傳感器設備、力檢測裝置、機器人、電子部件輸送裝置、電子部件檢查裝置及部件加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及傳感器設備、力檢測裝置、機器人、電子部件輸送裝置、電子部件檢查 裝置W及部件加工裝置。
【背景技術】
[0002] 近年，W生產(chǎn)效率提高為目的，針對工廠等生產(chǎn)設施的工業(yè)用機器人導入正在發(fā) 展。該種工業(yè)機器人具備能夠相對于1軸或者多軸方向進行驅(qū)動的臂、W及安裝于臂前端 側的手部、部件檢查用器具或者部件輸送用器具等末端執(zhí)行器，能夠執(zhí)行部件的組裝作業(yè)、 部件加工作業(yè)等部件制造作業(yè)、部件輸送作業(yè)W及部件檢查作業(yè)等。
[0003] 在該種工業(yè)用機器人中，例如，在臂與末端執(zhí)行器之間設置有力檢測裝置。作為用 于工業(yè)用機器人的力檢測裝置，例如，使用專利文獻1所公開那樣的力檢測裝置。專利文獻 1所記載的力檢測裝置的元件具有由多個壓電基板W及被設置在它們之間的多個內(nèi)部電極 構成的層疊體。在層疊體的側面設置有與內(nèi)部電極的側面電連接的配線，該配線例如由導 電性膏構成，并且與外部電路等連接。
[0004] 例如，在對侶板等母材施行機械加工的工業(yè)用機器人（工作機械）中，存在內(nèi)置有 當施行機械加工時檢測針對母材的力的力檢測裝置的機器人（例如，參照專利文獻2)。在 專利文獻2中，記載了如下結構的力檢測裝置；具備壓電元件與收容該壓電元件的售體，并 由售體所具備的2個加壓板夾持壓電元件。
[0005] 在專利文獻2所記載的力檢測裝置中，若對加壓板施加外力，則該外力被傳遞至 壓電元件，壓電元件輸出與外力相對應的電荷，從而能夠基于該電荷來檢測所施加的外力。 另外，在該種力檢測裝置中，一般地，通過使用了銅線等的引線接合（wire bonding),將壓 電元件與售體連接，并將壓電元件接地。
[0006] 專利文獻1 ;日本特開2013 - 101020號公報
[0007] 專利文獻2 ;日本特開2013 - 257267號公報
[000引然而，在專利文獻1所記載的力檢測裝置的元件中，內(nèi)部電極比較薄，所W有可能 無法與配線充分地電連接。并且，在產(chǎn)生了應力時，導電性膏有可能因該應力而斷裂（斷 線）。
[0009] 并且，在專利文獻2所記載的力檢測裝置中的通過引線接合進行的連接中，特別 是在焊接接合銅線等的情況下，有可能因?qū)αz測裝置施加外力所引起的振動等，而使銅 線斷裂（斷線），從而產(chǎn)生連接不良。
[0010] 該樣，存在W下課題：由于有可能產(chǎn)生導電性膏的斷線、通過引線接合而連接的部 分的斷線等，所W難W提供可靠性高的傳感器設備、力檢測裝置、機器人、電子部件輸送裝 置、電子部件檢查裝置W及部件加工裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明是為了解決上述的課題的至少一部分而提出的，其能夠作為W下的方式或 者應用例來實現(xiàn)。
[001引[應用例^
[0013] 本應用例的傳感器設備的特征在于，具備；多個壓電體；多個內(nèi)部電極，其形成在 多個上述壓電體之間；外殼，其具有輸出端子并收納上述壓電體；第一導電性部件，其與多 個上述內(nèi)部電極電連接；W及第二導電性部件，其將上述第一導電性部件與上述輸出端子 電連接，并且與上述第一導電性部件相比彈性模量較低。
[0014] 由此，即使在導電性部件產(chǎn)生了應力的情況下，彈性模量較低的第二導電性部件 也能夠吸收該應力。因此，能夠抑制或者防止導電性部件斷裂。其結果是，能夠得到可靠性 較高的傳感器設備。
[00巧][應用例引
[0016] 優(yōu)選在上述應用例所記載的傳感器設備中，上述第一導電性部件的楊氏模量在 3. 4GPa W上5. OGPa W下，上述第二導電性部件的楊氏模量在0,1GPa W上0. 2GPa W下。
