KR102560535B1 - Capacitive sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 정전 용량형 센서는, 상부 블록, 하부 블록, 상기 상부 블록과 상기 하부 블록을 탄성 지지하는 복수의 탄성 지지체, 상기 상부 블록의 하부면에 수직한 면을 갖도록 형성되는 상부 수직 전극, 상기 하부 블록의 상부면에 수직한 면을 갖도록 형성되고 상기 상부 수직 전극과 적어도 일부가 오버랩되도록 상기 상부 수직 전극과 마주하도록 배치되는 하부 수직 전극 및 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극을 회로의 일부로 포함하며, 상기 상부 블록 및 상기 하부 블록 중 적어도 하나에 작용하는 힘 또는 토크에 의해 변화되는 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 정전 용량(capacitance) 변화에 대응하는 시그널을 출력하는 전자 회로를 포함한다.A capacitive sensor according to an embodiment of the present invention includes an upper block, a lower block, a plurality of elastic supports elastically supporting the upper block and the lower block, and an upper part formed to have a surface perpendicular to the lower surface of the upper block. A vertical electrode, a lower vertical electrode formed to have a surface perpendicular to the upper surface of the lower block and disposed to face the upper vertical electrode so that at least a portion overlaps the upper vertical electrode, and the upper vertical electrode and the lower vertical electrode Included as part of a circuit, outputting a signal corresponding to a change in capacitance between the upper vertical electrode and the lower vertical electrode that is changed by a force or torque acting on at least one of the upper block and the lower block contains electronic circuits;
Description
본 발명은 정전 용량형 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전 용량의 변화를 이용해 6축 힘/토크를 감지하는 정전 용량형 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitive sensor, and more particularly, to a capacitive sensor that senses a 6-axis force/torque using a change in capacitance.
종래의 힘/토크 센서는 대부분 스트레인 게이지를 이용하여 힘/토크를 감지 또는 측정하는 방식을 사용하고 있다.Most conventional force/torque sensors use a method of sensing or measuring force/torque using a strain gauge.
일반적으로 스트레인 게이지를 이용하는 센서는 외력이 가해지는 한 쌍의 외부 연결구와, 한 쌍의 외부 연결구를 연결하는 탄성체 그리고 탄성체에 부착되어 탄성체의 변형량을 측정하는 스트레인 게이지로 구성된다. 스트레인 게이지는 외부 연결구에 가해지는 외력에 의해 변형되는 탄성체의 변형량에 따라 변화하는 저항을 감지하여 외력을 감지 또는 측정한다.In general, a sensor using a strain gauge is composed of a pair of external connectors to which an external force is applied, an elastic body connecting the pair of external connectors, and a strain gauge attached to the elastic body to measure a deformation amount of the elastic body. A strain gauge senses or measures an external force by detecting a resistance that changes according to an amount of deformation of an elastic body deformed by an external force applied to an external connector.
스트레인 게이지를 이용한 센서는 탄성체에 다수의 스트레인 게이지를 접착하는 방식으로 제조되는데, 이 과정에서 제조 경비가 상승하고, 오랜 시간이 경과한 후에는 스트레인 게이지를 접착하는데 사용되는 접착제가 경화되어 접착제의 손상이 쉽게 유발되는 등의 문제가 종종 발생하였다.Sensors using strain gauges are manufactured by attaching a number of strain gauges to an elastic body. In this process, manufacturing costs increase, and after a long period of time, the adhesive used to attach the strain gauges hardens and damages the adhesive. Problems such as this easily caused often occurred.
최근에는 광학적인 방법으로 탄성체의 변형량을 측정하는 방식의 센서가 개발되고 있으나, 다수의 광학 부품이 사용되어야 하므로 역시 제조 난이도 및 비용이 높은 한계가 있다.Recently, a sensor for measuring the amount of deformation of an elastic body using an optical method has been developed, but since a large number of optical parts must be used, there are also limitations in manufacturing difficulty and high cost.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 보다 단순한 구조로 제조 난이도를 낮추고 내구성이 향상된 정전 용량식 센서를 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a capacitive sensor with a simpler structure, reduced manufacturing difficulty, and improved durability.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 정전 용량형 센서는, 상부 블록, 하부 블록, 상기 상부 블록과 상기 하부 블록을 탄성 지지하는 복수의 탄성 지지체, 상기 상부 블록의 하부면에 수직한 면을 갖도록 형성되는 상부 수직 전극, 상기 하부 블록의 상부면에 수직한 면을 갖도록 형성되고 상기 상부 수직 전극과 적어도 일부가 오버랩되도록 상기 상부 수직 전극과 마주하도록 배치되는 하부 수직 전극 및 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극을 회로의 일부로 포함하며, 상기 상부 블록 및 상기 하부 블록 중 적어도 하나에 작용하는 힘 또는 토크에 의해 변화되는 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 정전 용량(capacitance) 변화에 대응하는 시그널을 출력하는 전자 회로를 포함한다.A capacitive sensor according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is an upper block, a lower block, a plurality of elastic supports for elastically supporting the upper block and the lower block, perpendicular to the lower surface of the upper block An upper vertical electrode formed to have a surface, a lower vertical electrode formed to have a surface perpendicular to the upper surface of the lower block and disposed to face the upper vertical electrode such that at least a portion overlaps the upper vertical electrode, and the upper vertical electrode and the lower vertical electrode as part of a circuit, wherein capacitance between the upper vertical electrode and the lower vertical electrode is changed by a force or torque acting on at least one of the upper block and the lower block. and an electronic circuit outputting a corresponding signal.
상기 정전 용량 변화는 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 간격의 변화에 의해 발생할 수 있다.The capacitance change may be caused by a change in a distance between the upper vertical electrode and the lower vertical electrode.
상기 상부 수직 전극은 3개 이상이 구비되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 상부 수직 전극에 각각 대응되도록 구비될 수 있다.Three or more upper vertical electrodes may be provided, and the lower vertical electrodes may be provided to correspond to each of the upper vertical electrodes.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 하부면으로부터 돌출 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 상부면으로부터 돌출 형성될 수 있다.The upper vertical electrode may protrude from the lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode may protrude from the upper surface of the lower block.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 하부면으로부터 함몰 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 상부면으로부터 돌출 형성될 수 있다.The upper vertical electrode may be recessed from the lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode may protrude from the upper surface of the lower block.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 하부면으로부터 돌출 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 상부면으로부터 함몰 형성될 수 있다.The upper vertical electrode may protrude from the lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode may be recessed from the upper surface of the lower block.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 측면에 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 상부면으로부터 돌출 형성될 수 있다.The upper vertical electrode may be formed on a side surface of the upper block, and the lower vertical electrode may protrude from an upper surface of the lower block.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 하부면으로부터 돌출 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 측면에 형성될 수 있다.The upper vertical electrode may protrude from a lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode may be formed on a side surface of the lower block.
