TWI811395B - 轉矩感測器之安裝構造 - Google Patents

轉矩感測器之安裝構造 Download PDF

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Abstract

轉矩感測器具備第1構造體、第2構造體、設置於第1構造體與第2構造體之間的第3構造體、設置於第1構造體與第2構造體之間的至少2個感測器部。與第1構造體成一體構造的複數個第1接觸部是設置於比第1構造體的外周部更內側，第1前端配置於外周部的附近，且第1前端接觸於第1安裝部。與第2構造體成一體構造的複數個第2接觸部是設置於第2構造體的內周部的一部分，第2前端配置於內周部的附近，且第2前端接觸於第2安裝部。

Description

轉矩感測器之安裝構造
本發明的實施形態與適用於例如機器手臂等的轉矩感測器有關，是有關於一種轉矩感測器之安裝構造。
轉矩感測器具有：施加轉矩的第1構造體、輸出轉矩的第2構造體、作為將第1構造體與第2構造體連結的樑的複數個應變(Strain)部，且在該等應變部配置有作為感測器元件的複數個應變計。藉由這些應變計而構成有電橋電路(參照例如專利文獻1、2、3)。
在對汽車的引擎等之輸出部所產生的轉矩進行測定的轉矩量轉換器中，減低轉矩以外的彎曲應力之影響的技術已有在開發(參照例如專利文獻4)。
先行技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2013-096735號公報
專利文獻2：日本專利特開2015-049209號公報
專利文獻3：日本專利特開2017-172983號公報
專利文獻4：日本專利特開2010-169586號公報
發明概要
例如圓盤狀的轉矩感測器具有第1構造體與第2構造體、第1構造體與第2構造體之間的第3構造體，且在第1構造體與第2構造體之間會設置作為應變感測器的應變體或應變計。
在將第1構造體固定於機器手臂的例如基座，並將第2構造體固定於機器手臂的例如手臂來使用時，對於轉矩感測器，除了轉矩以外，還會施加伴隨於機器手臂的搬送重量與離負載的距離、及動作加速度的彎矩(Bending moment)或其反作用力的荷重。
在將轉矩感測器安裝於機器手臂時，需要使轉矩感測器的軸心與機器手臂的例如手臂或基座的軸心對齊。
在將轉矩感測器的第1構造體的形狀假設為例如圓柱，並將機器手臂的基座的形狀假設為圓筒，然後將圓柱嵌入圓筒內時，藉由使圓柱的外徑與圓筒的內徑嵌合，軸心便會一致。但是，此時雖然軸心一致，但嚴格來說圓柱與圓筒是在哪裡接觸並不明確。亦即，由於圓柱的外徑與圓筒的內徑不是完整的圓形，因此預想圓柱的外表面與圓筒的內表面是在幾處隨機接觸。
像這樣，在轉矩感測器的第1構造體與機器手臂的基座或手臂在幾處隨機接觸時，將轉矩以外的彎矩或平移力(Translational force)施加於轉矩感測器之際，第1構造體或第2構造體會非對稱地變形，且伴隨其變形，應變感測器會非對稱地變形，導致從感測器產生輸出。
對轉矩感測器施加轉矩以外的彎矩或荷重(X軸方向Fx、Y軸方向Fy、Z軸方向Fz)亦即平移力後，設置於轉矩感測器的複數個應變感測器便會產生因應於位移的應變。通常，轉矩感測器的電橋電路是構成為：對轉矩方向的力輸出電壓，且對轉矩以外方向的力不輸出電壓。但是，第1構造體或第2構造體非對稱地變形後，設置於轉矩感測器的複數個應變感測器便會產生非對稱的應變。由於該其他軸的干涉，而產生感測器輸出，降低了轉矩感測器的檢測精度。
本發明的實施形態是提供一種可使轉矩感測器的檢測精度提高的轉矩感測器之安裝構造。
本實施形態的轉矩感測器之安裝構造具備：轉矩感測器，具備第1構造體、第2構造體、設置於前述第1構造體與前述第2構造體之間的第3構造體、設置於前述第1構造體與前述第2構造體之間的至少2個感測器部；複數個第1接觸部，與前述第1構造體成一體構造，設置於比前述第1構造體的外周部更內側，第1前端配置於前述外周部的附近，且前述第1前端接觸於第1安裝部；及複數個第2接觸部，與前述第2構造體成一體構造，設置於前述第2構造體的內周部的一部分，第2前端配置於前述內周部的附近，且前述第2前端接觸於第2安裝部。
30:機器手臂
31:基座
32:第1手臂
33:第2手臂
34:第3手臂
35:第4手臂
36:第1驅動部
37:第2驅動部
38:第3驅動部
39:第4驅動部
32a:凸緣
32b:內側面(側面)
32c:突起
32d:突起
32e:邊
36a:馬達
36a-1:軸
36b:減速機
36b-1:殼體
36b-2:輸出軸
36b-3:軸承
36b-4:台階部
36b-5:側面
40:轉矩感測器