[0017] 由此，即使在導電性部件產(chǎn)生了應力的情況下，彈性模量較低的第二導電性部件 也能夠吸收該應力。因此，能夠有效地抑制或者防止導電性部件斷裂。
[001引[應用例引
[0019] 優(yōu)選在上述應用例所記載的傳感器設備中，上述第一導電性部件W及上述第二導 電性部件由包含具有導電性的填料的膏狀材料構成，上述第一導電性部件的填料的含有率 比上述第二導電性部件的填料的含有率大。
[0020] 由此，能夠可靠地將第一導電性部件與內(nèi)部電極電連接。
[0021] [應用例句
[0022] 優(yōu)選在上述應用例所記載的傳感器設備中，上述內(nèi)部電極呈膜狀，其厚度在20nm W上 lOOnm W下。
[0023] 由此，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器設備的小型化。
[0024] [應用例引
[0025] 優(yōu)選在上述應用例所記載的傳感器設備中，上述外殼具有凹部，上述凹部收納上 述壓電體并且具有階梯部，上述階梯部的深度階段性變化，并且上述輸出端子被設置于上 述階梯部，上述第二導電性部件與上述階梯部連接。
[0026] 由此，能夠盡可能增大第二導電性部件與外殼的接觸面積，因此，能夠可靠地將第 二導電性部件與外殼粘合。
[0027] [應用例6]
[002引本應用例的力檢測裝置的特征在于，具備；傳感器設備；W及外力檢測電路，其基 于從上述傳感器設備輸出的電壓，檢測向傳感器設備施加的外力，上述傳感器設備具有： 多個壓電體；多個內(nèi)部電極，其形成在多個上述壓電體之間；外殼，其具有輸出端子并收納 上述壓電體；第一導電性部件，其與多個上述內(nèi)部電極電連接；W及第二導電性部件，其將 上述第一導電性部件與上述輸出端子電連接，并且與上述第一導電性部件相比彈性模量較 低。
[0029]由此，即使在導電性部件產(chǎn)生了應力的情況下，彈性模量較低的第二導電性部件 也能夠吸收該應力。因此，能夠抑制或者防止導電性部件斷裂。其結果是，能夠得到可靠性 較高的力檢測裝置。
[0030] [應用例7]
[0031] 本應用例的機器人的特征在于，具備：至少1個臂連結體，其具有多個臂，并通過 將上述多個臂中的相鄰的上述臂彼此自由轉動地連結而形成；末端執(zhí)行器，其設置于上述 臂連結體的前端側；W及應用例6的力檢測裝置，其設置在上述臂連結體與上述末端執(zhí)行 器之間，并檢測施加于上述末端執(zhí)行器的外力。
[0032] 由此，能夠得到與上述本發(fā)明的力檢測裝置相同的效果。而且，通過反饋力檢測裝 置所檢測出的外力，能夠更加精密地執(zhí)行作業(yè)。另外，根據(jù)力檢測裝置所檢測出的外力，能 夠檢測末端執(zhí)行器向障礙物的接觸等。因此，能夠容易地進行在W往的位置控制中比較困 難的障礙物回避動作、對象物損傷回避動作等，從而能夠更加安全地執(zhí)行作業(yè)。
[003引[應用例8]
[0034] 本應用例的電子部件輸送裝置的特征在于，具備；把持部，其把持電子部件；W及 應用例6的力檢測裝置，其檢測施加于上述把持部的外力。
[0035] 由此，能夠得到與上述本發(fā)明的力檢測裝置相同的效果。而且，通過反饋力檢測裝 置所檢測出的外力，能夠更加精密地執(zhí)行作業(yè)。另外，根據(jù)力檢測裝置所檢測出的外力，能 夠檢測把持部向障礙物的接觸等。因此，能夠容易地進行在W往的位置控制中比較困難的 障礙物回避動作、對象物損傷回避動作等，從而能夠更加安全地執(zhí)行電子部件輸送作業(yè)。
[0036] [應用例9]
[0037] 本應用例的電子部件檢查裝置的特征在于，具備；把持部，其把持電子部件；檢查 部，其檢查上述電子部件；W及應用例6的力檢測裝置，其檢測施加于上述把持部的外力。 [003引 由此，能夠得到與上述本發(fā)明的力檢測裝置相同的效果。而且，通過反饋力檢測裝 置所檢測出的外力，能夠更加精密地執(zhí)行作業(yè)。另外，根據(jù)力檢測裝置所檢測出的外力，能 夠檢測把持部向障礙物的接觸等。因此，能夠容易地進行在W往的位置控制中比較困難的 障礙物回避動作、對象物損傷回避動作等，從而能夠更加安全地執(zhí)行電子部件檢查作業(yè)。