상기 상부 블록의 하부면과 평행하거나 동일 평면 상에 형성되는 면을 갖도록 형성되는 상부 수평 전극 및 상기 하부 블록의 상부면과 평행하거나 동일 평면 상에 형성되는 면을 갖도록 형성되고, 상기 상부 수평 전극과 적어도 일부가 오버랩되도록 상기 상부 수평 전극과 마주하도록 배치되는 하부 수평 전극을 더 포함할 수 있다.An upper horizontal electrode formed to have a surface parallel to or formed on the same plane as the lower surface of the upper block and a surface formed to be parallel to or formed on the same plane with the upper surface of the lower block, and the upper horizontal electrode and A lower horizontal electrode disposed to face the upper horizontal electrode so as to overlap at least a portion of the lower horizontal electrode may be further included.
상기 전자 회로는, 상기 상부 수평 전극과 상기 하부 수평 전극을 회로의 일부로 포함하며, 상기 시그널은 상기 상부 블록 및 상기 하부 블록 중 적어도 하나에 작용하는 힘 또는 토크에 의해 변화되는 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 정전 용량 변화 및 상기 상부 수평 전극과 상기 하부 수평 전극 사이의 정전 용량 변화에 대응하여 변화할 수 있다.The electronic circuit includes the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode as part of a circuit, and the signal is changed by a force or torque acting on at least one of the upper block and the lower block, and the upper vertical electrode and the It may change in response to a capacitance change between the lower vertical electrode and a capacitance change between the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode.
상기 시그널은 서로 직교하는 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz) 각각에 대한 정보를 포함할 수 있다.The signal may include information on each of force components (Fx, Fy, Fz) and torque components (Tx, Ty, Tz) acting in three directions orthogonal to each other.
상기 시그널은 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 정전 용량 및 상기 상부 수평 전극과 상기 하부 수평 전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함할 수 있다.The signal may include information about the capacitance between the upper vertical electrode and the lower vertical electrode and the capacitance between the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to embodiments of the present invention, at least the following effects are obtained.
단순한 구조로 제조 난이도를 낮추고, 향상된 내구성을 갖고, 보다 정확하게 6축 힘/토크를 감지한다.The simple structure lowers the manufacturing difficulty, has improved durability, and more accurately senses the 6-axis force/torque.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록의 하부면을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록의 하부면과 하부 블록의 상부면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 수직 전극과 하부 수직 전극의 초기 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 X방향 힘(Fx)에 의해 변화되는 상부 수직 전극과 하부 수직 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 Y방향 힘(Fy)에 의해 변화되는 상부 수직 전극과 하부 수직 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 Z방향 토크(Tz)에 의해 변화되는 상부 수직 전극과 하부 수직 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 수평 전극과 하부 수평 전극의 초기 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 Z방향 힘(Fz)에 의해 변화되는 상부 수평 전극과 하부 수평 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 X방향 토크(Tx)에 의해 변화되는 상부 수평 전극과 하부 수평 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 Y방향 토크(Ty)에 의해 변화되는 상부 수평 전극과 하부 수평 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록과 하부 블록을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록과 하부 블록의 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록의 하부면과 하부 블록의 하부면을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록과 하부 블록의 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록의 하부면과 하부 블록의 하부면을 개략적을 도시한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing the lower surface of the upper block of the capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view showing a lower surface of the upper block and an upper surface of the lower block of the capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating initial positions of an upper vertical electrode and a lower vertical electrode of a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a positional change of an upper vertical electrode and a lower vertical electrode that is changed by an X-direction force (Fx) acting on an upper block of a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a change in position of an upper vertical electrode and a lower vertical electrode that is changed by a Y-direction force Fy acting on an upper block of a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a positional change of an upper vertical electrode and a lower vertical electrode that is changed by a Z-direction torque (Tz) acting on an upper block of a capacitive sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a diagram schematically illustrating initial positions of an upper horizontal electrode and a lower horizontal electrode of a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram schematically showing position changes of the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode that are changed by a Z-direction force Fz acting on the upper block of the capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a positional change of an upper horizontal electrode and a lower horizontal electrode that is changed by an X-direction torque (Tx) acting on an upper block of a capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram schematically showing positional changes of upper and lower horizontal electrodes that are changed by Y-direction torque (Ty) acting on the upper block of the capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
12 is an exploded perspective view schematically illustrating an upper block and a lower block of a capacitive sensor according to a second embodiment of the present invention.
13 is a perspective view illustrating an assembled state of an upper block and a lower block of a capacitive sensor according to a second embodiment of the present invention.
14 is an exploded perspective view schematically illustrating a lower surface of an upper block and a lower surface of a lower block of a capacitive sensor according to a third embodiment of the present invention.
15 is a perspective view illustrating an assembled state of an upper block and a lower block of a capacitive sensor according to a third embodiment of the present invention.