41:第1構造體
42:第2構造體
43:第3構造體
44:第1應變感測器
45:第2應變感測器
46:可撓性基板
47:可撓性基板
41a:台階部
41b:側面
41c:底部
41d:突起
41e:突起
41f:頂點
41g:第1接觸部
41g-1:(前端)第1前端
41h:第1側面
41i:第2側面
42a:中空部
42b:台階部
42c:側面
42g:第2接觸部
42g-1:(前端)第2前端
42h:第3側面
42i:第4側面
44a:應變體
45a:應變體
48:蓋
51:螺栓
52:螺栓
61:銷
62:銷
63:線圈彈簧
71:接觸部
72:應變感測器、感測器部
J1:第1關節
J2:第2關節
J3:第3關節
J4:第4關節
A:箭頭
B:箭頭
D1:直徑
D2:直徑
D3:直徑
D4:直徑
Fx:X軸方向
Fy:Y軸方向
Fz:Z軸方向
L1:距離
L11:距離
L12:距離
Mx:轉矩以外
My:轉矩以外
Mz:轉矩
W1:寬度
W2:寬度
圖1是顯示適用第1實施形態的機器手臂的一例之立體圖。
圖2是顯示適用於第1實施形態的轉矩感測器的一例之平面圖。
圖3是顯示第1實施形態的轉矩感測器之安裝構造的一例之平面圖。
圖4是沿圖3的IV-IV線之截面圖。
圖5是取出圖4的箭頭A所示之部分來顯示之截面圖。
圖6是顯示第2實施形態的轉矩感測器之安裝構造的一例之截面圖。
圖7是顯示第3實施形態的轉矩感測器之安裝構造的一例之截面圖。
圖8是取出圖7的箭頭B所示之部分來顯示之截面圖。
圖9是顯示第3實施形態的變形例之截面圖。
圖10是顯示第4實施形態的轉矩感測器之安裝構造的一例之平面圖。
圖11是顯示第4實施形態的變形例之平面圖。
圖12是顯示第5實施形態的轉矩感測器之安裝構造的一例之平面圖。
圖13是顯示第5實施形態的變形例之平面圖。
圖14是顯示第5實施形態的變形例之概略圖。
圖15是顯示第5實施形態的變形例之概略圖。
圖16是顯示第6實施形態的轉矩感測器之安裝構造之圖，且是顯示轉矩感測器的其中一面之平面圖。
圖17是取出圖16的XVII所示之部分來顯示之立體圖。
圖18是顯示圖16所示之轉矩感測器的另一面之平面圖。
圖19是取出圖18的XIX所示之部分來顯示之立體圖。
圖20A是為了說明圖16所示之接觸部的製造方法而顯示之平面圖。
圖20B是為了說明圖16所示之接觸部的製造方法而顯示之側面圖。
圖21是顯示第6實施形態的轉矩感測器之安裝構造的一部分切除之側面圖。
用以實施發明之形態
以下，針對實施的形態，參照圖式來說明。在圖式中，對相同的部分賦予相同的符號。
首先，參照圖1、圖2，針對適用本實施形態的機器手臂30、及轉矩感測器40來說明。
圖1是顯示多關節機器人，亦即，機器手臂30的一例。機器手臂30具備例如基座31、第1手臂32、第 2手臂33、第3手臂34、第4手臂35、作為驅動源的第1驅動部36、第2驅動部37、第3驅動部38、第4驅動部39。但是，機器手臂30的構成並不限定於此，且可變形。
第1手臂32是藉由設置於第1關節J1的第1驅動部36，而作成為可相對於基座31進行旋轉。第2手臂33是藉由設置於第2關節J2的第2驅動部37，而作成為可相對於第1手臂32進行旋轉。第3手臂34是藉由設置於第3關節J3的第3驅動部38，而作成為可相對於第2手臂33進行旋轉。第4手臂35是藉由設置於第4關節J4的第4驅動部39，而設置成可相對於第3手臂34進行旋轉。在第4手臂35會裝備未圖示的手部或各種工具。
第1驅動部36至第4驅動部39具備例如後述的馬達、減速機、及轉矩感測器。
圖2是顯示適用於本實施形態的圓盤狀的轉矩感測器40的一例。轉矩感測器40具備第1構造體41、第2構造體42、複數個第3構造體43、作為感測器部的第1應變感測器44及第2應變感測器45等。
第1構造體41與第2構造體42是形成為環狀，第2構造體42的直徑比第1構造體41的直徑更小。第2構造體42是與第1構造體41配置成同心狀，第1構造體41與第2構造體42是藉由配置成放射狀的複數個作為梁部的第3構造體43來連結。複數個第3構造體43是在第1構造體41與第2構造體42之間傳達轉矩。第2構造體42具有中空部42a，且在中空部42a中例如會有未圖示的配線通過。
雖然第1構造體41、第2構造體42、複數個第3構造體43是藉由金屬，例如不銹鋼所構成，但是只要可相對於被施加的轉矩在機械性方面獲得充分強度的話，就也可使用金屬以外的材料。第1構造體41、第2構造體42、複數個第3構造體43是例如具有相同的厚度。轉矩感測器40的機械性強度是藉由第3構造體43的厚度或寬度、長度所設定。
