專利名稱：傳感器裝置、力檢測(cè)裝置以及機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器裝置、力檢測(cè)裝置以及機(jī)器人。
背景技術(shù)：
以往，作為使用壓電材料的力傳感器已知有專利文獻(xiàn)I中的力傳感器。即，公開(kāi)了專利文獻(xiàn)I的圖15所示的如下力傳感器配置有多個(gè)測(cè)量元件，該多個(gè)測(cè)量元件利用作為壓電材料的結(jié)晶圓板16夾持信號(hào)電極15，進(jìn)而被金屬罩圓板17夾持。專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)平4-231827號(hào)公報(bào)然而，在上述專利文獻(xiàn)I的測(cè)量元件中并未公開(kāi)下述內(nèi)容在檢測(cè)力的方向上夾持信號(hào)電極的兩塊結(jié)晶圓板，正確地調(diào)整結(jié)晶的方向而形成測(cè)量元件。以下情況難以實(shí)現(xiàn) 作為力傳感器，為了獲得精度高的輸出信號(hào)，以高精度調(diào)整結(jié)晶圓板的結(jié)晶方向而形成傳感器元件。進(jìn)而還存在如下課題在通過(guò)配置多個(gè)傳感器元件而作為力傳感器進(jìn)行使用的情況下，當(dāng)將傳感器元件配置于裝置時(shí)，在進(jìn)行傳感器元件的移動(dòng)、朝裝置的固定等作業(yè)的期間內(nèi)，僅施加輕微的沖擊也會(huì)產(chǎn)生元件之間的錯(cuò)位，從而傳感器靈敏度會(huì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種傳感器裝置、力檢測(cè)裝置以及機(jī)器人，即使在將該傳感器裝置組裝入力檢測(cè)裝置時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生傳感器元件的錯(cuò)位而能夠維持高的傳感器靈敏度。為了至少解決上述課題之一，本發(fā)明能夠以下述方式或應(yīng)用例實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用例I本應(yīng)用例的傳感器裝置的特征在于，該傳感器裝置具備傳感器元件，該傳感器元件層疊壓電體與電極而形成；以及收納所述傳感器元件的第一容器與第二容器，該傳感器裝置具有按壓部，該按壓部利用所述第一容器及第二容器在所述壓電體及所述電極的層疊方向上按壓所述傳感器元件。根據(jù)本應(yīng)用例，在傳感器元件被收納于由第一容器與第二容器形成的內(nèi)部空間的狀態(tài)下，傳感器元件在壓電體與電極的層疊方向上被按壓，由此能夠抑制由搬運(yùn)傳感器裝置時(shí)的振動(dòng)、以及向裝置裝配時(shí)的外力等所導(dǎo)致的壓電體與電極的組裝位置的不一致，從而能夠穩(wěn)定地維持傳感器裝置的高檢測(cè)精度。應(yīng)用例2根據(jù)上述應(yīng)用例，其特征在于，所述按壓部是被所述第一容器及所述第二容器按壓的彈性部件。根據(jù)上述應(yīng)用例，通過(guò)選擇使用具有最佳彈性力的彈性部件，能夠容易地調(diào)整對(duì)傳感器元件的按壓力，能夠作為抑制對(duì)傳感器施加過(guò)大按壓力的緩沖部件而發(fā)揮功能，從而能夠防止傳感器元件、特別是壓電體的損傷。應(yīng)用例3根據(jù)上述應(yīng)用例，其特征在于，所述彈性部件是由橡膠、彈性體或金屬形成的襯墊。根據(jù)上述應(yīng)用例，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇襯墊的材質(zhì)、尺寸、截面形狀能夠設(shè)定更加適當(dāng)?shù)陌磯毫Γ軌蛞种茖?duì)傳感器施加過(guò)大的按壓力，從而能夠防止傳感器元件、特別是壓電體的損傷。應(yīng)用例4根據(jù)上述應(yīng)用例，其特征在于，所述按壓部是形成于所述第一容器或所述第二容器的皺紋部。