力覺傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及能夠檢測(cè)外力的力覺傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知一種力覺傳感器，通過用傳感器來檢測(cè)結(jié)構(gòu)體由于外力而產(chǎn)生的位移，并對(duì) 傳感器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算處理，來檢測(cè)施加給結(jié)構(gòu)體的外力。特別地，專利文獻(xiàn)1、專利文 獻(xiàn)2W及專利文獻(xiàn)3公開了一種利用光學(xué)傳感器來檢測(cè)結(jié)構(gòu)體由于外力而產(chǎn)生的位移的力 覺傳感器。
[0003] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-281635號(hào)公報(bào)
[0004] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-127501號(hào)公報(bào)
[0005] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2010-210558號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2W及專利文獻(xiàn)3所公開的技術(shù)中，具備:活動(dòng)部，其在被施加 外力時(shí)產(chǎn)生位移；W及固定部，其即便被施加外力也不會(huì)產(chǎn)生位移，其中，利用光學(xué)傳感器 來測(cè)定固定部W及活動(dòng)部的相對(duì)位移量。然而，在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2 W及專利文獻(xiàn)3中， 在從固定部W及活動(dòng)部的相對(duì)位移量的信息中分離并檢測(cè)出多個(gè)方向的外力時(shí)，需要復(fù)雜 的運(yùn)算處理。因此，存在力覺傳感器的響應(yīng)性降低的可能性。
[0007] 本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種力覺傳感器，通過使檢測(cè) 外力所需的運(yùn)算處理變得容易，能夠提高檢測(cè)的響應(yīng)性。
[000引為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器包括:基部；第一活動(dòng)部，其與上述 基部對(duì)置配置;第二活動(dòng)部，其與上述第一活動(dòng)部對(duì)置配置;支承體，其設(shè)置于上述基部，W 使上述第一活動(dòng)部W及上述第二活動(dòng)部能夠擺動(dòng)的方式來支承上述第一活動(dòng)部W及上述 第二活動(dòng)部;關(guān)節(jié)，其設(shè)置于上述支承體，W使上述第二活動(dòng)部能夠旋轉(zhuǎn)的方式來支承上述 第二活動(dòng)部；W及第一檢測(cè)部和第二檢測(cè)部，在上述第一活動(dòng)部W及上述第二活動(dòng)部中的 至少一方被施加外力的情況下，上述第一檢測(cè)部能夠檢測(cè)使上述第一活動(dòng)部W及上述第二 活動(dòng)部擺動(dòng)的分力，上述第二檢測(cè)部能夠檢測(cè)使上述第二活動(dòng)部旋轉(zhuǎn)的分力。
[0009] 由此，當(dāng)力覺傳感器被施加外力時(shí)，第一檢測(cè)部處理與使第一活動(dòng)部W及第二活 動(dòng)部擺動(dòng)的分力有關(guān)的信息。第二檢測(cè)部處理與使第二活動(dòng)部旋轉(zhuǎn)的分力有關(guān)的信息。運(yùn) 樣，第一檢測(cè)部和第二檢測(cè)部處理與同一外力所包含的多個(gè)方向的分力中相互不同方向的 分力有關(guān)的信息。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，第一檢測(cè)部W及第二檢測(cè)部各自處理的與分力的 方向有關(guān)的信息較少。因此，力覺傳感器通過使檢測(cè)外力所需的運(yùn)算處理變得容易，能夠提 高檢測(cè)的響應(yīng)性。