在第1構造體41與第2構造體42之間，設置有第1應變感測器44與第2應變感測器45。具體而言，構成第1應變感測器44的應變體44a與構成第2應變感測器45的應變體45a的一端部是接合於第1構造體41，應變體44a、45a的另一端部是接合於第2構造體42。應變體44a、45a的厚度是比第1構造體41、第2構造體42、及複數個第3構造體43的厚度更薄。
在應變體44a、45a的正面，各自設置有作為感測器元件的未圖示的複數個應變計。藉由設置於應變體44a的感測器元件來構成第1電橋電路，並且藉由設置於應變體45a的感測器元件來構成第2電橋電路。亦即，轉矩感測器40具備有2個電橋電路。
又，第1應變感測器44與第2應變計45是相對於第1構造體41及第2構造體42的中心(轉矩的作用中心)配置於對稱的位置。換言之，第1應變感測器44與第2應變感測器45是配置於環狀的第1構造體41及第2構造體42的直徑上。
第1應變感測器44(應變體44a)是連接於可撓性基板46，第2應變感測器45(應變體45a)是連接於可撓性基板47。可撓性基板46、47是連接於藉由蓋48覆蓋的未圖示的印刷基板。在印刷基板中配置有將2個電橋電路的輸出電壓放大的運算放大器(operational amplifier)等。電路構成不是本實施形態的本質，故省略說明。
(第1實施形態)
圖3、圖4是顯示第1實施形態。轉矩感測器40是設置於機器手臂30的例如第1驅動部36。但是，轉矩感測器40也可設置於機器手臂30的例如第2驅動部37至第4驅動部39。
在圖3、圖4中，轉矩感測器40的第1構造體41是藉由複數個螺栓51固定於第1手臂32。亦即，複數個螺栓51插入第1手臂32的凸緣32a，這些螺栓51是螺合於第1構造體41的正面。因此，第1手臂32的凸緣32a的背面的一部分固定於第1構造體41的正面。
第1驅動部36包含有例如馬達36a與減速機36b。減速機36b具備有例如殼體36b-1、輸出軸36b-2、軸承36b-3、與未圖示的複數個齒輪。輸出軸36b-2是經由未圖示的複數個齒輪連結於馬達36a的軸36a-1，且藉由軸承36b-3，設置成可相對於殼體36b-1進行旋轉。馬達36a是設置於減速機36b的殼體36b-1，殼體36b-1是固定於例如基座31。
轉矩感測器40的第2構造體42是藉由複數個 螺栓52連結於減速機36b的輸出軸36b-2。亦即，第2構造體42的背面是固定於輸出軸36b-2的正面。
另一方面，如圖4、圖5所示，在凸緣32a的背面的周圍，設置有與背面呈例如垂直的內側面(以下，簡稱為側面)32b。側面32b與背面是形成例如台階部。側面32b是與轉矩感測器40的外周面，亦即，第1構造體41的外周面呈平行的面，且從第1構造體41的外周面恰好相隔預定的距離L1。
具體而言，如圖5所示，在第1構造體41的外周部設置有台階部41a，台階部41a的側面41b與凸緣32a的側面32b恰好分離距離L1。以下，台階部41a的側面41b也稱為第1構造體41的側面41b。
如圖3至圖5所示，在第1構造體41的外周部設置有作為第1接觸部的複數個銷61。銷61的數量是偶數個，例如4個。銷61的數量是比應變體44a、45a的數量還多，或是與應變體44a、45a的數量相等。
4個銷61是等間隔地配置於第1構造體41的外周部。具體而言，銷61是設置於連結第1應變感測器44與第2應變感測器45的直線上、及與該直線垂直相交的直線上。但是，銷61的數量及配置並不限定於此。例如第1應變感測器44與第2應變感測器45亦可相對於各偏離90°來配置的4個銷61，配置於偏移45°的位置。
又，例如使用4個應變感測器時，可將4個應變感測器配置於與4個銷61相同的角度，亦可配置於從4個 銷61各自偏移45°的位置。
銷61是藉由例如圓柱形的金屬而構成，如圖5所示，銷61的一端部是插入台階部41a的底部41c。具體而言，銷61是朝與轉矩感測器40的正面正交的軸方向壓入，銷61的側面是接觸於台階部41a的側面41b。銷61並不限定於金屬，也可藉由樹脂來構成。
銷61的直徑是等於凸緣32a的側面32b與台階部41a的側面41b之間的距離L1。因此，4個銷61的側面是與凸緣32a的側面32b進行線接觸，且4個銷61的側面是與轉矩感測器40的第1構造體41的側面進行線接觸。換言之，轉矩感測器40的第1構造體41的側面41b是除了4個銷61的部分以外，都沒有與第1手臂32的凸緣32a接觸。
又，在轉矩感測器40的第2構造體42的背面設置有作為第2接觸部的複數個銷62。銷62的數量與銷61同樣是偶數個，例如4個。如圖3所示，4個銷62是等間隔地配置於第2構造體42。銷62的配置與銷61相同。具體而言，銷62是設置於連結第1應變感測器44與第2應變感測器45的直線上、及與該直線垂直相交的直線上。但是，銷62的數量及配置並不限定於此。