根據(jù)上述應(yīng)用例，具備伸縮性優(yōu)異的皺紋形狀，由此能夠容易地進(jìn)行對(duì)傳感器元件的按壓力的調(diào)整，能夠抑制對(duì)傳感器施加過(guò)大的按壓力，從而能夠防止傳感器元件、特別是壓電體的損傷。應(yīng)用例5 根據(jù)上述應(yīng)用例，其特征在于，所述第一容器及所述第二容器具有將所述第一容器與所述第二容器連接的連接部。根據(jù)上述應(yīng)用例，利用連接部將第一容器與第二容器連接而形成傳感器元件的收納容器，以此能夠在維持由按壓部對(duì)傳感器元件施加的按壓力的狀態(tài)下向設(shè)備、裝置裝配，因此能夠抑制因搬運(yùn)傳感器裝置時(shí)的振動(dòng)、以及向裝置裝配時(shí)的外力等導(dǎo)致的壓電體與電極的組裝位置的不一致，從而能夠穩(wěn)定地維持傳感器裝置的高檢測(cè)精度。應(yīng)用例6根據(jù)上述應(yīng)用例，其特征在于，在將所述傳感器元件的所述層疊方向設(shè)為Z方向、且將與所述Z方向正交并互相正交的方向分別設(shè)為X方向、Y方向的情況下，至少具備檢測(cè)所述X方向的力的第一傳感器元件、檢測(cè)所述Y方向的力的第二傳感器元件、以及檢測(cè)所述Z方向的力的第三傳感器元件。根據(jù)上述應(yīng)用例，通過(guò)抑制檢測(cè)X、Y、Z方向即所謂的三軸方向的力的傳感器元件的相互的錯(cuò)位，即便是檢測(cè)三軸方向的力的傳感器裝置也不會(huì)損傷到高檢測(cè)精度，能夠穩(wěn)定地維持高檢測(cè)精度。應(yīng)用例7根據(jù)上述應(yīng)用例，其特征在于，所述壓電體是水晶。根據(jù)上述應(yīng)用例，將水晶用作壓電體，能夠獲得具備如下傳感器元件的傳感器裝置該傳感器元件具有即便是微小的變形也能夠產(chǎn)生大量電荷的高的檢測(cè)能力。并且，能夠容易地獲得根據(jù)水晶結(jié)晶的切割方向檢測(cè)出各個(gè)向上的變形的壓電體。應(yīng)用例8本應(yīng)用例的力檢測(cè)裝置具備上述傳感器裝置。本應(yīng)用例的力檢測(cè)裝置能夠根據(jù)電荷量以及電荷的正負(fù)容易地運(yùn)算測(cè)量外力負(fù)荷。并且，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)獲得三軸力檢測(cè)傳感器，進(jìn)而，通過(guò)采用多個(gè)上述應(yīng)用例的傳感器裝置，能夠容易地獲得例如還包括力矩測(cè)量功能的六軸力檢測(cè)裝置等。應(yīng)用例9本應(yīng)用例的機(jī)器人具備上述力檢測(cè)裝置。本應(yīng)用例的機(jī)器人檢測(cè)出在規(guī)定動(dòng)作中引起的進(jìn)行動(dòng)作的機(jī)器人臂或機(jī)器人手與障礙物的接觸，或者利用力檢測(cè)裝置可靠地檢測(cè)出進(jìn)行動(dòng)作的機(jī)器人臂或機(jī)器人手與對(duì)象物的接觸力，并將數(shù)據(jù)反饋給機(jī)器人控制裝置，以此能夠進(jìn)行安全且精密的作業(yè)。


圖I示出了第一實(shí)施方式所涉及的傳感器裝置，圖1(a)是層疊方向的概要剖視圖，圖1(b)是(a)圖所示的A-A'部的剖視圖，圖I (C)是(a)圖所示的B部的放大剖視圖。圖2示出了第一實(shí)施方式所涉及的傳感器元件，圖2(a)是概要剖視圖，圖2 (b)是說(shuō)明水晶板的層疊方向的示意圖。圖3示出了其它實(shí)施方式所涉及的傳感器裝置，圖3(a)是連接部的局部剖視圖，圖3(b)是皺紋部的側(cè)視、剖視圖。 圖4示出了第一實(shí)施方式所涉及的傳感器裝置，圖4 (a)是配線說(shuō)明圖，圖4(b)是圖4 (a)所示的D部的局部放大圖。圖5示出了第二實(shí)施方式所涉及的力檢測(cè)裝置，圖5(a)是俯視圖，圖5(b)是圖5(a)所示的E-E'部的剖視圖。圖6是說(shuō)明第二實(shí)施方式所涉及的力檢測(cè)裝置檢測(cè)力矩的示意圖。