[0010] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第一活動(dòng)部W及上述第二活動(dòng)部被配置在上 述基部的鉛垂方向上側(cè)。由此，施加于支承第二活動(dòng)部的關(guān)節(jié)的荷載主要為第二活動(dòng)部的 重量W及外力。因此，與第一活動(dòng)部W及第二活動(dòng)部被配置在基部的鉛垂方向下側(cè)的情況 相比較，施加于支承第二活動(dòng)部的關(guān)節(jié)的荷載較小。因此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器通過減 小施加于支承第二活動(dòng)部的關(guān)節(jié)的荷載，能夠抑制關(guān)節(jié)有可能發(fā)生的破損。
[0011] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第一檢測(cè)部包括=個(gè)W上的傳感器，上述傳感 器能夠發(fā)出光并且能夠檢測(cè)該光的反射光。由此，傳感器能夠?qū)φ迟N于第一活動(dòng)部的反射 板照射光，并檢測(cè)該光的反射光強(qiáng)度。第一檢測(cè)部朝向具有較大面積的平坦部的反射板照 射光。因此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器無需進(jìn)行如發(fā)光部和受光部相獨(dú)立且將它們對(duì)置配 置的情況下所需要的高精度的定位。因此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器能夠抑制因傳感器的 配置而導(dǎo)致的檢測(cè)精度的降低。
[0012] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第一檢測(cè)部包括四個(gè)傳感器，上述四個(gè)傳感器 中的兩個(gè)傳感器被配置在同一直線上，其余的兩個(gè)傳感器被配置在與該直線正交的同一直 線上。由此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器能夠基于在同一直線上配置的兩個(gè)傳感器的傳感器 輸出來檢測(cè)繞一個(gè)軸的力矩，基于在與該直線正交的同一直線上配置的兩個(gè)傳感器的傳感 器輸出來檢測(cè)繞不同軸的力矩。因此，力覺傳感器能夠進(jìn)一步使用于檢測(cè)外力的運(yùn)算處理 變得容易。
[0013] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述支承體具有:第一固定件，其由上述基部支承； 板狀的板黃部，其隔著隔離件由上述第一固定件支承，并且能夠發(fā)生彈性變形；W及第二固 定件，其隔著隔離件由上述板黃部支承，上述板黃部具有板狀的基本部；W及多個(gè)突出部， 其在與上述基本部同一平面上從上述基本部突出，并且上述隔離件與其表面接觸，在上述 第一活動(dòng)部被施加外力的情況下，上述突出部根據(jù)上述第一活動(dòng)部的位移，相對(duì)于上述隔 離件所接觸的位置靠上述基本部側(cè)的部分發(fā)生變形。由此，施加于活動(dòng)部的外力經(jīng)由隔離 件傳遞到板黃部，使突出部發(fā)生彈性變形。運(yùn)樣，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器能夠抑制在活動(dòng) 部被施加外力的情況下使活動(dòng)部擺動(dòng)而在該外力消除的情況下使活動(dòng)部回到原來的位置 運(yùn)樣的動(dòng)作中產(chǎn)生晃動(dòng)。因此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器能夠抑制由于晃動(dòng)的產(chǎn)生而導(dǎo)致 的外力檢測(cè)精度的降低。
[0014] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述支承體具有W相互隔開間隙而對(duì)置的方式連 結(jié)的多個(gè)上述板黃部。由此，在本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器被施加使活動(dòng)部朝向基部平行移 動(dòng)的外力的情況下，各個(gè)板黃部能夠發(fā)生變形。因此，板黃部的數(shù)量越多，活動(dòng)部朝向基部 能夠平行移動(dòng)的量就越大。因此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器能夠調(diào)節(jié)，在施加使活動(dòng)部朝向 基部平行移動(dòng)的外力的情況下，活動(dòng)部的移動(dòng)量。此外，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器有可能被 人即操作員直接施加外力而被操作。因此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器在操作員施加使活動(dòng) 部朝向基部平行移動(dòng)的外力的情況下，使操作員易于感覺到活動(dòng)部的移動(dòng)，從而能夠提高 操作性。