銷62與銷61同樣是藉由例如圓柱形的金屬而構成，如圖5所示，銷62的一端部是插入(壓入)第2構造體42的背面。銷62也可與銷61同樣是以樹脂材料來構成。
銷62的直徑與銷61相等，且銷62的側面是與減速機36b的輸出軸36b-2的側面進行線接觸。因此，輸出 軸36b-2的側面是經由4個銷62連結於轉矩感測器40的第2構造體42。換言之，轉矩感測器40的第2構造體42是除了4個銷62的部分以外，都沒有與輸出軸36b-2的側面接觸。
在上述構成中，藉由馬達36a來驅動減速器36b後，轉矩(Mz)方向的力便會施加於轉矩感測器40。轉矩感測器40的第1構造體41會相對於第2構造體42朝轉矩(Mz)方向位移。轉矩感測器40可藉由第1構造體41相對於第2構造體42位移，而從第1應變感測器44、第2應變感測器45輸出電信號，來檢測轉矩。
另一方面，轉矩感測器40的第1構造體41的側面是在4個銷61的部分與第1手臂32的凸緣32a接觸，且除了銷61以外的部分，都沒有與第1手臂32的凸緣32a接觸。此外，轉矩感測器40的第2構造體42是在4個銷62的部分與輸出軸36b-2的側面接觸，且除了銷62以外的部分，都沒有與輸出軸36b-2的側面接觸。因此，藉由第1手臂32至第4臂35的動作，而在第1手臂32中產生轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力時，該彎矩或平移力是經由銷61及銷62來作用於轉矩感測器40。但是，第1構造體41與第1手臂32的凸緣32a是藉由4個銷61進行接觸，第2構造體42與輸出軸36b-2是藉由4個銷62進行接觸。因此，第1構造體41可相對於第2構造體42平衡良好地變形，構成第1應變感測器44的應變體44a與構成第2應變感測器45的應變體45a可對稱地變形。因此，第1應變感測器44及第2應變感測器45會抑制針對轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力 的信號的輸出。
(第1實施形態的效果)
根據上述第1形態，轉矩感測器40的第1構造體41是經由作為第1接觸部的4個銷61而與作為第1安裝部的例如第1手臂32的側面32b進行線接觸，第2構造體42是經由作為第2接觸部的4個銷62而與在作為第2安裝部的基座31中所設置的減速機36b的輸出軸36b-2的側面進行線接觸。因此，在第1手臂32中產生轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力時，轉矩感測器40的第1構造體41是相對於第2構造體42平衡良好地變形，第1應變感測器44的應變體44a與第2應變感測器45的應變體45a是對稱地變形。因此，可抑制針對轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力的信號的輸出。因此，可減低其他軸的干涉，且可使轉矩的檢測精度提高。
假設，設想例如沒有複數個銷61的構成時，轉矩感測器40的第1構造體41的側面或第1手臂32的側面以微觀來看時，不是完整的圓形，而有些許地變形。因此，第1構造體的側面與第1手臂32的側面是以複數個部分進行接觸。只要第1構造體41的側面與第1手臂32的側面以整個面均等地接觸的話，構成第1應變感測器44的應變體44a與構成第2應變感測器45的應變體45a就會針對施加於轉矩感測器40的轉矩以外的彎矩或平移力產生對稱的應變。但是，第1構造體41的側面與第1手臂32的側面沒有在例如連結第1應變感測器44與第2應變感測器45的直線 上、及與該直線正交的直線上，且是以不等間隔的3個點進行接觸時，應變體44a與應變體45a的變形會成為非對象，而產生信號。
但是，如第1實施形態，第1構造體41的側面與第1手臂32的側面是經由4個銷61進行接觸，且與配置於直徑上的2個銷61對應來配置應變體44a與應變體45a時，應變體44a與應變體45a會針對施加於轉矩感測器40的轉矩以外的彎矩或平移力產生對稱的應變。因此，轉矩感測器40可抑制針對轉矩以外的彎矩或平移力的信號的產生。因此，可提高轉矩的檢測精度。
(第2實施形態)
圖6是顯示第2實施形態的圖。
上述第1實施形態是將複數個銷61設置於轉矩感測器40的第1構造體41，且將複數個銷62設置於轉矩感測器40的第2構造體42。但是，並不限定於此。
在第2實施形態中，複數個銷61的一端部是插入(壓入)第1手臂32的凸緣32a，複數個銷62的一端部是插入(壓入)例如減速機36b的輸出軸36b-2。