[0039] [應用例 10]
[0040] 本應用例的部件加工裝置的特征在于，具備：工具位移部，其供工具安裝，并使上 述工具位移；W及應用例6的力檢測裝置，其檢測施加于上述工具的外力。
[0041] 由此，能夠得到與上述本發(fā)明的力檢測裝置相同的效果。而且，通過反饋力檢測裝 置所檢測出的外力，從而部件加工裝置能夠更加精密地執(zhí)行部件加工作業(yè)。另外，根據(jù)力檢 測裝置所檢測出的外力，能夠檢測工具向障礙物的接觸等。因此，部件加工裝置能夠在工具 與障礙物等接觸的情況下緊急停止，從而能夠執(zhí)行更加安全的部件加工作業(yè)。
[00創(chuàng)[應用例11]
[0043] 本應用例的力檢測裝置的特征在于，具備：第一基部（第一基板），其具有導電性； 壓電元件，其根據(jù)外力輸出電荷；導電部，其位于上述壓電元件與上述第一基部之間，并具 有導電性；接地電極，其設置于上述壓電元件；W及配線部，其將上述接地電極與上述導電 部電連接。
[0044] 由此，即使例如壓電元件產(chǎn)生變形（變動），也能夠適當?shù)胤乐够蛘咭种婆渚€部斷 裂（斷線），從而能夠減少連接不良的產(chǎn)生。
[0045] [應用例 12]
[0046] 優(yōu)選在上述應用例所記載的力檢測裝置中，上述配線部具有設置在上述壓電元件 與上述導電部之間的部分。
[0047] 由此，即使壓電元件產(chǎn)生變形，也能夠適當?shù)胤乐够蛘咭种婆渚€部斷裂，從而能夠 尤其減少連接不良的產(chǎn)生。
[0048] [應用例 13]
[0049] 優(yōu)選在上述應用例所記載的力檢測裝置中，具備第二基部（第二基板），上述壓電 元件位于上述第一基部與上述第二基部之間，并具備加壓部件，上述加壓部件W對上述壓 電元件進行加壓的方式將上述第一基部與上述第二基部固定并且具有導電性。
[0化0] 由此，能夠更加可靠地保護壓電元件，并且即使例如壓電元件產(chǎn)生變形，也能夠適 當?shù)胤乐够蛘咭种婆渚€部斷裂，從而能夠進一步減少產(chǎn)生連接不良的情況。
[0051][應用例 14]
[0化2] 優(yōu)選在上述應用例所記載的力檢測裝置中，上述第二基部具有導電性。
[0化3] 由此，能夠?qū)⑵渌澹ǖ谝换浚┑碾娢蛔鳛閴弘娫幕鶞孰娢弧?br>[0054][應用例 15]
[0化5] 優(yōu)選在上述應用例所記載的力檢測裝置中，上述壓電元件包含水晶。
[0056] 由此，力檢測裝置難W受到由溫度的變動產(chǎn)生的影響而成為長期穩(wěn)定的裝置，因 此，能夠準確地檢測外力。
[0057] [應用例 16]
[005引優(yōu)選上述應用例所記載的力檢測裝置具備支承部，該支承部具有供上述壓電元件 配置的凹部，上述支承部W密封上述凹部的方式與上述導電部接合。
[0化9] 由此，能夠更加可靠地保護壓電元件，并且即使壓電元件產(chǎn)生變形，也能夠適當?shù)?防止或者抑制配線部斷裂，從而能夠進一步減少產(chǎn)生連接不良的情況。
[0060] [應用例 17]
[0061] 優(yōu)選在上述應用例所記載的力檢測裝置中，上述配線部具有設置于上述支承部的 部分。
[0062] 由此，即使例如壓電元件產(chǎn)生變形，也能夠適當?shù)胤乐够蛘咭种婆渚€部斷裂，從而 能夠進一步減少產(chǎn)生連接不良的情況。
[006引[應用例18]
[0064] 優(yōu)選在上述應用例所記載的力檢測裝置中，具備具有接地配線的配線基板，上述 配線部與上述接地配線電連接。
[00化]由此，能夠用1個路徑將壓電元件W及配線基板該雙方接地，從而能夠?qū)崿F(xiàn)構造 的簡單化。
[0066] [應用例 19]