[0015] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第一檢測(cè)部包括在上述基部的上表面設(shè)置的 =個(gè)W上的傳感器，上述傳感器能夠發(fā)出光，并且能夠通過檢測(cè)該光的反射光來獲取距檢 測(cè)對(duì)象的距離，利用上述傳感器的位置和距檢測(cè)對(duì)象的距離來檢測(cè)上述第一活動(dòng)部的傾斜 角度。由此，傳感器能夠?qū)φ迟N于第一活動(dòng)部的反射板照射光，并檢測(cè)該光的反射光強(qiáng)度。 第一檢測(cè)部朝向具有較大面積的平坦部的反射板照射光。因此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器 無需進(jìn)行如發(fā)光部和受光部相獨(dú)立且將它們對(duì)置配置的情況下所需的高精度的定位。因 此，本發(fā)明設(shè)及的力覺傳感器能夠抑制因傳感器的配置而導(dǎo)致的檢測(cè)精度的降低。
[0016] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第一檢測(cè)部包括=個(gè)傳感器，其在上述基部的 上表面沿周向的等間隔配置。由此，傳感器彼此的間隔較長(zhǎng)。因此，力覺傳感器能夠 提高第一活動(dòng)部的傾斜角度的檢測(cè)精度。
[0017] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第一檢測(cè)部包括四個(gè)W上的傳感器，將其中= 個(gè)傳感器設(shè)為第一組，利用上述=個(gè)傳感器的位置和距檢測(cè)對(duì)象的距離來檢測(cè)上述第一活 動(dòng)部的傾斜角度，將與上述第一組至少有一個(gè)傳感器不同的=個(gè)傳感器設(shè)為第二組，來檢 測(cè)上述第一活動(dòng)部的傾斜角度，并對(duì)多個(gè)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行平均來求出上述第一活動(dòng)部的傾斜 角度。由此，力覺傳感器通過對(duì)兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行平均，能夠求出更為準(zhǔn)確的角度。此外，力覺傳 感器即便在一個(gè)組發(fā)生故障的情況下也能夠繼續(xù)使用。
[0018] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，本發(fā)明的力覺傳感器具有:第一止動(dòng)件，其限制上 述第一活動(dòng)部W及上述第二活動(dòng)部的擺動(dòng)角度;第二止動(dòng)件，其限制上述第一活動(dòng)部W及 上述第二活動(dòng)部向拉伸上述支承體的方向進(jìn)行位移時(shí)的位移量；W及第=止動(dòng)件，其限制 上述第二活動(dòng)部的繞中屯、軸的旋轉(zhuǎn)角度。由此，力覺傳感器即便在過大的外力作用于力覺 傳感器的情況下，也能夠防止支承體等的破損。
[0019] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第一止動(dòng)件是從上述基部向上述第一活動(dòng)部 突出的部分，在上述支承體的繞中屯、軸的周向上等間隔地設(shè)置在=個(gè)位置W上，其從上述 基部的高度設(shè)為，在超過上述支承體能夠發(fā)生彈性變形的荷載的荷載施加于力覺傳感器時(shí) 其前端與上述第一活動(dòng)部接觸。由此，即便在使第一活動(dòng)部W及第二活動(dòng)部擺動(dòng)的過大外 力施加于力覺傳感器的情況下，力覺傳感器也能夠抑制支承體產(chǎn)生永久變形。
[0020] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第二止動(dòng)件是設(shè)置在W覆蓋力覺傳感器的周 圍的方式配置的框體的上端部并且朝向中屯、的方向突出的凸緣狀部分，其高度設(shè)為，在超 過上述支承體能夠發(fā)生彈性變形的荷載的荷載施加于力覺傳感器時(shí)其下側(cè)端面與上述第 二活動(dòng)部接觸。由此，第二活動(dòng)部在發(fā)生一定量的位移時(shí)，與第二止動(dòng)件的下側(cè)端面接觸而 不再位移。因此，力覺傳感器能夠抑制支承體產(chǎn)生永久變形。