銷61的側面接觸於轉矩感測器40的第1構造體41的側面與凸緣32a的側面32b。銷62的側面接觸於在轉矩感測器40的第2構造體42中所設置的台階部42b的側面42c與構成輸出軸36b-2的台階部36b-4的側面36b-5。
(第2實施形態的效果)
根據第2實施形態，轉矩感測器40的第1構造 體41是經由作為第1接觸部的複數個銷61而與作為第1安裝部的例如第1手臂32的側面32b進行接觸，第2構造體42是經由作為第2接觸部的複數個銷62而與在作為第2安裝部的基座31中所設置的減速機36b的輸出軸36b-2的側面36b-5進行接觸。因此，藉由第2實施形態也可與第1實施形態同樣地減低其他軸的干涉，且可使轉矩的檢測精度提高。
(第3實施形態)
圖7、圖8是顯示第3實施形態。
在第1實施形態及第2實施形態中，複數個銷61是設置於相對於轉矩感測器40的面呈正交的方向。但是，並不限定於此。
如圖7、圖8所示，在第3實施形態中，複數個銷61是壓入轉矩感測器40的第1構造體41的側面。換言之，銷61的一端部是沿轉矩感測器40的直徑方向壓入第1構造體41的側面。
銷61的另一端部是加工成球面狀，並與第1手臂32的凸緣32a的側面32b進行點接觸。
雖然複數個銷61是設置於轉矩感測器40的第1構造體41的側面，但並不限定於此。
如在圖8以虛線所示，例如，也可將複數個銷61的一端部壓入凸緣32a的側面32b，並使球面狀的另一端部與轉矩感測器40的第1構造體41的側面進行點接觸。
(第3實施形態的效果)
根據第3實施形態，複數個銷61是設置於轉矩感測器40的第1構造體41的側面，銷61的球面狀的另一端部是與凸緣32a的側面32b進行點接觸。因此，與第1實施形態或第2實施形態相比，銷61與凸緣32a的側面32b的接觸面積較小，因此可抑制針對轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力的信號的輸出。因此，可減低其他軸的干涉，且可使轉矩的檢測精度提高。
(變形例)
圖9是顯示圖8的變形例。複數個銷61各自是作成為可從轉矩感測器40的第1構造體41進出，且藉由設置於第1構造體41內的作為彈性構件的線圈彈簧63，而朝從第1構造體41的側面突出的方向賦與勢能。
圖9所示的構成也可適用於在圖8以虛線所示的銷61。
根據本變形例，銷61是作成為可從第1構造體41的側面進出，且藉由線圈彈簧63，而朝從第1構造體41的側面突出方向賦與勢能。因此，在第1手臂32中產生轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力時，藉由銷61，便可緩和彎矩或平移力傳達到轉矩感測器40的情況。因此，可進一步抑制針對轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力的信號的輸出。
(第4實施形態)
圖10是顯示第4實施形態。
在第4實施形態中，在例如第1手臂32的內側 面，一體地設置有複數個突起32c。突起32c的前端是作成為球面狀，且突起32c的前端是與轉矩感測器40的第1構造體41的外周面進行點接觸。
複數個突起32c的數量是偶數個，例如4個。4個突起32c是等間隔地配置。具體而言，配置於如下之兩條直線上，即，相對於連結第1應變感測器44與第2應變感測器45的直線傾斜例如45°的兩條直線。但是，並不限定於此，也可配置於連結第1應變感測器44與第2應變感測器45的直線上、及與該直線正交的直線上。
雖然複數個突起32c是設置於第1手臂32的內側面，但不限定於此。如在圖10以虛線所示，也可在例如轉矩感測器40的第1構造體41的外周面設置複數個突起41d，並使這些突起41d的前端與第1手臂32的內側面進行點接觸。
又，突起32c、41d可以是半圓柱狀，且可以使半圓柱狀的突起32c、41d的側面與第1構造體41的外周面，或者第1手臂32的內側面進行線接觸。
(第4實施形態的效果)
根據第4實施形態，將複數個突起32c設置於第1手臂32的內側面，並將這些突起32c接觸於轉矩感測器40的第1構造體41的外周面，或是將複數個突起41d設置於第1構造體41的外周面，並使這些突起41d接觸於第1手臂32的內側面。因此，與第1實施形態至第3實施形態同樣地可使其他軸的干涉減低，且可使轉矩的檢測精度提高。
並且，複數個突起32c是形成於第1手臂32的內側面，複數個突起41d是一體地形成於第1構造體41的外周面。因此，零件數量較少，可減少組裝工時。
(變形例)