圖7是示出第三實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人的外觀圖。圖8示出了其它實(shí)施方式的傳感器裝置，圖8 (a)是概要剖視圖，圖8(b)是筒狀容器的嵌合說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。第一實(shí)施方式圖I示出了本實(shí)施方式所涉及的傳感器裝置，圖1(a)是層疊方向的概要剖視圖，圖I (b)是圖I (a)所示的A-A'部的剖視圖，圖I (C)是圖I (a)所示的B部的放大剖視圖。如圖I所示，對(duì)于傳感器裝置100，通過(guò)按壓作為按壓機(jī)構(gòu)的襯墊30，利用作為連接部的凸緣部10a、20a將第一容器10與第二容器20連接，如圖1(b)所示，在由第一容器10與第二容器20形成的內(nèi)部空間內(nèi)收納有傳感器元件60，該傳感器元件60是交替地層疊有外形為圓形的壓電體40和電極50而形成的。傳感器元件60是具有壓電性的、例如由水晶、鋯鈦酸鉛< PZT :Pb(Zr，Ti)03 >、鈮酸鋰(LiNbO3)等形成的板狀基板，在本實(shí)施方式中使用了使水晶基板形成為圓盤狀的壓電體40 (以下稱作水晶板40)。如圖2 (a)所示，水晶板40被電極50夾持，層疊多個(gè)而形成傳感器元件60。如圖2(a)所示，傳感器元件60層疊有水晶板41a、41b、42a、42b、43a、43b、以及夾持各水晶板 41a、41b、42a、42b、43a、43b 的電極 51a、51b、51c、51d、52、53、54，形成傳感器兀件60。如圖2(b)所示，水晶板41a、41b、42a、42b由所謂的Y切割板形成。在將傳感器元件60的層疊方向設(shè)為Y、且將與Y正交且互相正交的方向設(shè)為α、β的情況下，以水晶板的Y軸形成為Y方向的方式層疊水晶板41a、41b，并在本例中配置成水晶板41a的X軸形成為α (+)方向、且水晶板41b的X軸為α (-)方向。通過(guò)利用電極51a、52、51b夾持的方式配置該水晶板41a、41b，形成為能夠利用水晶板41a、41b檢測(cè)出因施加于α方向的力導(dǎo)致的位移的傳感器元件61。
同樣，以水晶板的Y軸成為Y方向的方式層疊水晶板42a、42b，并在本例中配置成水晶板42a的X軸形成為β (+)方向、且水晶板42b的X軸形成為β (_)方向。通過(guò)利用電極51b、53、51c夾持的方式配置該水晶板42a、42b，水晶板42a、42b形成能夠檢測(cè)出因施加于β方向的力導(dǎo)致的位移的傳感器元件62。水晶板43a、43b由所謂的X切割板形成，以水晶板的X軸形成為Y㈠方向的方式層疊水晶板43a，以水晶板的X軸形成為Y (+)方向的方式層疊水晶板43b。并且，Y、Z軸在水晶板43a、43b中以互相正交的方式配置。通過(guò)利用電極51c、54、51d夾持的方式配置該水晶板43a、43b，形成為能夠利用水晶板43a、43b檢測(cè)出因?yàn)槭┘佑凇⒎较虻牧Φ奈灰频膫鞲衅髟?3。進(jìn)而，由傳感器元件61、62、63形成能夠檢測(cè)所謂三軸方向的力的傳感器兀件60。傳感器兀件60不過(guò)是在層疊方向上載置有上述水晶板41a、41b、42a、42b、43a、43b以及電極51a、51b、51c、51d、52、53、54而已，并未使用例如粘結(jié)等固定連接方法。然而，如上述圖2(b)所不,若未正確地維持水晶板41a、41b、42a、42b、43a、43b各自的層疊方向，則存在會(huì)在位移檢測(cè)方向即力檢測(cè)方向上產(chǎn)生誤差的擔(dān)憂。因此，具備圖1(a)所示的通過(guò)第一容器10與第二容器20的連接而在傳感器元件60的層疊方向上按壓傳感器元件60的機(jī)構(gòu)。以下述方式進(jìn)行圖I (a)所示的傳感器裝置100的第一容器10與第二容器20的連接。圖I (C)是作為第一容器10與第二容器20的連接部的圖I (a)中的β部的詳細(xì)剖視圖。