[發明專利]力檢測裝置

有效

• 申請號: 201010145239.X
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101949749A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 岡田和廣
• 申請（專利權）人: 株式會社和廣
• 主分類號: G01L5/16
• 分類號: G01L5/16
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

1.一種檢測在XYZ三維坐標系中的預定方向上施加的力的力檢測裝置，包括：

上基板，具有平行于XY平面的基板表面；

下基板，具有平行于XY平面的基板表面并且設置在所述上基板的下方；

第一柱狀件，具有直接或間接接合至所述上基板的下表面的上端，和直接或間接接合至所述下基板的上表面的下端；

第二柱狀件，具有直接或間接接合至所述上基板的下表面的上端，和直接或間接接合至所述下基板的上表面的下端；以及

檢測器，基于所述第一柱狀件和所述第二柱狀件的位移而輸出表示所施加力的電信號，其中

所述第一柱狀件的下端與所述下基板接合所在的接合部分的附近構成具有撓性的第一下膜部；

所述第二柱狀件的下端與所述下基板接合所在的接合部分的附近構成具有撓性的第二下膜部；

通過向XZ平面上正交投影所述第一柱狀件的中心軸線而獲得的投影圖像相對于Z軸在第一方向上傾斜，并且通過向XZ平面上正交投影所述第二柱狀件的中心軸線而獲得的投影圖像相對于Z軸在與所述第一方向相對的第二方向上傾斜；并且

所述檢測器包括檢測所述第一下膜部在Z軸方向上的位移的第一傳感器和檢測所述第二下膜部在Z軸方向上的位移的第二傳感器，并且所述檢測器輸出表示所述第一傳感器的檢測值與所述第二傳感器的檢測值之間的差的電信號作為在所述下基板固定的狀態下在X軸方向上施加至所述上基板的力Fx的檢測值。

2.根據權利要求1所述的力檢測裝置，其中，

所述檢測器進一步輸出表示所述第一傳感器的檢測值和所述第二傳感器的檢測值之和的電信號作為在所述下基板固定的狀態下在Z軸方向上施加至上基板的力Fz的檢測值。

3.根據權利要求1或2所述的力檢測裝置，其中，

在所述下基板的上表面或下表面上形成有第一下凹槽和第二下凹槽，由所述第一下凹槽的底部形成第一下膜部，并且由所述第二下凹槽的底部形成第二下膜部。

4.根據權利要求3所述的力檢測裝置，其中，

每個下凹槽形成在所述下基板的上表面上，在所述下凹槽內部設置有凸起，所述凸起從每個下凹槽的底面向上延伸至基板表面位置，并且每個柱狀件的下端經由所述凸起接合至所述下膜部。

5.根據權利要求1或2所述的力檢測裝置，其中，

所述下基板由撓性基板形成，所述第一下膜部由所述撓性基板的一部分形成，并且所述第二下膜部由所述撓性基板的另一部分形成。

6.根據權利要求1至5中的任一項所述的力檢測裝置，其中，

所述第一柱狀件的上端與所述上基板接合所在的接合部分的附近構成具有撓性的第一上膜部，并且

所述第二柱狀件的上端與所述上基板接合所在的接合部分的附近構成具有撓性的第二上膜部。

7.根據權利要求6所述的力檢測裝置，其中，

在所述上基板的上表面或下表面上形成有第一上凹槽和第二上凹槽，并且由所述第一上凹槽的底部形成第一上膜部，且由所述第二上凹槽的底部形成第二上膜部。

8.根據權利要求7所述的力檢測裝置，其中，

每個上凹槽形成在所述上基板的下表面上，在所述上凹槽內部設置有凸起，所述凸起從每個所述上凹槽的底面向下延伸至基板表面位置，并且每個柱狀件的上端經由所述凸起接合至所述上膜部。

9.根據權利要求6所述的力檢測裝置，其中，

所述上基板由撓性基板形成，第一上膜部由所述撓性基板的一部分形成，并且第二上膜部由所述撓性基板的另一部分形成。

10.根據權利要求1至9中的任一項所述的力檢測裝置，其中，

所述第一柱狀件的中心軸線和所述第二柱狀件的中心軸線設置在XZ平面上或平行于XZ平面的平面上，并且所述第一柱狀件和所述第二柱狀件關于YZ平面對稱。

11.根據權利要求1至10中的任一項所述的力檢測裝置，其中，

第一傳感器由第一電容元件構成，所述第一電容元件包括：形成于所述第一下膜部上的第一位移電極；以及固定至與所述第一位移電極相對的位置處的第一固定電極，并且

第二傳感器由第二電容元件構成，所述第二電容元件包括：形成于所述第二下膜部上的第二位移電極；以及固定至與所述第二位移電極相對的位置處的第二固定電極。