[發明專利]力傳感器

有效

• 申請號: 201810908703.2
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN110857896B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 由井夏樹;向井優;牧野泰育
• 申請（專利權）人: 新東工業株式會社;株式會社萊普特里諾
• 主分類號: G01L5/1627
• 分類號: G01L5/1627;G01L1/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;青煒

本發明提供一種力傳感器。提供能夠提高力傳感器的生產率而且能夠提高可靠性的技術。力傳感器(10)具備：具有表面(20a)以及里面(20b)的應變體(20)；以及被設置于表面(20a)以及里面(20b)的多個應變計(30)。應變體(20)構成為包含：承受力的受力部(21)；相對于受力部固定的固定部(22)；將受力部與固定部連結的臂部(23)；以及沿與臂部的延伸方向交叉的方向延伸并與固定部連結的彎曲部(24)。多個應變計(30)設置于臂部(23)，包含對臂部(23)的彎曲進行檢測的彎曲應變計以及對臂部(23)的剪切進行檢測的剪切應變計。應變計構成橋式電路。

技術領域

本發明涉及力傳感器(也稱為分力計)，特別是涉及對于適用于檢測x軸方向、y軸方向、z軸方向的力分量和繞各軸的力矩分量合計6個分量的6軸力傳感器而言有效的技術。

背景技術

日本特開昭57-169643號公報(以下稱為“專利文獻1”。)記載有涉及使用了應變計的多分力的分力計的技術。該分力計是對連結基部和框體的俯視觀察呈十字形的臂部的形狀進行了研究，僅基于彎曲應變來測定外力的構成(參照專利文獻1的說明書第三頁左上段第12-16行)。因此，為了利用彎曲應變檢測各方向的外力，在繞四棱柱的臂部的軸的4個面(表面、里面、兩個側面)分別粘合了檢測彎曲應變的應變計(即彎曲應變計)(參照專利文獻1的說明書第三頁右上段第19行-左下段第3行)。

專利文獻1：日本特開昭57-169643號公報

如專利文獻1記載的技術那樣，在現有的分力計中，是專研臂部的形狀，根據臂部的彎曲應變來測定外力的構成，以便能夠抑制臂部產生的剪切應變、并利用彎曲應變進行捕捉。這是因為考慮了分力計是檢知、檢測基于外力的微小的變化(輸出)的部件，對檢知、檢測產生比剪切應變大的變化的彎曲應變來說是有效的。

然而，在專利文獻1記載的技術中，雖在四棱柱的臂部的表面以及里面(由4根臂部構成為俯視觀察呈十字形的面)粘貼(粘合)應變計是容易的，但在臂部的2個側面(于上下表面正交的面)粘貼應變計是困難的。這是因為臂部的側面側的空間、即由基部、框體以及臂部圍起的空間在粘貼應變計時較狹窄(有障礙物)。因此，若將應變計粘貼在臂部的2側面(內側面)，則作業工時增加。另外，該應變計的配線布置也變得困難，容易產生因斷線等導致的動作不良。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠提高力傳感器的生產率，而且能夠提高可靠性的技術。本發明的上述以及其它的目的和新的特征將通過本說明書的記述以及附圖變得清楚。

為了解決上述課題，作為本發明的一解決機構的力傳感器具備：應變體，其具有表面以及里面；以及多個應變計，它們設置于上述表面以及上述里面，上述應變體包含：承受力的受力部；相對于上述受力部固定的固定部；將上述受力部與上述固定部連結的臂部；以及沿與上述臂部的延伸方向交叉的方向延伸并與上述固定部連結的彎曲部，上述多個應變計包含對上述臂部的彎曲進行檢測的規定數量的彎曲應變計以及對該臂部的剪切進行檢測的規定數量的剪切應變計，上述應變計構成橋式電路。

由此，能夠提供不在臂部的側面(與表面以及里面正交的面)設置應變計，而僅在應變體的臂部的表面以及里面設置應變計的力傳感器。因此，能夠提高力傳感器的生產率。另外，不存在因在臂部的側面粘貼應變計而導致的不良情況，所以能夠提高力傳感器的可靠性。

在上述一解決手段的力傳感器中，更優選上述彎曲應變計將該彎曲應變計的檢測方向設置為上述臂部的延伸方向，上述剪切應變計將該剪切應變計的檢測方向設置為相對于上述臂部的延伸方向成45°方向。

在上述一解決手段的力傳感器中，更優選以粘貼于上述臂部的上述表面以及上述里面的方式，匯集規定數量的上述彎曲應變計和規定數量的上述剪切應變計而構成。由此與一個一個地粘貼應變計相比能夠提高生產率。