16 is an exploded perspective view schematically showing a lower surface of an upper block and a lower surface of a lower block of a capacitive sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.In addition, the embodiments described in this specification will be described with reference to cross-sectional views and/or schematic views, which are ideal exemplary views of the present invention. Accordingly, the shape of the illustrative drawings may be modified due to manufacturing techniques and/or tolerances. In addition, in each drawing shown in the present invention, each component may be shown somewhat enlarged or reduced in consideration of convenience of explanation. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 정전 용량형 센서를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to drawings for explaining capacitive sensors according to embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록의 하부면을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록의 하부면과 하부 블록의 상부면을 도시한 도면이다.1 is an exploded perspective view showing a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a lower surface of an upper block of the capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention. 3 is a view showing the lower surface of the upper block and the upper surface of the lower block of the capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서(1)는 하우징(10), 상부 블록(20), 하부 블록(30) 및 탄성 지지체(41, 42, 43)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
하우징(10)은 내부에 수용 공간(14)을 형성하는 몸체(11)를 포함한다. 수용 공간(14)으로는 상부 블록(20), 탄성 지지체(41, 42, 43), 그리고 하부 블록(30)의 적어도 일부가 수용될 수 있다.The
몸체(11)는 하부 블록(30)과 결합될 수 있으며, 이 경우 몸체(11)의 하단은 하부 블록(30)의 베이스 플레이트(31)의 상단에 접하거나 베이스 플레이트(31)의 측면을 둘러싸도록 결합될 수 있다.The
몸체(11)의 상단에는 복수의 제1 상부 블록 고정홀(12a, 12b, 12c)과 복수의 제1 탄성 지지체 고정홀(13a, 13b, 13c)이 형성될 수 있다.A plurality of first upper
제1 상부 블록 고정홀(12a, 12b, 12c)은 상부 블록(20)을 하우징(10)에 고정하기 위한 고정 부재(미도시, 예를 들면 스크류)가 삽입되는 공간이고, 제1 탄성 지지체 고정홀(13a, 13b, 13c)은 탄성 지지체(41, 42, 43)를 하우징(10)에 고정하기 위한 고정 부재(미도시, 예를 들면 스크류)가 삽입되는 공간이다.The first upper
한편, 상부 블록(20)은 전자 회로가 인쇄된 PCB(printed circuit board)(21)를 포함한다. Meanwhile, the
PCB(21)에는 복수의 제1 상부 블록 고정홀(12a, 12b, 12c)과 대응되는 복수의 제2 상부 블록 고정홀(21a, 21b, 21c)이 형성된다. 제2 상부 블록 고정홀(21a, 21b, 21c)은 제1 상부 블록 고정홀(12a, 12b, 12c)을 통해 삽입된 고정 부재가 삽입되는 공간이다.A plurality of second upper
고정 부재에 의해 상부 블록(20)은 하우징(10)에 고정되며, 하우징(10)과 일체로 움직이게 된다.The
도 2에 도시된 바와 같이, PCB(21)의 하부면에는 복수의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 복수의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)이 형성된다.As shown in FIG. 2 , a plurality of upper
상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)은 하부면에 수직한 면을 갖도록 하부면으로부터 돌출 형성되고, 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)은 하부면과 평행하거나 동일 평면 상에 형성되는 면을 갖도록 형성된다.The upper
복수의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)은 등간격으로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)이 방사형으로 120도 간격으로 배치되는 예를 도시하였지만, 실시예에 따라 4개 이상의 상부 수직 전극이 배치될 수도 있다.The plurality of upper
유사하게, 복수의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c) 역시 등간격으로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)이 방사형으로 120도 간격으로 배치되는 예를 도시하였지만, 실시예에 따라 4개 이상의 상부 수평 전극이 배치될 수도 있다.Similarly, the plurality of upper
또한, 실시예에 따라 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)는 서로 다른 개수로 구비될 수도 있다.Also, depending on the embodiment, the upper
또한, 복수의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 복수의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)은 방사형이 아닌 다른 방식으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 3개의 전극이 대략 삼각 형상을 이루도록 배치되거나, 4개의 전극이 사각 형상을 이루도록 배치될 수도 있다.Also, the plurality of upper
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 탄성 지지체(41, 42, 43)는 복수 개로 구비된다. 본 실시예에서는 3개의 탄성 지지체(41, 42, 43)를 도시하였지만, 실시예에 따라 탄성 지지체(41, 42, 43)의 개수는 변경될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the elastic support (41, 42, 43) is provided with a plurality. Although three
3개의 탄성 지지체(41, 42, 43)는 동일한 구조를 가질 수 있으며, 설명의 편의를 위해 하나의 탄성 지지체(41)에 대해 구체적으로 설명하고, 다른 탄성 지지체(42, 43)에 대한 설명은 생략한다.The three
탄성 지지체(41)는 상부 지지단(41a), 상부 로드(41b), 탄성부(41c), 하부 로드(41d), 하부 지지단(41e)을 포함한다.The
상부 지지단(41a)은 하우징(10)에 결합된다. 이를 위해 상부 지지단(41a)에는 제2 탄성 지지체 고정홀(41f)이 형성된다. 제2 탄성 지지체 고정홀(41f)은 제1 탄성 지지체 고정홀(13c)과 대응되도록 형성되며, 별도의 고정 부재가 제1 탄성 지지체 고정홀(13c)과 제2 탄성 지지체 고정홀(41f)로 삽입되어 탄성 지지체(41)를 하우징(10)에 고정한다.The
상부 로드(41b)는 상부 지지단(41a)의 중앙부로부터 하방으로 연장 형성되어 상부 지지단(41a)과 탄성부(41c)를 연결한다.The
탄성부(41c)는 외력에 의한 탄성 변형이 용이하도록 링 형상을 가질 수 있다. 실시예예 따라 탄성부(41c)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.The
하부 로드(41d) 및 하부 지지단(41e)은 탄성부(41c)를 중심으로 상부 지지단(41a) 및 상부 로드(41b)와 대칭 형성된다. 하부 지지단(41e)에는 제3 탄성 지지체 고정홀(41g)이 형성된다. 제3 탄성 지지체 고정홀(41g)은 하부 지지단(41e)은 하부 블록(30)에 고정하기 위한 고정 부재(미도시)가 삽입되는 공간이다.The
한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 블록(30)은 베이스 플레이트(31)와 베이스 플레이트(31)의 상부면으로부터 돌출 형성되는 하부 수평 전극(31a)을 포함한다. 본 실시예에서 하부 수평 전극(31a)은 하부 블록(30)의 상부면을 형성한다.Meanwhile, as shown in FIGS. 1 and 3 , the
본 실시예에서는 하부 수평 전극(31a)을 복수의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 마주하는 하나의 플레이트로 구성하였으나, 실시예에 따라 복수의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)에 일대일로 대응하도록 서로 분리된 복수의 하부 수평 전극으로 구성될 수도 있다.In this embodiment, the lower
하부 수평 전극(31a)은 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 평행하고 적어도 일부가 오버랩된다. 따라서, 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c) 각각은 하부 수평 전극(31a)과 공기를 유전층으로 하는 커패시터(capacitor)로서 기능하게 되며, 하부 수평 전극(31a)과 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)으로 구성되는 커패시터는 PCB(21)에 형성되는 전자 회로의 일부가 된다. 실시예에 따라 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이에 별도의 유전체를 개재할 수도 있다.The lower
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 블록(30)은 하부 수평 전극(31a)으로부터 베이스 플레이트(31)까지 함몰 형성되는 복수의 전극홈(32a, 32b, 32c)을 포함한다. 복수의 전극홈(32a, 32b, 32c)은 복수의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)의 위치와 각각 대응되며 복수의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)의 적어도 일부가 수용되도록 형성된다. 본 실시예에 따른 정전 용량형 센서(1)가 조립된 상태에서, 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)은 전극홈(32a, 32b, 32c)의 바닥면 및 측면과 접하지 않는다.As shown in FIGS. 2 and 3 , the
전극홈(32a, 32b, 32c)의 측면 중 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 마주하는 면은 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c)이 된다. 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c)은 하부 블록(30)의 상부면인 하부 수평 전극(31a)과 수직한 면을 갖도록 형성되며, 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 적어도 일부가 오버랩된다.Sides of the
각각의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c)은 공기를 유전층으로 하는 커패시터(capacitor)로서 기능하게 되며, 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c)으로 구성되는 커패시터는 PCB(21)에 형성되는 전자 회로의 일부가 된다. 실시예에 따라 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c) 사이에 별도의 유전체를 개재할 수도 있다.Each of the upper
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(31)의 상면에는 복수의 탄성 지지체 수용홈(34a, 34b, 34c)이 형성된다. 탄성 지지체 수용홈(34a, 34b, 34c)은 탄성 지지체(41, 42, 43)의 하부 지지단(41e)이 삽입되는 공간으로, 탄성 지지체(41, 42, 43)의 위치와 대응되도록 형성된다.In addition, as shown in FIG. 1, a plurality of elastic support
그리고 각각의 탄성 지지체 수용홈(34a, 34b, 34c)에는 제4 탄성 지지체 고정홀(35a, 35b, 35c)이 형성된다. 제4 탄성 지지체 고정홀(35a, 35b, 35c)은 제3 탄성 지지체 고정홀(41g)과 대응되도록 형성되어, 별도의 고정 부재가 제3 탄성 지지체 고정홀(41g)과 제4 탄성 지지체 고정홀(35a, 35b, 35c)에 삽입되어 탄성 지지체(41, 42, 43)를 하부 블록(30)에 고정한다.In addition, fourth elastic
