[發(fā)明專利]力檢測裝置及機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910561996.6
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN110125986B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 井之上陽一;藤田淳哉
• 申請（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會社
• 主分類號: B25J19/02
• 分類號: B25J19/02;B25J19/06;G01L1/22;G01L5/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;李平

本發(fā)明提供一種力檢測裝置及機器人，具有能夠提高力的檢測精度的構(gòu)造。力傳感器具備：應(yīng)變承受體即力傳感器主體；以及固定部，該固定部是固定于應(yīng)該安裝力傳感器的被安裝部上的部分。固定部與力傳感器主體一體地形成為比力傳感器主體的與上述被安裝部相對的底部的底面突出。

本申請為分案申請；其母案的申請?zhí)枮椤?017111159138”，發(fā)明名稱為“力檢測裝置及機器人”。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對作用于構(gòu)造體的外力進行檢測的力檢測裝置、以及具有安裝了該力檢測裝置的構(gòu)造體的工業(yè)用機器人。

背景技術(shù)

近年來能夠取消安全柵而充分確保人員安全地進行某種處置的工業(yè)用機器人，已能夠與人員協(xié)作實施作業(yè)。因此對這種機器人即所謂協(xié)作機器人需求在增長。

在使用協(xié)作機器人的情況下，人員與機器人共有作業(yè)空間，因此需要防止人員與機器人接觸而受傷。為此，采用了在機器人主體安裝力檢測裝置(以下稱為力傳感器)來檢測人員與機器人的接觸力的方法。例如在由力傳感器檢測出超過預(yù)定閾值的接觸力時，則使機器人的動作停止或者使機器人以減輕接觸力的方式動作。

上述這樣的力傳感器通常具備：作為承受外力而發(fā)生應(yīng)變的應(yīng)變承受體的力傳感器主體、以及固定于力傳感器主體的應(yīng)變檢測器。將力傳感器主體安裝于構(gòu)造體并利用應(yīng)變檢測器來檢測力傳感器主體的應(yīng)變量，從而能夠基于該檢測值來識別作用于構(gòu)造體的力的大小、方向。作為這種力傳感器的一例，日本特開2009－74969號公報提出了一種構(gòu)造簡單的六軸力傳感器。

在力傳感器中，通常是在力傳感器單體中算出用于將構(gòu)成力傳感器的應(yīng)變檢測器的輸出信號變換為力的值的校正參數(shù)即實施所謂的校準。因此，在將力傳感器實際安裝于構(gòu)造體時，若因安裝有力傳感器的構(gòu)造體的部分(以下稱為被安裝部)的變形、表面翹曲等的影響而使力傳感器自身發(fā)生變形，則會導(dǎo)致上述的校正參數(shù)失真。由此產(chǎn)生通過力傳感器檢測出的力的值的誤差變大這樣的問題。

尤其是對于協(xié)作機器人而言，當由力傳感器檢測出的接觸力超過預(yù)定閾值時，則使機器人的動作停止、或以減輕接觸力的方式使機器人動作。因此，當力傳感器的檢測值的誤差如上述那樣增大時，則為了避免對接觸的誤檢測而需要較高地設(shè)定上述的閾值，也就是將對接觸的靈敏度設(shè)置為較低。當人員與機器人發(fā)生接觸時，人員可容許的接觸力存在限度，而如果對接觸的靈敏度低則會增加對協(xié)作機器人使用方式的限制。

因此，以往為了提高上述這種力傳感器的檢測精度，是在預(yù)先將被安裝部的變形、表面的翹曲等除去之后再將力傳感器安裝于被安裝部。另外，為了防止在安裝力傳感器時由于被安裝部的變形、表面的翹曲等的影響而導(dǎo)致力傳感器自身發(fā)生變形，將力傳感器經(jīng)由高剛性的其它零件安裝于被安裝部。

但是，采用預(yù)先對被安裝部進行全面研磨加工等而預(yù)先除去被安裝部的變形的方法會導(dǎo)致被安裝部的制造成本提高。

另一方面，在使用高剛性的其它零件的安裝方法的情況下，則會由于高剛性的其它零件是比較大且重的零件，會受到可耐受重物的設(shè)置環(huán)境的限制，或是由于機器人的動作區(qū)域與高剛性的其它零件發(fā)生干涉，從而產(chǎn)生對機器人的動作區(qū)域造成制限等對使用對象造成限制的問題。尤其是在將機器人設(shè)置于地板以外的墻壁、頂板使用的情況下，會由于機器人較重而需要對進行設(shè)置的墻壁或頂板進行加固，導(dǎo)致準備設(shè)置環(huán)境的成本升高。另外，由于協(xié)作機器人能夠在無安全柵條件下使用，因此具有向生產(chǎn)線增添或減少機器人要比現(xiàn)有機器人容易進行的優(yōu)點，但是重量較重的機器人則難以簡便地移動，因此導(dǎo)致這種協(xié)作機器人的優(yōu)點削弱。另外，有時會將高剛性的其它零件與力傳感器結(jié)合起來提供給用戶，但是由于大小、重量都會增加而在尺寸方面實用性降低且搬運困難。

此外，日本特開2009－74969號公報完全沒有公開能夠在安裝力傳感器時防止由于被安裝部的變形、表面的翹曲等而導(dǎo)致力傳感器主體變形的力傳感器的構(gòu)造。

為此，針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有能夠提高力的檢測精度的構(gòu)造的力檢測裝置、以及具備該力檢測裝置的機器人。