圖11是顯示圖10的變形例。在圖11中，在例如第1手臂32的內側面，一體地設置有複數個突起32d。突起32d是作成為沿轉矩感測器40的第1構造體41的外周面的圓弧狀，突起32d的側面是與轉矩感測器40的第1構造體41的外周面的一部分進行面接觸。
複數個突起32d的突起的數量是偶數個，例如4個。4個突起32d是配置於例如連結第1應變感測器44與第2應變感測器45的直線上(對應於第1應變感測器44與第2應變感測器45的位置)、及與該直線正交的直線上。但是，也可配置於與圖10同樣的位置。
雖然複數個突起32d是設置於第1手臂32的內側面，但並不限定於此。也可在例如轉矩感測器40的第1構造體41的外周面設置複數個突起41e，並使這些突起41e與第1手臂32的內側面進行面接觸。
根據上述變形例，設置於第1手臂32的內側面的一部分的圓弧狀的複數個突起32d與轉矩感測器40的第1構造體41的外周面的一部分進行面接觸，且設置於第1構造體41的外周面的一部分的圓弧狀的複數個突起41e與第1手臂32的內側面的一部分進行面接觸。因此，可防止轉矩感測器40的針對轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移 力的信號的輸出。因此，可減低其他軸的干涉，且可使轉矩的檢測精度提高。
(第5實施形態)
圖12是顯示第5實施形態。
在第4實施形態中，針對將複數個突起設置於轉矩感測器40的第1構造體41的外周面的例子進行了說明。
如圖12所示，第5實施形態是將第4實施形態變形後的實施形態，且轉矩感測器40的第1構造體41的外形是作成為例如4角形以上的多角形，例如8角形。多角形的各頂點41f是與例如第1手臂32的內側面進行例如線接觸。
(變形例)
第5實施形態並不限定於將轉矩感測器40的第1構造體41的外形作成為多角形的情況。
如圖13所示，也可將例如第1手臂32的內側面的形狀作成為多角形，並使具有圓盤狀外形的轉矩感測器40的第1構造體41的外周面與多角形的各邊32e進行例如線接觸。
(第5實施形態的效果)
根據第5實施形態，將轉矩感測器40的第1構造體41的外形作成為多角形，並使第1手臂32的內側面接觸於多角形的各頂點41f，或是將第1手臂32的內側面作成為多角形，並使圓盤狀的轉矩感測器40的第1構造體41接 觸於多角形的各邊32e。因此，與第1實施形態至第4實施形態同樣地，可減低其他軸的干涉，且可使轉矩的檢測精度提高。
(變形例)
圖14、圖15是顯示第5實施形態的變形例，示意性地顯示轉矩感測器40的第1構造體41與第1手臂32的複數個接觸部71及複數個應變感測器72。
轉矩感測器40的第1構造體41與第1手臂32的接觸處的數量不限於偶數個，也可以是奇數個。
應變感測器的數量也不限於偶數個，也可以是奇數個。
圖14是顯示轉矩感測器40的第1構造體41與第1手臂32的接觸部的數量是偶數個，例如4個，應變感測器的數量是奇數個，例如3個的情況。
圖15是顯示轉矩感測器40的第1構造體41與第1手臂32的接觸部的數量是奇數個，例如5個，應變感測器的數量也是奇數個，例如5個的情況。
複數個應變感測器72是等間隔地配置，且複數個接觸部71也是等間隔地配置。
如圖14所示，在與接觸部71對應的位置配置有1個感測器部72。在與接觸部71對應的位置配置了感測器部72之處也可以是2處以上。
如圖14、15所示，在與彼此相鄰的2個接觸部71的中間對應的位置配置了感測器部72之處也可以是1 處以上。
此外，在與彼此相鄰的2個感測器部72的中間對應的位置配置了接觸部71之處也可以是1處以上。
(第6實施形態)
圖16至圖21是顯示第6實施形態的轉矩感測器之安裝構造。
如圖16、圖17所示，在轉矩感測器40的其中一面(正面)，在第1構造體41的周圍分離預定間隔而設置有突起狀的複數個第1接觸部41g。第1接觸部41g的數量是例如4個，且各第1接觸部41g是各偏離每90°來配置。在圖16中，雖然2個第1接觸部41g是對應於未圖示的第1應變感測器44及第2應變感測器45所配置的位置來配置，但並不限定於此。
複數個第1接觸部41g是與第1構造體41一體地形成。第1接觸部41g是設置於比第1構造體41的外周面(第1側面)更內側，第1接觸部41g的前端(第1前端)41g-1是配置於第1側面41h的附近。
具體而言，在第1構造體41的第1側面41h形成具有比第1側面41h的直徑D1更小的直徑D2的第2側面41i，且在第2側面41i形成複數個第1接觸部41g。第1側面41h與第2側面41i之間的直徑的差是距離L11，且第2側面41i是位於比第1側面41h恰好相隔距離L11的更內側。