如圖I (c)所示，在第一容器10的開(kāi)口端部形成有凸緣部10a。在第二容器20的開(kāi)口端部形成有凸緣部20a、以及與凸緣部20a連接的筒狀部20b。形成為第一容器10的凸緣部IOa的外形IOb能夠插入到筒狀部20b的內(nèi)周20c。—邊以將傳感器兀件60收納于第一容器10與第二容器20的內(nèi)側(cè)的方式蓋上第一容器10與第二容器20, —邊將第一容器10的凸緣部IOa插入到第二容器20的筒狀部20b的內(nèi)周20c。然后，將襯墊30載置于凸緣部10a，使筒狀部開(kāi)口 20b的開(kāi)口側(cè)的一部分倒向圖示箭頭方向，從而形成所謂的斂縫部20d，利用斂縫部20d壓縮襯墊30。這樣，第一容器10與第二容器20連接，此時(shí)，襯墊30被斂縫部20d壓縮而產(chǎn)生箭頭f的反作用力。第一容器10與第二容器20因該反作用力f而處于在箭頭f,方向上被拉近的狀態(tài)，經(jīng)由圖I (a)所示的第一容器10的傳感器按壓部10c、第二容器20的傳感器按壓部20e而在層疊方向上按壓、固定傳感器元件60。即，作為傳感器裝置100的按壓機(jī)構(gòu)而具備襯墊30。只要襯墊30是具有彈性的結(jié)構(gòu)即可，例如能夠由橡膠、彈性體等形成。或者并不局限于襯墊形狀，也可以是彈簧墊片、波形墊片等具備彈簧性的墊片狀的形態(tài)。并且，通過(guò)經(jīng)由襯墊將第一、第二容器形成為斂縫結(jié)構(gòu)，容器的斂縫部尺寸也不需要過(guò)度的精度，組裝也容易，因此能夠以低廉的價(jià)格構(gòu)成傳感器裝置。壓縮作為上述按壓機(jī)構(gòu)的襯墊30，利用其反作用力對(duì)收納于第一容器10與第二容器20的傳感器元件60進(jìn)行按壓、固定，由此能夠獲得穩(wěn)定的按壓力。進(jìn)而，對(duì)于后述的采用了傳感器裝置100的力檢測(cè)裝置，即使在暴露于例如潤(rùn)滑油、水或藥品等液體等中的環(huán)境下進(jìn)行使用，襯墊30還具有作為密封部件的功能，從而還能夠保護(hù)內(nèi)部的傳感器元件60，因此能夠獲得可靠性高的傳感器裝置100。雖然襯墊30在上述傳感器裝置100中是作為按壓機(jī)構(gòu)的部件，但是并不局限于、此，也可以是圖3所示那樣的形態(tài)。圖3 (a)是示出圖1(a)所示的連接部(B部)的其它形態(tài)的剖視圖。圖3 (a)所示的連接部形成為如下的按壓機(jī)構(gòu)利用斂縫部21a將形成于第一容器11的開(kāi)口部的凸緣部Ila斂縫固定于第二容器21，由此使凸緣部Ila在其彈性變形的范圍內(nèi)產(chǎn)生S的撓曲，將欲使該撓曲S恢復(fù)到原來(lái)的力即彈性力fl作為按壓、固定傳感器元件60的力。為了不使彈性力fl相對(duì)于凸緣部Ila的撓曲δ變得過(guò)大，還能夠形成為像P方向向視圖所示那樣地被分割的凸緣部Ila的形態(tài)。并且，如圖3 (b)所示，在第一容器12的筒狀部設(shè)置作為按壓機(jī)構(gòu)的皺紋部12a，利用皺紋部12a的伸縮性也能夠按壓、固定傳感器元件60。通過(guò)以該方式構(gòu)成，即使由薄板材料形成第一容器12來(lái)提高皺紋部12a的伸縮性，也能夠形成相對(duì)于來(lái)自筒狀外形側(cè)的外力F具備高強(qiáng)度的容器。另外，雖然皺紋部12a并不局限于本實(shí)施方式，但是當(dāng)皺紋部12a收縮時(shí)，形成為至少不與收納于內(nèi)部的傳感器元件60干涉的內(nèi)徑形狀。圖4(a)是圖1(b)所示的C-C部的剖視圖，圖4(b)是圖4(a)所示的D部的放大圖。如圖4(a)所示，將與在外部具備的運(yùn)算裝置200連接的配線71、72、73、74配置于圖 1(b)所示的傳感器元件60的外形部、與第一容器10及第二容器20的內(nèi)部空間之間的間隙。