탄성 지지체(41, 42, 43)는 하우징(10)과 하부 블록(30)을 탄성 지지하게 된다. 상부 블록(20)은 하우징(10)에 고정되도록 설치되므로, 결과적으로 탄성 지지체(41, 42, 43)는 상부 블록(20)과 하부 블록(30)을 탄성 지지하게 된다.The elastic supports 41, 42, and 43 elastically support the
하우징(10)에 외력이 가해지면 상부 블록(20)은 하우징(10)과 일체로 움직이므로, 상부 블록(20)은 하부 블록(30)에 대해 상대적으로 이동하게 된다. 반대로, 하부 블록(30)에 외력이 가해지면, 하부 블록(30)은 상부 블록(20)에 대해 상대적으로 이동하게 된다. When an external force is applied to the
상부 블록(20)과 하부 블록(30)이 서로 상대적으로 이동함에 따라, 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c) 사이의 간격이 변화하고, 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 간격이 변화한다.As the
커패시터의 정전 용량(C)은 아래와 같은 유전율(ε) 및 오버랩 면적(A)에 비례하고, 전극 사이의 간격(d)에 반비례한다(C= εA/d).The capacitance (C) of the capacitor is proportional to the permittivity (ε) and the overlap area (A), and is inversely proportional to the distance (d) between the electrodes (C = εA/d).
따라서, 외력에 의해 상부 블록(20)과 하부 블록(30)이 서로 상대적으로 이동하여, 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c) 사이의 간격과 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 간격이 변화하면, 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c)에 의해 형성되는 커패시터의 정전 용량이 변화하고, 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a)에 의해 형성되는 커패시터의 정전 용량이 변화한다.Therefore, the
본 실시예에 따른 정전 용량형 센서(1)는 변화하는 정전 용량을 이용해 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz)에 대한 정보를 센싱한다.The
PCB(21), 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c), 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c), 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c) 및 하부 수평 전극(31a)에 의해 구성되는 전자 회로는 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c) 간의 정전 용량 및 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량의 변화에 대응하여 변화하는 시그널을 출력하는 전자 회로일 수 있다. An electronic circuit constituted by the
일례로서, 전자 회로는 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c) 간의 정전 용량과 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량을 각각 출력하는 전자 회로일 수 있다.As an example, the electronic circuit has a capacitance between the upper
또는, 전자 회로에서 출력되는 시그널에는 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz)에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이 경우, 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c) 간의 정전 용량과 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량에 기초하여 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz)을 연산하는 연산부가 포함될 수 있다.Alternatively, signals output from the electronic circuit may include information on force components (Fx, Fy, Fz) and torque components (Tx, Ty, Tz) acting in three axial directions. In this case, the capacitance between the upper
이하에서는, 도 4 내지 도 11을 참고하여 3축 방향으로 작용하는 힘(Fx, Fy, Fz)/토크(Tx, Ty, Tz)와 정전 용량의 변화에 대한 관계에 대해 구체적으로 설명한다. 도 4 내지 도 11은 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 전극들 사이의 상대적인 이동을 설명하기 위한 것으로서 설명에 불필요한 구성은 생략하였고, 상부 블록(20)과 하부 블록(30)은 원형으로 단순화하였다.Hereinafter, the relationship between forces (Fx, Fy, Fz)/torques (Tx, Ty, Tz) and changes in capacitance acting in three axial directions will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 11 . 4 to 11 are for explaining the relative movement between the electrodes of the capacitive sensor according to the first embodiment, and components unnecessary for explanation are omitted, and the
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 수직 전극과 하부 수직 전극의 초기 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating initial positions of an upper vertical electrode and a lower vertical electrode of a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서(1)는 3개의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)이 120도 간격으로 구비되고, 3개의 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c)이 3개의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 일대일로 대응되도록 구비된다. 전술한 바와 같이, 3개의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)은 상부 블록(20)에 지지되고, 3개의 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c)은 하부 블록(30)의 베이스 플레이트(31)에 형성된다.As shown in FIG. 4, in the
도 4에 도시된 바와 같이, 상부 블록(20) 및 하부 블록(30)에 외력이 가해지지 않는 상황에서는, 3개의 상부 수직 전극(23a, 23b, 23c)과 3개의 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c)이 대략 평행하게 일정 간격을 유지한 상태로 존재한다.As shown in FIG. 4, in a situation where no external force is applied to the
이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 4에서 X축에 평행한 상부 수직 전극(33a)을 제1 상부 수직 전극으로 지칭하고, 제1 상부 수직 전극(23a)으로부터 +120도 방향에 위치하는 상부 수직 전극(23b)을 제2 상부 수직 전극으로, 제1 상부 수직 전극(23a)으로부터 -120도 방향에 위치하는 상부 수직 전극(23c)을 제3 상부 수직 전극으로 지칭한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the upper
그리고, 제1 상부 수직 전극(23a)과 마주하는 하부 수직 전극(33a)을 제1 하부 수직 전극으로, 제2 상부 수직 전극(23b)과 마주하는 하부 수직 전극(33b)을 제2 하부 수직 전극으로, 제3 상부 수직 전극(23c)과 마주하는 하부 수직 전극(33c)을 제3 하부 수직 전극으로 지칭한다.And, the lower
그리고, 하부 블록(30)을 고정된 상태로 유지되고, 상부 블록(20)이 하부 블록(30)에 대해 움직이는 것을 전제로 설명한다.And, the
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 X방향 힘(Fx)에 의해 변화되는 상부 수직 전극과 하부 수직 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a positional change of an upper vertical electrode and a lower vertical electrode that is changed by an X-direction force (Fx) acting on an upper block of a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
하우징(10)에 X방향 힘(Fx)이 작용하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 블록(20)은 하우징(10)과 함께 X방향으로 소폭 이동하게 된다. 상부 블록(20)의 이동에 의해, 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 거리는 변화하지 않고, 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 거리는 짧아지고, 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 거리는 길어진다.When a force Fx in the X direction acts on the
따라서, 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 정전 용량(C1)은 거의 변화하지 않고(제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a)의 오버랩 면적이 작아지는 경우에는 정전 용량이 소폭 감소할 수 있음), 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 정전 용량(C2)은 증가하고, 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 정전 용량(C3)은 감소한다.Accordingly, the capacitance C1 between the first upper
하우징(10)에 가해지는 X방향 힘(Fx)이 커짐에 따라, 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 거리는 더욱 짧아지고, 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 거리는 더욱 길어진다.As the X-direction force Fx applied to the
따라서, Fx와 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 정전 용량(C2)은 비례하고, Fx와 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 정전 용량(C3)은 반비례하게 된다.Therefore, the capacitance C2 between Fx and the second upper
이러한 관계를 이용해 X 방향으로 작용하는 힘(Fx)을 검출할 수 있다.Using this relationship, the force (Fx) acting in the X direction can be detected.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 Y방향 힘(Fy)에 의해 변화되는 상부 수직 전극과 하부 수직 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a change in position of an upper vertical electrode and a lower vertical electrode that is changed by a Y-direction force Fy acting on an upper block of a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
하우징(10)에 Y방향 힘(Fy)이 작용하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 블록(20)은 하우징(10)과 함께 Y방향으로 소폭 이동하게 된다. 상부 블록(20)의 이동에 의해, 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 거리는 길어지고, 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 거리는 짧아지고, 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 거리는 짧아진다.When a Y-direction force Fy acts on the