[0021 ]此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述第=止動(dòng)件是在上述第一活動(dòng)部和上述第二 活動(dòng)部的相互對(duì)置的表面上設(shè)置的永磁鐵，在上述第一活動(dòng)部設(shè)置的上述永磁鐵從上述第 一活動(dòng)部的表面朝向上述第二活動(dòng)部突出，在上述第二活動(dòng)部設(shè)置的上述永磁鐵從上述第 二活動(dòng)部的表面向上述第一活動(dòng)部突出，并且設(shè)置于在周向上夾著在上述第一活動(dòng)部設(shè)置 的上述永磁鐵的位置。由此，在第二活動(dòng)部由于外力而旋轉(zhuǎn)的情況下，多個(gè)第=止動(dòng)件相互 的距離變近而造成斥力增大，產(chǎn)生相對(duì)于外力的反作用力。因此，力覺傳感器能夠抑制關(guān)節(jié) 等的破損。
[0022] 此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，上述關(guān)節(jié)具備貫通上述第二活動(dòng)部的軸，貫通上述 基部的第一內(nèi)部通路、貫通上述支承體的第二內(nèi)部通路W及貫通上述軸的第=內(nèi)部通路被 配置在同一直線上。由此，設(shè)置在力覺傳感器的布線或者配管通過第一內(nèi)部通路、第二內(nèi)部 通路W及第=內(nèi)部通路，能夠從基部到達(dá)第二活動(dòng)部。因此，與布線或者配管通過各部件外 側(cè)的情況相比，力覺傳感器能夠使裝置整體小型化。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種力覺傳感器，通過使檢測(cè)外力所需的運(yùn)算處理變得容 易，能夠提局檢測(cè)的響應(yīng)性。
【附圖說明】
[0024] 圖1是表示本實(shí)施方式設(shè)及的力覺傳感器的示意圖。
[0025] 圖2是表示本實(shí)施方式設(shè)及的基部、支承體W及第二活動(dòng)部的示意圖。
[0026] 圖3是表示本實(shí)施方式設(shè)及的支承體W及第一活動(dòng)部的俯視圖。
[0027] 圖4是表示本實(shí)施方式設(shè)及的軸W及第二活動(dòng)部的俯視圖。
[002引圖5表示圖4的A向視圖。
[0029] 圖6是表示對(duì)本實(shí)施方式設(shè)及的力覺傳感器施加繞Y軸的力矩的狀態(tài)的示意圖。
[0030] 圖7是表示本實(shí)施方式設(shè)及的第二傳感器W及反射板的示意圖。
[0031] 圖8表示圖7的B向視圖。
[0032] 圖9是表示對(duì)本實(shí)施方式設(shè)及的力覺傳感器施加繞巧由的力矩的狀態(tài)的示意圖。
[0033] 圖10表示圖9的C向視圖。
[0034] 圖11是表示本實(shí)施方式設(shè)及的第一檢測(cè)部W及第二檢測(cè)部的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0035] 圖12是本實(shí)施方式設(shè)及的運(yùn)算處理部的結(jié)構(gòu)圖。
[0036] 圖13是表示變形例1設(shè)及的力覺傳感器的示意圖。
[0037] 圖14是表示變形例2設(shè)及的支承體的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0038] 圖15是表示對(duì)變形例2設(shè)及的力覺傳感器施加繞Y軸的力矩的情況的示意圖。
[0039] 圖16是表示變形例3設(shè)及的力覺傳感器的示意圖。
[0040] 圖17是表示圖16的D-D剖面的示意圖。
[0041] 圖18是表示圖16的E-E剖面的示意圖。
[0042] 圖19是表示變形例4設(shè)及的力覺傳感器的示意圖。
[0043] 圖20是表示變形例5設(shè)及的力覺傳感器的示意圖。
[0044] 圖21是表示變形例5設(shè)及的力覺傳感器被施加過大力矩的狀態(tài)的示意圖。
[0045] 圖22是表示變形例5設(shè)及的力覺傳感器被施加 Z軸方向的過大外力的狀態(tài)的示意 圖。
[0046] 圖23是表示變形例6設(shè)及的力覺傳感器的示意圖。
[0047] 圖24是W包含中屯、軸的平面剖開變形例6設(shè)及的力覺傳感器而得到的剖面圖。
[0048] 圖25是表示變形例6設(shè)及的盤狀部件的一個(gè)示例的俯視圖。