[0067] 本應用例的機器人的特征在于，具備：臂；末端執(zhí)行器，其設置于上述臂；W及力 檢測裝置，其設置于上述臂與上述末端執(zhí)行器之間，并檢測施加于上述末端執(zhí)行器的外力， 上述力檢測裝置具備：第一基部，其具有導電性；壓電元件，其根據(jù)外力輸出電荷；導電部， 其位于上述壓電元件與上述第一基部之間，并具有導電性；接地電極，其設置于上述壓電元 件；W及配線部，其將上述接地電極與上述導電部電連接。
[0068] 由此，能夠提供減少了連接不良的產(chǎn)生的可能性的機器人。因此，根據(jù)該種機器 人，能夠準確地檢測外力，能夠適當?shù)剡M行基于末端執(zhí)行器的作業(yè)。
【附圖說明】
[0069] 圖1是表示本發(fā)明的力檢測裝置（傳感器設備）的第一實施方式的剖視圖。
[0070] 圖2是圖1所示的力檢測裝置的俯視圖。
[0071] 圖3是示意地表示圖1所示的力檢測裝置的電路圖。
[0072] 圖4是示意地表示圖1所示的力檢測裝置的電荷輸出元件的剖視圖。
[007引圖5的（a)化及化）是表示圖1所示的電荷輸出元件的輸出電極層的俯視圖。
[0074] 圖6是表示圖1所示的電荷輸出元件的電極層W及接地電極層的俯視圖，（a)是 表示電極層的俯視圖，化）是表示接地電極層的俯視圖。
[0075] 圖7是表示圖1所示的傳感器設備的剖視圖。
[0076] 圖8是從圖7中的箭頭A1方向觀察的圖。
[0077] 圖9是表示本發(fā)明的力檢測裝置的第二實施方式的俯視圖。
[0078] 圖10是圖9中的G - G線的剖視圖。
[0079] 圖11是示意地表示圖9所示的力檢測裝置的電路圖。
[0080] 圖12是表示本發(fā)明的力檢測裝置的第S實施方式的剖視圖。
[0081] 圖13是圖12所示的力檢測裝置的俯視圖。
[0082] 圖14是示意地表示圖12所示的力檢測裝置的電路圖。
[0083] 圖15是示意地表示圖12所示的力檢測裝置所具備的電荷輸出元件的剖視圖。
[0084] 圖16是表示由圖12所示的力檢測裝置的電荷輸出元件檢測的力的作用狀態(tài)的示 意圖。
[0085] 圖17是從圖16中的箭頭D方向觀察的圖。
[0086] 圖18是圖12所示的力檢測裝置的電荷輸出元件附近的局部放大詳細圖。
[0087] 圖19是圖18所示的電荷輸出元件的俯視圖。
[008引圖20是表示本發(fā)明的力檢測裝置的第四實施方式的剖視圖。
[0089] 圖21是表示使用了本發(fā)明的力檢測裝置的單臂機器人的1個例子的圖。
[0090] 圖22是表示使用了本發(fā)明的力檢測裝置的多臂機器人的1個例子的圖。
[0091] 圖23是表示使用了本發(fā)明的力檢測裝置的電子部件檢查裝置W及電子部件輸送 裝置的1個例子的圖。
[0092] 圖24是表示使用了本發(fā)明的力檢測裝置的電子部件輸送裝置的1個例子的圖。
[0093] 圖25是表示使用了本發(fā)明的力檢測裝置的部件加工裝置的1個例子的圖。
[0094] 圖26是表示使用了本發(fā)明的力檢測裝置的移動體的1個例子的圖。
[0095] 附圖標記說明；1…力檢測裝置；2…第一基板（第一基部）；4…模擬電路基板； 40…外力檢測電路；401…AD轉換器；402…運算部；411、412…孔；5…數(shù)字電路基板；51、 52…手L ;6…傳感器設備；60…夕h殼；61…支承部件；650…凹部；651…底面；653…階梯部； 654…第一面；612…第二面；62…蓋部件；625…中央部；626…外周部；63a、63b、63c、63gw 端子；633…部分；634…部分；64a、64b、64c、64g…導電性膏；65…第一導電性膏；66…第二 導電性膏；71…加壓螺栓；715…頭部；716…外螺紋；90a、90b、90c…轉換輸出電路；91''' 運算放大器；92…電容器；93…開關元件；10…電荷輸出元件；11…接地電極層；12…第一 傳感器；121…第一壓電體層；122…輸出電極層；123…第二壓電體層；13…第二傳感器； 131…第S壓電體層；132…輸出電極層；133…第四壓電體層；14…第；傳感器；141…第五 壓電體層；142…輸出電極層；143…第六壓電體層。
【具體實施方式】
[0096] W下，參照附圖，對本發(fā)明的