따라서, 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 정전 용량(C1)은 감소하고, 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 정전 용량(C2)은 증가하고, 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 정전 용량(C3)은 증가한다.Accordingly, the capacitance C1 between the first upper
하우징(10)에 가해지는 Y방향 힘(Fy)이 커짐에 따라, 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 거리는 더욱 길어지고, 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 거리는 더욱 짧아지고, 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 거리는 더욱 짧아진다.As the Y-direction force Fy applied to the
따라서, Fy와 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 정전 용량(C1)은 반비례하고, Fy와 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 정전 용량(C2)은 비례하고, Fy와 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 정전 용량(C3)은 비례하게 된다.Therefore, the capacitance C1 between Fy and the first upper
이러한 관계를 이용해 Y방향으로 작용하는 힘(Fy)을 검출할 수 있다.Using this relationship, the force (Fy) acting in the Y direction can be detected.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 Z방향 토크(Tz)에 의해 변화되는 상부 수직 전극과 하부 수직 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a positional change of an upper vertical electrode and a lower vertical electrode that is changed by a Z-direction torque (Tz) acting on an upper block of a capacitive sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
하우징(10)에 Z방향 토크(Tz)가 작용하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 블록(20)은 하우징(10)과 함께 Z방향으로 회전하게 된다. 상부 블록(20)의 회전에 의해, 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 거리, 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 거리 및 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 거리는 길어진다.When a Z-direction torque Tz acts on the
따라서, 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 정전 용량(C1), 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 정전 용량(C2) 및 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 정전 용량(C3)은 감소한다.Therefore, the capacitance C1 between the first upper
하우징(10)에 가해지는 Z방향 토크(Tz)가 커짐에 따라, 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 거리, 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 거리 및 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 거리는 더욱 길어진다.As the Z-direction torque Tz applied to the
따라서, Tz는 제1 상부 수직 전극(23a)과 제1 하부 수직 전극(33a) 사이의 정전 용량(C1), 제2 상부 수직 전극(23b)과 제2 하부 수직 전극(33b) 사이의 정전 용량(C2) 및 제3 상부 수직 전극(23c)과 제3 하부 수직 전극(33c) 사이의 정전 용량(C3)과 반비례한다.Therefore, Tz is the capacitance C1 between the first upper
이러한 관계를 이용해 Z방향으로 작용하는 토크(Tz)를 검출할 수 있다.Using this relationship, the torque (Tz) acting in the Z direction can be detected.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 수평 전극과 하부 수평 전극의 초기 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.8 is a diagram schematically illustrating initial positions of an upper horizontal electrode and a lower horizontal electrode of a capacitive sensor according to a first embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서(1)는 3개의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)이 상부 블록(20)의 하부면에 구비된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)은 120도 간격으로 구비된다. 그리고, 하부 수평 전극(31a)은 하부 블록(30)의 베이스 플레이트(31)로부터 돌출 형성된다.As shown in FIG. 8 , in the
도 8에 도시된 바와 같이, 상부 블록(20) 및 하부 블록(30)에 외력이 가해지지 않는 상황에서는, 3개의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a)이 대략 평행하게 일정 간격을 유지한 상태로 존재한다.As shown in FIG. 8, in a situation where no external force is applied to the
이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 8을 기준으로 최우측에 위치하는 상부 수평 전극(24a)을 제1 상부 수평 전극으로, 최좌측에 위치하는 상부 수평 전극(24b)을 제2 상부 수평 전극으로, 중앙에 위치하는 상부 수평 전극(24c)을 제3 상부 수평 전극으로 지칭한다.Hereinafter, for convenience of description, the upper
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 Z방향 힘(Fz)에 의해 변화되는 상부 수평 전극과 하부 수평 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram schematically showing position changes of the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode that are changed by a Z-direction force Fz acting on the upper block of the capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
하우징(10)에 Z방향 힘(Fz)이 작용하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 블록(20)은 하우징(10)과 함께 Z방향으로 소폭 이동하게 된다. 상부 블록(20)의 이동에 의해, 3개의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 길어진다.When a Z-direction force Fz acts on the
따라서, 제1 상부 수평 전극(24a)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C4), 제2 상부 수평 전극(24b)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C5) 및 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C6)은 모두 감소한다.Therefore, the capacitance C4 between the first upper
하우징(10)에 가해지는 Z방향 힘(Fz)이 커짐에 따라, 3개의 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 더욱 길어진다.As the Z-direction force Fz applied to the
따라서, Fz는 제1 상부 수평 전극(24a)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C4), 제2 상부 수평 전극(24b)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C5) 및 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C6)과 반비례한다.Therefore, Fz is the capacitance C4 between the first upper
이러한 관계를 이용해 Z방향으로 작용하는 힘(Fz)을 검출할 수 있다.Using this relationship, the force (Fz) acting in the Z direction can be detected.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 X방향 토크(Tx)에 의해 변화되는 상부 수평 전극과 하부 수평 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a positional change of an upper horizontal electrode and a lower horizontal electrode that is changed by an X-direction torque (Tx) acting on an upper block of a capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
하우징(10)에 X방향 토크(Tx)가 작용하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 블록(20)은 하우징(10)과 함께 X방향으로 회전하게 된다. 상부 블록(20)의 회전에 의해, 제1 상부 수평 전극(24a) 및 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 짧아지고, 제2 상부 수평 전극(24b)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 길어진다.When the X-direction torque Tx acts on the
따라서, 제1 상부 수평 전극(24a)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C4) 및 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C6)은 증가하고, 제2 상부 수평 전극(24b)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C5)은 감소한다.Accordingly, the capacitance C4 between the first upper
하우징(10)에 가해지는 X방향 토크(Tx)가 커짐에 따라, 제1 상부 수평 전극(24a) 및 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 더욱 짧아지고, 제2 상부 수평 전극(24b)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 더욱 길어진다.As the X-direction torque Tx applied to the
따라서, Tx와 제1 상부 수평 전극(24a)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C4) 및 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C6)은 비례하고, Tx와 제2 상부 수평 전극(24b)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C5)은 반비례하게 된다.Therefore, the capacitance C4 between Tx and the first upper
이러한 관계를 이용해 X방향으로 작용하는 토크(Tx)를 검출할 수 있다.Using this relationship, the torque Tx acting in the X direction can be detected.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록에 작용하는 Y방향 토크(Ty)에 의해 변화되는 상부 수평 전극과 하부 수평 전극의 위치 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 11 is a diagram schematically showing positional changes of upper and lower horizontal electrodes that are changed by Y-direction torque (Ty) acting on the upper block of the capacitive sensor according to the first embodiment of the present invention.