如利用圖2所說(shuō)明的那樣，傳感器元件60構(gòu)成為包含能夠檢測(cè)出因施加于α方向的力導(dǎo)致的位移的傳感器元件61、能夠檢測(cè)出因施加于β方向的力導(dǎo)致的位移的傳感器元件62、以及能夠檢測(cè)出因施加于Y方向的力導(dǎo)致的位移的傳感器元件63。將起始自傳感器元件61的電極52的配線71與在運(yùn)算裝置200中具備的α方向運(yùn)算部210連接。將起始自傳感器元件62的電極53的配線72與β方向運(yùn)算部220連接，將起始自傳感器元件63的電極54的配線73與Y方向運(yùn)算部230連接。利用這些運(yùn)算部210、220、230運(yùn)算施加于各方向的力。并且，通過(guò)配線74將各傳感器元件61、62、63的接地電極51a、51b、51c、5Id與運(yùn)算裝置200所具備的接地端(GND) 240連接。優(yōu)選地，如圖4(b)所示，經(jīng)由密封部件80對(duì)各配線71、72、73、74的第二容器20的插通部(D部)進(jìn)行配線。密封部件80例如采用橡膠等彈性部件，在內(nèi)部具備能夠供配線插通的配線孔80a，具備能夠與外形部80b密封的過(guò)盈量地嵌合于第二容器20的配線孔20f。在本方式中，雖然在密封部件80的兩端部具備具有比第二容器20的配線孔20f的內(nèi)形大的外形的脫落防止部80c，但是若密封部件80因配線孔20f與外形部80b的過(guò)盈量而不易脫落，則也可以不具備脫落防止部80c。在上述傳感器裝置100中，對(duì)于以簡(jiǎn)單地重疊電極50與作為壓電體的水晶板40的方式而形成的傳感器兀件60,利用第一容器10與第二容器20在水晶板40與電極50的堆疊(層疊)方向上進(jìn)行按壓。第一容器10、第二容器20以及在第一容器10與第二容器20的連接部配置的按壓部一邊按壓傳感器元件60 —邊連接第一容器10與第二容器20，由此能夠防止構(gòu)成傳感器元件60的電極50與作為壓電體的水晶板40的錯(cuò)位。由此，能夠抑制因在將傳感器裝置100向裝置裝配的作業(yè)等中的振動(dòng)、沖擊所導(dǎo)致的水晶板40與電極50的錯(cuò)位而引起的靈敏度的降低，從而能夠獲得能夠維持高靈敏度的傳感器裝置100。另外，利用圖2 (b)對(duì)上述的水晶板40與電極50的錯(cuò)位進(jìn)行說(shuō)明。如圖2 (b)所示，水晶板41a、41b、水晶板42a、42b、以及水晶板43a、43b分別檢測(cè)出α、β、γ方向的力的成分。例如對(duì)于水晶板42a、42b，為了檢測(cè)出α方向的力，必須正確地以使X軸方向一致的方式進(jìn)行層疊。因此，稱作水晶板41a、41b的X軸方向的偏移。并且，即使水晶板41a、41b、水晶板42a、42b、以及水晶板43a、43b分別被正確地層疊，水晶板41a、41b與水晶板42a、42b相對(duì)于Y軸在旋轉(zhuǎn)方向上偏移的情況也稱作錯(cuò)位。這樣，將檢測(cè)出同一力檢測(cè)軸方向的力的水晶板彼此的偏移、以及檢測(cè)出不同的力檢測(cè)軸方向的力的水晶單元彼此的偏移稱作錯(cuò)位。并且，雖然水晶板與電極相對(duì)于Y軸的旋轉(zhuǎn)方向的偏移的影響小，但是由于存在如下?lián)鷳n作為傳感器的功能區(qū)域因水晶板與電極在α、β方向上相對(duì)偏移而減少，從而無(wú)法獲得規(guī)定的精度，因此還將電極在α、β方向上與水晶板相對(duì)地偏移的情況稱作錯(cuò)位。并且，以利用第一容器10與第二容器20覆蓋傳感器元件60的方式收納該傳感器元件60，由此能夠防止外部環(huán)境例如水、藥品、油等浸入容器內(nèi)，特別地，如圖I所示，通過(guò)將襯墊30用作按壓部，更能夠獲得密封效果。因此，通過(guò)將其應(yīng)用于在外部環(huán)境惡劣的狀態(tài)下使用的機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的機(jī)器人。 