第1接觸部41g具有與第2側面41i的寬度W1相等的寬度，第1接觸部41g的第1前端41g-1也具有與第2 側面41i的寬度W1相等的寬度。亦即，第1接觸部41g的第1前端41g-1是與通過第1構造體41的中心的未圖示的軸平行地設置。因此，第1前端41g-1是線狀(或面狀)。第1前端41g-1的位置是與第1構造體41的第1側面41h一致。但是，第1前端41g-1的位置也可以是比第1側面41h更內側。
如圖18、圖19所示，在轉矩感測器40的另一面(背面)，在第2構造體42的內周面設置有突起狀的複數個第2接觸部42g。第2接觸部42g的數量是例如4個，且各第2接觸部42g是各偏離90°來配置。在圖18中，雖然2個第2接觸部42g是對應於未圖示的第1應變感測器44及第2應變感測器45所配置的位置來配置，但並不限定於此。
複數個第2接觸部42g是與第2構造體42一體地形成。第2接觸部42g是設置於比第2構造體42的內側面(第3側面)42h更內側，第2接觸部42g的前端(第2前端)42g-1是配置於第3側面42h的附近。
具體而言，在第2構造體42的第3側面42h形成具有比第3側面42h的直徑D3更大的直徑D4的第4側面42i，且在第4側面42i形成複數個第2接觸部42g。第3側面42h與第4側面42i之間的直徑的差是距離L12，且第4側面42i是位於比第3側面42h恰好相隔距離L12的更內側。
第2接觸部42g具有與第4側面42i的寬度W2相等的寬度，第2接觸部42g的第2前端42g-1也具有與側面42i的寬度W2相等的寬度。亦即，第2接觸部42g的第2前端42g-1是與通過第2構造體42的中心的未圖示的軸平行 地設置。因此，第2前端42g-1是線狀(或面狀)。第2前端42g-1是配置於第2構造體42的第3側面42h的附近。但是，第2前端42g-1的位置也可以是與第3側面42h一致。
雖然第2構造體42的第2接觸部42g是設置於與第1構造體41的第1接觸部41g對應的位置，但並不限定於此，還可設置於與第1接觸部41所設置的位置不同的位置。
另外，第1接觸部41g及的2接觸部42g都具有線狀(或面狀)的前端。但是，並不限定於此，第1接觸部41g如圖17的虛線內所示，可以是具有例如點狀的前端的突起。第2接觸部42g也同樣地可以是具有點狀的前端的突起。
又，雖然第1接觸部41g的數量及第2接觸部42g的數量都是4個，但並不限定於4個。此外，第1接觸部41g的數量與第2接觸部42g的數量也可以是不同。
圖20A、圖20B是顯示設置於第1構造體41的第1接觸部41g的製造方法。
如圖20A、圖20B的箭頭A所示，首先，為了形成第1構造體41的外形，藉由例如車床切割第1構造體41的外周面(第1側面)41h。第1側面41h也包含有形成第1接觸部41g的部分。
接下來，如圖20B的箭頭B所示，藉由例如銑床切割第1側面41h的一部分，形成第2側面41i及第1接觸部41g。具體而言，第1接觸部41g是作為藉由銑床切割 第1側面41h的一部分而形成出第2側面41i後的結果構造而形成。因此，第1接觸部41g的第1前端41g-1是作為藉由車床切割後的加工痕而形成，可與第1構造體41的旋轉軸幾乎平行且形成為同心圓狀。因此，可使第1構造體41的旋轉軸與複數個第1接觸部41g的中心(複數個第1前端41g-1的中心)一致。
藉由與第1構造體41及第1接觸部41g同樣的製造方法，可形成第1構造體42及第2接觸部42g。因此，第2接觸部42g的第2前端42g-1是作為藉由車床切割後的加工痕而形成，可與第2構造體42的旋轉軸幾乎平行且形成為同心圓狀。因此，可使第2構造體42的旋轉軸與複數個第2接觸部42g的中心(複數個第2前端42g-1的中心)一致。
圖21是顯示將第6實施形態的轉矩感測器40安裝於機器手臂30的例如第1驅動部36的情況。
轉矩感測器40的第1構造體41是固定於第1手臂32的凸緣32a，第1構造體41的複數個第1接觸部41g是接觸於凸緣32a的側面32b。具體而言，複數個第1接觸部41g的第1前端41g-1是各自以線或面來接觸於凸緣32a的側面32b。
另一方面，轉矩感測器20的第2構造體42是固定於減速機36b的輸出軸36b-2，第2構造體42的複數個第2接觸部42g是各自接觸於輸出軸36b-2的側面。具體而言，複數個第2接觸部42g是各自以線或面來接觸於輸出軸 36b-2的側面。
(第6實施形態的效果)