하우징(10)에 Y방향 토크(Ty)가 작용하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상부 블록(20)은 하우징(10)과 함께 Y방향으로 회전하게 된다.When Y-direction torque Ty acts on the
제2 상부 수평 전극(24b)은 Y축에 인접하여 위치하므로 제2 상부 수평 전극(24b)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 크게 변하지 않는다.Since the second upper
그러나, 제1 상부 수평 전극(24a)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 길어지고, 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 짧아진다.However, the distance between the first upper
따라서, 제2 상부 수평 전극(24b)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C5)은 거의 변화하지 않고, 제1 상부 수평 전극(24a)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C4)은 감소하고, 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C6)은 증가한다.Therefore, the capacitance C5 between the second upper
하우징(10)에 가해지는 Y방향 토크(Ty)가 커짐에 따라, 제1 상부 수평 전극(24a)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 더욱 길어지고, 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 거리는 더욱 짧아진다.As the Y-direction torque (Ty) applied to the
따라서, Ty와 제1 상부 수평 전극(24a)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C4)은 반비례하고, Ty와 제3 상부 수평 전극(24c)과 하부 수평 전극(31a) 사이의 정전 용량(C6)은 비례하게 된다.Therefore, the capacitance C4 between Ty and the first upper
이러한 관계를 이용해 Y방향으로 작용하는 토크(Ty)를 검출할 수 있다.Using this relationship, the torque (Ty) acting in the Y direction can be detected.
상부 수직 전극(23a, 23b, 23c), 하부 수직 전극(33a, 33b, 33c), 상부 수평 전극(24a, 24b, 24c)의 X, Y, Z 축에 대한 상대적인 위치의 변화에 따라 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz)을 검출하는 방법은 달라질 수 있다.The three-axis direction according to changes in the relative positions of the upper
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전 용량형 센서에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.Hereinafter, a capacitive sensor according to a second embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, the same reference numerals are used for parts similar to those of the first embodiment, and descriptions of parts common to the first embodiment are omitted.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록과 하부 블록을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록과 하부 블록의 조립된 상태를 도시한 사시도이다.12 is an exploded perspective view schematically illustrating an upper block and a lower block of a capacitive sensor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an upper block of a capacitive sensor according to a second embodiment of the present invention. It is a perspective view showing the assembled state of the and lower blocks.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전 용량형 센서(2)의 상부 블록(220)은 제1 실시예의 하부 수평 전극(31a)과 유사한 형상을 갖는다.As shown in FIG. 12, the
상부 블록(220)은 몸체를 형성하는 플레이트(221)를 포함하며, 플레이트(221)의 측면은 상부 수직 전극(223a, 223b, 223c)으로 기능하고, 플레이트(221)의 하부면은 상부 수평 전극으로 기능한다. 즉, 본 실시예에서는 상부 수직 전극(223a, 223b, 223c)이 상부 블록(220)의 측면에 형성된다.The
한편, 하부 블록(230)은 베이스 플레이트(231)의 상부면에 돌출 형성되는 복수의 하부 수직 전극(233a, 233b, 233c)과 복수의 하부 수평 전극(232a, 232b, 232c)을 포함한다.Meanwhile, the
도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 하부 수평 전극(232a, 232b, 232c)은 플레이트(221)의 하부면과 오버랩된다. 복수의 하부 수평 전극(232a, 232b, 232c)과 플레이트(221)의 하부면은 서로 접촉하지 않은 상태를 유지한다.As shown in FIG. 13 , the plurality of lower
또한, 복수의 하부 수직 전극(233a, 233b, 233c)은 각각 플레이트(221)의 측면과 이격되도록 배치된다. 플레이트(221)의 측면 중 하부 수직 전극(233a, 233b, 233c)들과 마주하는 면이 상부 수직 전극(223a, 223b, 223c)으로 기능하게 된다. In addition, the plurality of lower
도시되지는 않았지만, 본 실시예에 따른 정전 용량형 센서(2) 역시 전술한 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서(1)와 유사하게 하우징(10) 및 탄성 지지체(41, 42, 43)를 포함할 수 있다. 그리고, 상부 블록(220)은 하우징(10)에 고정되고, 탄성 지지체(41, 42, 43)는 하우징(10)과 하부 블록(230)을 각각 탄성 지지하여, 외력(Fx, Fy, Fz, Tx, Ty, Tz)에 의해 상부 블록(220)과 하부 블록(230)이 상대적으로 움직일 수 있도록 구성될 수 있다.Although not shown, the
본 실시예에 따른 정전 용량형 센서(2) 역시, 외력에 의해 상부 수직 전극(223a, 223b, 223c)과 하부 수직 전극(233a, 233b, 233c), 상부 수평 전극과 하부 수평 전극(232a, 232b, 232c) 사이의 간격 변화/정전 용량의 변화를 이용해 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz)을 검출할 수 있다.In the
제2 실시예에 따른 정전 용량형 센서(2)의 변형예로서, 상부 블록(220)과 하부 블록(230)이 서로 위치가 반전되도록 배치될 수 있다. 즉, 도 12 및 도 13의 하부 블록(230)이 180도 반전되어 상부 블록으로서 기능하고, 상부 블록(220)이 180도 반전되어 하부 블록으로서 기능하게 된다. As a modified example of the
이 경우, 도 12에 도시된 복수의 하부 수직 전극(233a, 233b, 233c)과 복수의 하부 수평 전극(232a, 232b, 232c)은 각각 상부 수직 전극과 상부 수평 전극이 된다. 그리고 플레이트(221)의 측면에 형성된 상부 수직 전극(223a, 223b, 223c)은 하부 수직 전극이 되고, 플레이트(221)의 일면은 하부 수평 전극으로 기능하게 된다.In this case, the plurality of lower
즉, 변형예에 따른 정전 용량형 센서에서는 상부 수직 전극이 상부 블록의 하부면으로부터 돌출 형성되고, 하부 수직 전극은 하부 블록의 측면에 형성되게 된다.That is, in the capacitive sensor according to the modified example, the upper vertical electrode protrudes from the lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode is formed on the side surface of the lower block.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전 용량형 센서에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.Hereinafter, a capacitive sensor according to a third embodiment of the present invention will be described. For convenience of description, the same reference numerals are used for parts similar to those of the first embodiment, and descriptions of parts common to the first embodiment are omitted.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록의 하부면과 하부 블록의 하부면을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록과 하부 블록의 조립된 상태를 도시한 사시도이다.14 is an exploded perspective view schematically showing a lower surface of an upper block and a lower surface of a lower block of a capacitive sensor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 15 is an electrostatic capacitance according to a third embodiment of the present invention. It is a perspective view showing an assembled state of the upper and lower blocks of the capacitive sensor.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전 용량형 센서(3)의 상부 블록(320)은 상부 플레이트(321)의 하부면에 돌출 형성된 복수의 상부 수직 전극(323a, 323b, 323c)과 복수의 상부 수평 전극(324a, 324b, 324c)을 포함한다.As shown in FIG. 14, the