第二實(shí)施方式作為第二實(shí)施方式，對(duì)組裝有上述傳感器裝置100的力檢測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖5示出了第二實(shí)施方式所涉及的力檢測(cè)裝置1000，圖5(a)是俯視圖，圖5(b)是圖5(a)所示的E-E'部的剖視圖。如圖5(a)及圖5(b)所示，在本實(shí)施方式的力檢測(cè)裝置1000中，4個(gè)傳感器裝置100被第一基臺(tái)310與第二基臺(tái)320夾持。第一基臺(tái)310與第二基臺(tái)320通過(guò)將作為固定部件的螺栓400螺紋固定于在第一基臺(tái)310所形成的螺孔而按壓傳感器裝置100。由此對(duì)傳感器裝置100施加大約It的增壓。
利用未圖示的裝配機(jī)構(gòu)，力檢測(cè)裝置1000被安裝到在組裝的裝置上所具備的檢測(cè)裝置裝配部2000，對(duì)檢測(cè)裝置裝配部2100與檢測(cè)裝置裝配部2200之間的力進(jìn)行檢測(cè)。本方式所涉及的檢測(cè)裝置1000形成為固定有4個(gè)傳感器裝置100的結(jié)構(gòu)，由此能夠檢測(cè)出圖示的x、y、z方向的力，在此基礎(chǔ)上，還能夠根據(jù)配置的4個(gè)傳感器裝置100的裝置之間的距離，基于圖6所示的示意圖以及以下的算式求出施加于第一基臺(tái)310與第二基臺(tái)320之間的旋轉(zhuǎn)力矩Tx、Ty、Tz。式IFx = Fxl+Fx2+Fx3+Fx4Fy = Fyl+Fy2+Fy3+Fy4Fz = Fzl+Fz2+Fz3+Fz4Mx = bX (Fzl+Fz2-Fz3-Fz4)My = aX (-Fzl+Fz2_Fz3_Fz4)Mz = bX (-Fxl-Fx2+Fx3+Fx4)+aX (Fyl+Fy4-Fy2-Fy3)ax = (FxXazO-My) /Fzay = (FyXazO+My) /FzTx = bX (Fz 1+Fz2-Fz3-Fz4) +FyXazOTy = aX (-Fz 1+Fz2+Fz3-Fz4)-FxXazO雖然上述的力檢測(cè)裝置1000是具備4個(gè)傳感器裝置100的所謂的6軸力檢測(cè)裝置，但是并不局限于此，根據(jù)應(yīng)檢測(cè)的力，例如也可以是具備一個(gè)或兩個(gè)以上傳感器裝置100的力檢測(cè)裝置。第三實(shí)施方式作為第三實(shí)施方式，對(duì)具備上述力檢測(cè)裝置1000的機(jī)器人進(jìn)行說(shuō)明。圖7是示出采用了上述實(shí)施方式所涉及的力檢測(cè)裝置1000的機(jī)器人3000的結(jié)構(gòu)的外觀圖。機(jī)器人3000由主體部3100、臂部3200以及機(jī)器人手部3300等構(gòu)成。主體部3100例如固定于地板、墻壁、天花板、可移動(dòng)的臺(tái)車上等處。臂部3200設(shè)置成相對(duì)于主體部3100可動(dòng)，在主體部3100內(nèi)置有產(chǎn)生使臂部3200旋轉(zhuǎn)用的動(dòng)力的未圖示的致動(dòng)器、以及控制致動(dòng)器的控制
百P -rf* O臂部3200由第一機(jī)架3210、第二機(jī)架3220、第三機(jī)架3230、第四機(jī)架3240以及第五機(jī)架3250構(gòu)成。第一機(jī)架3210經(jīng)由旋轉(zhuǎn)彎曲軸與主體部3100連接成能夠旋轉(zhuǎn)或能夠彎曲。第二機(jī)架3220經(jīng)由旋轉(zhuǎn)彎曲軸與第一機(jī)架3210及第三機(jī)架3230連接。第三機(jī)架 3230經(jīng)由旋轉(zhuǎn)彎曲軸與第二機(jī)架3220及第四機(jī)架3240連接。第四機(jī)架3240經(jīng)由旋轉(zhuǎn)彎曲軸與第三機(jī)架3230及第五機(jī)架3250連接。第五機(jī)架3250經(jīng)由旋轉(zhuǎn)彎曲軸與第四機(jī)架3240連接。通過(guò)控制部的控制而使得臂部3200的各機(jī)架3210 3250以各旋轉(zhuǎn)彎曲軸為中心復(fù)合地旋轉(zhuǎn)或彎曲來(lái)移動(dòng)。