2310 .

이 외, 다른 구성들에 대한 설명은 상술한 본 발명에 따른 회전축의 부하 측정 센서의 일 실시예에 기재한 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Other than this, the description of other components is the same as that described in the embodiment of the load measuring sensor of the rotary shaft according to the present invention, and thus a description thereof will be omitted.

결과적으로, 상기 중심체와(1110, 2110)과 상기 외부 하우징(1120, 2120)을 연결하는 복수개의 상기 브릿지(1130, 2130)에 상기 스트레인 게이지(1200, 2200)가 각각 부착되어 브릿지(1130, 2130)별 변형률을 측정하되, 상기 브릿지(1130, 2130)는 상기 중심체(1110) 및 상기 외부 하우징(1120, 2120)에 대하여 회전이 가능하게 연결됨으로써 상기 브릿지(1130, 2130)의 브릿지의 길이방향 힘을 검출할 수 있으므로, 브릿지(1130, 2130)별 길이방향 힘을 기반으로 상기 검출 대상체(1100, 2100)에 가해지는 외력의 방향 및 크기를 용이하게 산출할 수 있다.As a result, the strain gauges 1200 and 2200 are attached to the plurality of bridges 1130 and 2130 connecting the central body 1110 and 2110 and the outer housings 1120 and 2120, respectively, so that the bridges 1130 and 2130 are attached. ) by measuring the strain, but the bridges 1130 and 2130 are rotatably connected with respect to the central body 1110 and the outer housings 1120 and 2120, so that the lengthwise force of the bridges of the bridges 1130 and 2130 can be detected, the direction and magnitude of the external force applied to the detection target objects 1100 and 2100 can be easily calculated based on the longitudinal force for each bridge 1130 and 2130 .

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. are possible and such modifications are within the scope of the present invention.

1100, 1200: 검출 대상체
1110, 2110: 중심체
1111: 제1 브릿지 삽입홈
2111: 제1 핀 결합부
1120, 2120: 외부 하우징
1121: 제2 브릿지 삽입홈
1130, 2130: 브릿지
1131: 삽입돌기
2131: 핀 관통부
1200, 2200: 스트레인 게이지
2310: 제1 핀
2311: 몸체부
2311a: 결합부
2311b: 지지부
2312: 헤드부
2320: 제2 핀1100, 1200: detection object
1110, 2110: centrosome
1111: first bridge insertion groove
2111: first pin coupling part
1120, 2120: outer housing
1121: second bridge insertion groove
1130, 2130: bridge
1131: insertion protrusion
2131: pin through portion
1200, 2200: strain gauge
2310: first pin
2311: body part
2311a: coupling part
2311b: support
2312: head
2320: second pin

Claims (4)

중심체;
상기 중심체와 이격되어 배치되되, 상기 중심체를 감싸는 형상으로 형성된 외부 하우징; 및
일단부와 타단부가 각각 상기 중심체와 상기 외부 하우징에 연결되는 복수개의 브릿지;
상기 브릿지에 부착되며, 상기 브릿지의 변형률을 측정하는 스트레인 게이지;
상기 중심체와 상기 브릿지의 일단부를 동시에 관통하여 상기 중심체와 상기 브릿지의 일단부를 연결시키는 제1 핀; 및
상기 외부 하우징과 상기 브릿지의 타단부를 동시에 관통하여 상기 외부 하우징과 상기 브릿지의 타단부를 연결시키는 제2 핀;을 포함하고,
복수개의 상기 브릿지는 상기 중심체 및 상기 외부 하우징에 대하여 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 회전축의 부하 측정 센서.centrosome;
an outer housing spaced apart from the central body and formed in a shape surrounding the central body; and
a plurality of bridges having one end and the other end connected to the central body and the outer housing, respectively;
a strain gauge attached to the bridge and measuring the strain of the bridge;
a first pin passing through the central body and one end of the bridge at the same time to connect the central body and one end of the bridge; and
a second pin passing through the other end of the outer housing and the bridge at the same time to connect the outer housing and the other end of the bridge; and
The plurality of bridges is a load measuring sensor of a rotating shaft, characterized in that it is rotatable with respect to the central body and the outer housing. 제1항에 있어서,
상기 중심체에는 상기 브릿지의 일단부가 삽입되도록 복수개의 제1 브릿지 삽입홈이 형성되고,
상기 외부 하우징에는 상기 브릿지의 타단부가 삽입되도록 복수개의 제2 브릿지 삽입홈이 형성되며,
상기 브릿지의 일단과 타단에는 각각 상기 제1 브릿지 삽입홈과 상기 제2 브릿지 삽입홈에 끼움결합되는 삽입돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 회전축의 부하 측정 센서.According to claim 1,
A plurality of first bridge insertion grooves are formed in the central body so that one end of the bridge is inserted,
A plurality of second bridge insertion grooves are formed in the outer housing so that the other end of the bridge is inserted,
The load measuring sensor of the rotating shaft, characterized in that the first and the other end of the bridge, the first bridge insertion groove and the second bridge insertion groove, characterized in that the insertion projection is formed to be fitted into the insertion groove. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 중심체에는 상기 제1 핀이 나사결합되는 제1 핀 결합부가 형성되고,
상기 외부 하우징에는 상기 제2 핀이 나사결합되는 제2 핀 결합부가 형성되며,
상기 브릿지의 일단부 및 타단부에는 각각 제1 핀 및 제2 핀이 관통되는 핀 관통부가 형성되고,
상기 핀 관통부의 직경은 상기 제1 핀 및 상기 제2 핀의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 회전축의 부하 측정 센서.
According to claim 1,
A first pin coupling portion to which the first pin is screwed is formed in the central body,
A second pin coupling portion to which the second pin is screwed is formed in the outer housing,
At one end and the other end of the bridge, a pin through portion through which the first pin and the second pin pass are formed, respectively;
A diameter of the pin penetrating portion is larger than a diameter of the first pin and the second pin.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0138568B1 (en) * 1994-04-21 1998-05-15 김동윤 Force/moment maesuring device
KR101335432B1 (en) 2012-05-10 2013-11-29 전자부품연구원 Force-torque sensor, force-torque sensor frame and force-torque measuring method

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