그리고, 하부 블록(330)은 베이스 플레이트(331)의 상부면에 돌출 형성된 복수의 하부 수직 전극(333a, 333b, 333c)과 복수의 하부 수평 전극(332a, 332b, 332c)을 포함한다.The lower block 330 includes a plurality of lower
도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 상부 수직 전극(323a, 323b, 323c)과 복수의 하부 수직 전극(333a, 333b, 333c)은 일부가 오버랩되고 상호 간에 접하지 않고 마주하도록 배치된다. 동시에 복수의 상부 수직 전극(323a, 323b, 323c)은 베이스 플레이트(331)와 접하지 않도록 형성되고, 복수의 하부 수직 전극(333a, 333b, 333c)은 상부 플레이트(321)에 접하지 않도록 형성된다.As shown in FIG. 15 , the plurality of upper
또한, 복수의 상부 수평 전극(324a, 324b, 324c)은 복수의 하부 수평 전극(332a, 332b, 332c)의 상부에 위치하여 상호 간에 접하지 않고 오버랩되도록 배치된다.In addition, the plurality of upper
도시되지는 않았지만, 본 실시예에 따른 정전 용량형 센서(3) 역시 전술한 제1 실시예에 따른 정전 용량형 센서(1)와 유사하게 하우징(10) 및 탄성 지지체(41, 42, 43)를 포함할 수 있다. 그리고, 상부 블록(320)은 하우징(10)에 고정되고, 탄성 지지체(41, 42, 43)는 하우징(10)과 하부 블록(330)을 각각 탄성 지지하여, 외력(Fx, Fy, Fz, Tx, Ty, Tz)에 의해 상부 블록(320)과 하부 블록(330)이 상대적으로 움직일 수 있도록 구성될 수 있다.Although not shown, the
본 실시예에 따른 정전 용량형 센서(3) 역시, 외력에 의해 상부 수직 전극(323a, 323b, 323c)과 하부 수직 전극(333a, 333b, 333c), 상부 수평 전극(324a, 324b, 324c)과 하부 수평 전극(332a, 332b, 332c) 사이의 간격 변화/정전 용량의 변화를 이용해 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz)을 검출할 수 있다. In the
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 정전 용량형 센서에 대해 설명한다. 설명의 편의를 위하여 제3 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다.Hereinafter, a capacitive sensor according to a fourth embodiment of the present invention will be described. For convenience of description, the same reference numerals are used for parts similar to those of the third embodiment, and descriptions of parts common to those of the first embodiment are omitted.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정전 용량형 센서의 상부 블록의 하부면과 하부 블록의 하부면을 개략적을 도시한 분해 사시도이다.16 is an exploded perspective view schematically showing a lower surface of an upper block and a lower surface of a lower block of a capacitive sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 정전 용량형 센서(4)는, 전술한 제3 실시예에 따른 정전 용량형 센서(3)와 비교하여, 상부 블록(420)의 형상이 다소 상이하다. As shown in FIG. 16, the capacitive sensor 4 according to the fourth embodiment of the present invention has an
본 발명의 제4 실시예에 따른 정전 용량형 센서(4)는 복수의 상부 수직 전극(423a, 423b, 423c)이 상부 플레이트(321)의 하부면으로부터 함몰 형성된다.In the capacitive sensor 4 according to the fourth embodiment of the present invention, a plurality of upper
따라서, 하부 블록(330)에 형성된 복수의 하부 수직 전극(333a, 333b, 333c)은 일부가 상부 블록(420)의 내측으로 삽입되어 상부 수직 전극(423a, 423b, 423c)과 마주하게 된다.Accordingly, some of the plurality of lower
하부 수직 전극(333a, 333b, 333c)의 일부가 상부 블록(420)의 내측으로 삽입됨에 따라, 상부 블록(420)과 하부 블록(330) 사이의 간격이 좁아지므로 복수의 상부 수평 전극(424a, 424b, 424c)은 제3 실시예에 비해 돌출 길이가 짧아지거나, 상부 플레이트(321)의 하부면과 동일 평면 상에 형성될 수 있다.As some of the lower
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 정전 용량형 센서는 외력에 의해 발생하는 상부 블록과 상부 블록의 상대적인 이동을 이용해 상부 수직 전극과 하부 수직 전극, 상부 수평 전극과 하부 수평 전극에서의 정전 용량의 변화를 기초로 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz)을 검출한다.As described above, the capacitive sensor according to the embodiments of the present invention uses the relative movement of the upper block and the upper block caused by an external force in the upper vertical electrode and the lower vertical electrode, and the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode. Based on the change in capacitance, force components (Fx, Fy, Fz) and torque components (Tx, Ty, Tz) acting in three axial directions are detected.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
1, 2, 3, 4: 정전 용량형 센서 10: 하우징 11: 몸체
12a, 12b, 12c: 제1 상부 블록 고정홀
13a, 13b, 13c: 제1 탄성 지지체 고정홀
14: 수용 공간 20. 220, 320, 420: 상부 블록 21: PCB
21a, 21b, 21c: 제2 상부 블록 고정홀
23a, 23b, 23c, 223a, 223b, 223c, 323a, 323b, 323c, 423a, 423b, 423c: 상부 수직 전극
24a, 24b, 24c, 324a, 324b, 324c, 424a, 424b, 424c: 상부 수평 전극
30: 하부 블록 31, 231, 331: 베이스 플레이트
31a, 232a, 232b, 232c, 332a, 332b, 332c: 하부 수평 전극
32a, 32b, 32c: 전극홈
33a, 33b, 33c, 233a, 233b, 233c, 333a, 333b, 333c: 하부 수직 전극
34a, 34b, 34c: 탄성 지지체 수용홈
35a, 35b, 35c: 제4 탄성 지지체 고정홀
41, 42, 43: 탄성 지지체 41a: 상부 지지단
41b: 상부 로드 41c: 탄성부
41d: 하부 로드 41e: 하부 지지단
41f: 제2 탄성 지지체 고정홀 41g: 제3 탄성 지지체 고정홀1, 2, 3, 4: capacitive sensor 10: housing 11: body
12a, 12b, 12c: first upper block fixing hole
13a, 13b, 13c: first elastic support fixing hole
14:
21a, 21b, 21c: second upper block fixing hole
23a, 23b, 23c, 223a, 223b, 223c, 323a, 323b, 323c, 423a, 423b, 423c: upper vertical electrode
24a, 24b, 24c, 324a, 324b, 324c, 424a, 424b, 424c: upper horizontal electrode
30:
31a, 232a, 232b, 232c, 332a, 332b, 332c: lower horizontal electrode
32a, 32b, 32c: electrode groove
33a, 33b, 33c, 233a, 233b, 233c, 333a, 333b, 333c: lower vertical electrode
34a, 34b, 34c: elastic support body receiving groove
35a, 35b, 35c: fourth elastic support fixing hole
41, 42, 43:
41b:
41d:
41f: second elastic
Claims (12)
하부 블록;
상기 상부 블록과 상기 하부 블록을 탄성 지지하는 복수의 탄성 지지체;
상기 상부 블록의 하부면에 수직한 면을 갖도록 형성되는 상부 수직 전극;
상기 하부 블록의 상부면에 수직한 면을 갖도록 형성되고 상기 상부 수직 전극과 적어도 일부가 오버랩되도록 상기 상부 수직 전극과 마주하도록 배치되는 하부 수직 전극;
상기 상부 블록의 하부면과 평행하거나 동일 평면 상에 형성되는 면을 갖도록 형성되는 상부 수평 전극;
상기 하부 블록의 상부면과 평행하거나 동일 평면 상에 형성되는 면을 갖도록 형성되고, 상기 상부 수평 전극과 적어도 일부가 오버랩되도록 상기 상부 수평 전극과 마주하도록 배치되는 하부 수평 전극;