在臂部3200的第五機(jī)架3250中，在與第四機(jī)架3240的連接部相反的另一側(cè)安裝有機(jī)器人手部3300，能夠把持握住對(duì)象物的機(jī)器人手3310通過(guò)內(nèi)置有使該機(jī)器人手3310進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的電機(jī)的機(jī)器人手連接部3320而與第五機(jī)架3250連接。除了電機(jī)，在機(jī)器人手連接部3320還內(nèi)置有第二實(shí)施方式所涉及的力檢測(cè)裝置1000，當(dāng)利用控制部的控制使機(jī)器人手部3300移動(dòng)到規(guī)定的動(dòng)作位置時(shí)，利用檢測(cè)裝置100，將與障礙物的接觸、或基于越過(guò)規(guī)定位置的動(dòng)作命令而與對(duì)象物的接觸等作為力來(lái)檢測(cè)并將其反饋給機(jī)器人300的控制部，從而能夠執(zhí)行退避動(dòng)作。通過(guò)利用這樣的機(jī)器人3000，能夠獲得能夠容易地進(jìn)行現(xiàn)有的位置控制中無(wú)法處理的障礙物退避動(dòng)作、避免對(duì)象物損傷動(dòng)作等、能夠進(jìn)行安全且精密的作業(yè)的機(jī)器人。并且，不局限于本例，還能夠應(yīng)用于雙臂機(jī)器人。其它實(shí)施方式第一實(shí)施方式所涉及的傳感器裝置100也可以是圖8所示的傳感器裝置110的形態(tài)。圖8 (a)示出了其它實(shí)施方式的傳感器裝置110的剖視圖，圖8(b)是說(shuō)明其它實(shí)施方式所涉及的傳感器裝置110的組裝狀態(tài)的剖視圖。如圖8(a)所示，傳感器裝置110在由作為第一容器的蓋13、作為第二容器的蓋23以及作為按壓機(jī)構(gòu)的筒狀容器90形成的內(nèi)部收納有傳感器兀件60。筒狀容器90由彈性材料形成，例如由橡膠、彈性體、塑料等形成，在兩端的開(kāi)口部形成有內(nèi)周階梯部90a、90b。在蓋13的外周形成有嵌合部13a，在蓋23的外周形成有嵌合部23a。在蓋13、23被載置于傳感器兀件60的層疊方向兩端部的狀態(tài)下，由嵌合部13a、23a構(gòu)成嵌合區(qū)域m。該嵌合區(qū)域m設(shè)定成大于筒狀容器90的內(nèi)周階梯部90a與內(nèi)周階梯部90b之間的間隔η,使筒狀容器90與載置于傳感器兀件60的蓋13、23嵌合，由此筒狀容器90被拉長(zhǎng)。筒狀容器90被拉長(zhǎng)而被嵌合裝配于蓋13、23，由此蓋13、23因筒狀容器90而被拉近，從而按壓力被施加于傳感器元件60。由此，形成為如下傳感器裝置110 :按壓力始終被施加于傳感器元件60，當(dāng)進(jìn)行向力檢測(cè)裝置裝配等的作業(yè)時(shí)，能夠獲得在構(gòu)成傳感器元件60的水晶板40及電極50不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)位的高精度。進(jìn)而，通過(guò)構(gòu)成為像傳感器裝置110這樣，能夠獲得傳感器元件60被密封而不會(huì)受到外部環(huán)境的影響的可靠性高的傳感器裝置110。對(duì)于筒狀容器90，通過(guò)形成圖3 (b)中說(shuō)明的皺紋部，能夠增大筒狀容器90的彈性變形區(qū)域，并且能夠形成為金屬制的筒狀容器90。并且，可以通過(guò)樹脂外嵌成型使筒狀容器90與傳感器兀件60和蓋13、2 3 —體成型。根據(jù)外嵌一體成型，傳感器裝置110的內(nèi)部氣密性變得格外高，從而能夠獲得高可靠性的傳感器裝置。符號(hào)說(shuō)明10...第一容器；20·..第二容器；30·..襯墊；40·..壓電體(水晶板)；50·..電
極；60...傳感器元件；100...傳感器裝置。
權(quán)利要求