根據上述第6實施形態，設置於第1構造體41的複數個第1接觸部41g是與第1構造體41成一體構造，且設置於第2構造體42的複數個第2接觸部42g是與第2構造體42成一體構造。因此，可使第1構造體41的旋轉軸與複數個第1接觸部41g的中心一致，且可使第2構造體42的旋轉軸的中心與複數個第2接觸部42g的中心一致。因此，可將第1手臂32的軸心正確地安裝於第1構造體41的旋轉中心，且可將減速機36b的輸出軸36b-2的軸心正確地安裝於第2構造體42的旋轉中心。因此，在第1手臂32中產生轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力時，轉矩感測器40的第1構造體41是相對於第2構造體42平衡良好地變形，第1應變感測器44的應變體44a與第2應變感測器45的應變體45a是對稱地變形。因此，可抑制針對轉矩以外(Mx、My)方向的彎矩或平移力的信號的輸出。因此，可減低其他軸的干涉，且可使轉矩的檢測精度提高。
又，複數個第1接觸部41g是與第1構造體成一體構造，且複數個第2接觸部42g是與第2構造體42成一體構造。因此，不需要對第1構造體41組裝複數個第1接觸部41g，且不需要對第2構造體42組裝第2接觸部42g。並且，第1手臂32或減速機36b的輸出軸36b-2不需要特殊加工。因此，可減少組裝工時。
此外，複數個第1接觸部41g是作為用以從第 1構造體41形成第1側面41h而進行了切割加工後的結果構造而形成，且複數個第2接觸部42g是作為用以從第2構造體42h形成第3側面42h而進行了切割加工後的結果構造而形成。因此，可使第1構造體41的旋轉軸與複數個第1接觸部41g的中心容易一致，且可使第2構造體42的旋轉軸的中心與複數個第2接觸部42g的中心容易一致。
其他，本發明並不限定於上述各實施形態的原樣，在實施階段中，可在不脫離其主旨的範圍下將構成要素變形並具體化。又，藉由上述各實施形態所揭示的複數個構成要素的適當組合，可形成各種發明。例如，可從實施形態所示的全構成要素刪除幾個構成要素。此外，可將不同的實施形態中的構成要素適當組合。
40:轉矩感測器
41:第1構造體
42:第2構造體
43:第3構造體
44:第1應變感測器
45:第2應變感測器
41g:第1接觸部
41h:第1側面
41i:第2側面
D1:直徑
D2:直徑
L11:距離

Claims (13)

  1. 一種轉矩感測器之安裝構造，前述轉矩感測器具備第1構造體、第2構造體、連接於前述第1構造體與前述第2構造體之間的複數個第3構造體、結合於前述第1構造體與前述第2構造體之間的至少2個感測器部，前述第1構造體包含配置於比前述第1構造體的外周部更內側的複數個第1接觸部，前述第1接觸部的第1前端配置於前述第1構造體的前述外周部的附近，且前述第1前端接觸於第1安裝部，前述第2構造體包含配置於前述第2構造體的內周部的一部分的複數個第2接觸部，前述第2接觸部的第2前端配置於前述第2構造體的前述內周部的附近，且前述第2前端接觸於第2安裝部。
  2. 如請求項1之轉矩感測器之安裝構造，其中前述複數個第2接觸部是設置於前述複數個第1接觸部的相反側。
  3. 如請求項1之轉矩感測器之安裝構造，其中前述第1構造體具有第2側面，前述第2側面具有比前述作為外周部的第1側面的直徑更小的直徑，前述複數個第1接觸部是設置於前述第2側面。
  4. 如請求項3之轉矩感測器之安裝構造，其中前述複數個第1接觸部的前述第1前端是與前述第1構造體的前述外周部一致。
  5. 如請求項1之轉矩感測器之安裝構造，其 中前述第2構造體具有第4側面，前述第4側面具有比作為前述內周部的第3側面的直徑更大的直徑，前述複數個第2接觸部是設置於前述第4側面。
  6. 如請求項5之轉矩感測器之安裝構造，其中前述複數個第2接觸部的前述第2前端是位於前述第2構造體的前述內周部的內側。
  7. 如請求項4之轉矩感測器之安裝構造，其中前述第1接觸部是與前述第1構造體的旋轉軸平行地配置。
  8. 如請求項6之轉矩感測器之安裝構造，其中前述第2接觸部是與前述第2構造體的旋轉軸平行地配置。
  9. 如請求項7之轉矩感測器之安裝構造，其中前述複數個第1接觸部的前述第1前端是與前述第1安裝部進行線接觸。
  10. 如請求項8之轉矩感測器之安裝構造，其中前述複數個第2接觸部的前述第2前端是與前述第2安裝部進行線接觸。
  11. 如請求項9之轉矩感測器之安裝構造，其中前述複數個第1接觸部的前述第1前端是相對於前述第1構造體的旋轉軸切割成同心圓狀的加工痕。
  12. 如請求項10之轉矩感測器之安裝構造，其中前述複數個第2接觸部的前述第2前端是相對於前述第2構造體的旋轉軸切割成同心圓狀的加工痕。
  13. 如請求項1之轉矩感測器之安裝構造，其中前述第1構造體包含至少3個前述第1接觸部，前述第2構造體包含至少3個前述第2接觸部。
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