상기 상부 수직 전극, 상기 하부 수직 전극, 상기 상부 수평 전극 및 상기 하부 수평 전극을 회로의 일부로 포함하며, 상기 상부 블록 및 상기 하부 블록 중 적어도 하나에 작용하는 힘 또는 토크에 의해 변화되는, 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 정전 용량(capacitance) 변화 및 상기 상부 수평 전극과 상기 하부 수평 전극 사이의 정전 용량 변화에 대응하는 시그널을 출력하는 전자 회로를 포함하는, 정전 용량형 센서.upper block;
lower block;
a plurality of elastic supports for elastically supporting the upper block and the lower block;
an upper vertical electrode formed to have a surface perpendicular to the lower surface of the upper block;
a lower vertical electrode formed to have a surface perpendicular to an upper surface of the lower block and disposed to face the upper vertical electrode such that at least a portion thereof overlaps with the upper vertical electrode;
an upper horizontal electrode formed to have a surface parallel to or formed on the same plane as the lower surface of the upper block;
a lower horizontal electrode formed to have a surface parallel to or formed on the same plane as the upper surface of the lower block, and disposed to face the upper horizontal electrode such that at least a portion overlaps with the upper horizontal electrode;
The upper vertical electrode, the lower vertical electrode, the upper horizontal electrode, and the lower horizontal electrode are included as part of a circuit, and the upper vertical electrode is changed by a force or torque acting on at least one of the upper block and the lower block. and an electronic circuit outputting signals corresponding to changes in capacitance between electrodes and the lower vertical electrode and changes in capacitance between the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode.
상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 상기 정전 용량 변화는 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 간격의 변화에 의해 발생하고
상기 상부 수평 전극과 상기 하부 수평 전극 사이의 정전 용량 변화는 상기 상부 수평 전극과 상기 하부 수평 전극 사이의 간격의 변화에 의해 발생하는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
The capacitance change between the upper vertical electrode and the lower vertical electrode is caused by a change in the distance between the upper vertical electrode and the lower vertical electrode,
The capacitance type sensor, wherein the change in capacitance between the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode is caused by a change in the distance between the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode.
상기 상부 수직 전극은 3개 이상이 구비되고,
상기 하부 수직 전극은 상기 상부 수직 전극에 각각 대응되도록 구비되는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
The upper vertical electrode is provided with three or more,
Wherein the lower vertical electrodes are provided to correspond to the upper vertical electrodes, respectively.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 하부면으로부터 돌출 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 상부면으로부터 돌출 형성되는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
Wherein the upper vertical electrode protrudes from the lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode protrudes from the upper surface of the lower block.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 하부면으로부터 함몰 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 상부면으로부터 돌출 형성되는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
Wherein the upper vertical electrode is recessed from the lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode is formed to protrude from the upper surface of the lower block.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 하부면으로부터 돌출 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 상부면으로부터 함몰 형성되는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
Wherein the upper vertical electrode protrudes from the lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode is recessed from the upper surface of the lower block.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 측면에 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 상부면으로부터 돌출 형성되는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
The upper vertical electrode is formed on a side surface of the upper block, and the lower vertical electrode protrudes from the upper surface of the lower block.
상기 상부 수직 전극은 상기 상부 블록의 하부면으로부터 돌출 형성되고, 상기 하부 수직 전극은 상기 하부 블록의 측면에 형성되는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
Wherein the upper vertical electrode protrudes from a lower surface of the upper block, and the lower vertical electrode is formed on a side surface of the lower block.
상기 상부 수평 전극은 3개 이상이 구비되고,
상기 하부 수평 전극은 상기 상부 수평 전극에 각각 대응되도록 구비되는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
The upper horizontal electrode is provided with three or more,
Wherein the lower horizontal electrodes are provided to correspond to the upper horizontal electrodes, respectively.
상기 시그널은 서로 직교하는 3축 방향으로 작용하는 힘 성분(Fx, Fy, Fz) 및 토크 성분(Tx, Ty, Tz) 각각에 대한 정보를 포함하는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
The signal includes information on each of force components (Fx, Fy, Fz) and torque components (Tx, Ty, Tz) acting in three axial directions orthogonal to each other.
상기 시그널은 상기 상부 수직 전극과 상기 하부 수직 전극 사이의 정전 용량 및 상기 상부 수평 전극과 상기 하부 수평 전극 사이의 정전 용량에 대한 정보를 포함하는, 정전 용량형 센서.According to claim 1,
Wherein the signal includes information on the capacitance between the upper vertical electrode and the lower vertical electrode and the capacitance between the upper horizontal electrode and the lower horizontal electrode.
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