1.一種傳感器裝置，其特征在于，具備， 傳感器元件，該傳感器元件層疊壓電體與電極而形成；以及 收納所述傳感器元件的第一容器與第二容器， 該傳感器裝置具有按壓部，該按壓部利用所述第一容器及第二容器在所述壓電體及所述電極的層疊方向上按壓所述傳感器元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述按壓部是被所述第一容器及所述第二容器按壓的彈性部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述彈性部件是由橡膠、彈性體或金屬形成的襯墊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述按壓部是形成于所述第一容器或所述第二容器的皺紋部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述第一容器及所述第二容器具有將所述第一容器與所述第二容器連接的連接部。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于， 在將所述傳感器元件的所述層疊方向設(shè)為Z方向、且將與所述Z方向正交并互相正交的方向分別設(shè)為X方向、Y方向的情況下，至少具備檢測(cè)所述X方向的力的第一傳感器元件、檢測(cè)所述Y方向的力的第二傳感器元件、以及檢測(cè)所述Z方向的力的第三傳感器元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于， 所述壓電體是水晶。
8.一種力檢測(cè)裝置，其特征在于， 該力檢測(cè)裝置具備權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置。
9.一種機(jī)器人,其特征在于， 該機(jī)器人具備權(quán)利要求8所述的力檢測(cè)裝置。
10.一種力檢測(cè)裝置，其特征在于， 該力檢測(cè)裝置具有 傳感器元件，該傳感器元件層疊壓電體與電極而形成； 收納所述傳感器元件的第一容器與第二容器； 按壓部，該按壓部利用所述第一容器及所述第二容器在所述壓電體及所述電極的層疊方向上按壓所述傳感器元件；以及 夾持部，該夾持部經(jīng)由所述第一容器與所述第二容器對(duì)收納于所述第一容器與所述第二容器的所述傳感器元件進(jìn)行夾持。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的力檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述力檢測(cè)裝置包括4個(gè)所述傳感器元件。
12.一種機(jī)器人，其特征在于， 該機(jī)器人具有 傳感器元件，該傳感器元件層疊壓電體與電極而形成； 收納所述傳感器元件的第一容器與第二容器； 按壓部，該按壓部利用所述第一容器及所述第二容器在所述壓電體及所述電極的層疊方向上按壓所述傳感器元件；夾持部，該夾持部經(jīng)由所述第一容器與所述第二容器對(duì)收納于所述第一容器與所述第二容器的多個(gè)所述傳感器元件進(jìn)行夾持； 臂部 ，該臂部包括多個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)；以及 把持對(duì)象物的把持部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種傳感器裝置、力檢測(cè)裝置以及機(jī)器人。傳感器裝置具備傳感器元件，該傳感器元件層疊壓電體與電極而形成；以及收納所述傳感器元件的第一容器與第二容器，該傳感器裝置還具有按壓部，該按壓部利用所述第一容器及第二容器在所述壓電體及所述電極的層疊方向上按壓所述傳感器元件。
文檔編號(hào)B25J13/08GK102735375SQ201210103779
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者土屋和博, 神谷俊幸 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社