力檢測裝置以及機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供力檢測裝置以及機器人。為了提供輕型并且具有優(yōu)異的檢測精度的力檢測裝置以及機器人，本發(fā)明的力檢測裝置具有：第一部件；第二部件，其與上述第一部件結合；以及壓電元件，其與上述第二部件結合，構成上述第一部件的材料與構成上述第二部件的材料不同。另外，優(yōu)選第一部件呈板狀，上述壓電元件以及上述第二部件配置于上述第一部件的端部，在上述第一部件的中央部形成有貫通孔。
【專利說明】
力檢測裝置以及機器人
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及力檢測裝置以及機器人。
【背景技術】
[0002]近年來，以提高生產效率為目的，工業(yè)用機器人逐漸導入工廠等生產設施。這種工業(yè)機器人具備:臂，其能夠相對于I軸或者多個軸向驅動；以及安裝于臂末端側的手、部件檢查用器具或者部件搬運用器具等末端執(zhí)行器，從而能夠執(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)、部件搬運作業(yè)以及部件檢查作業(yè)等。
[0003]在這種工業(yè)用機器人中，在臂與末端執(zhí)行器之間設置有力檢測裝置(力覺傳感器)。由于力檢測裝置設置于臂的末端部，所以該力檢測裝置的重量占據機器人能夠搬運的重量(可搬重量)中的一部分。因此，優(yōu)選力檢測裝置是輕型的。
[0004]在專利文獻I中記載有如下力檢測裝置，該力檢測裝置具備:第一板;第二板，其從第一板隔開規(guī)定的間隔配置，并且與第一板對置；以及傳感器元件(壓電元件)，其配置于第一板與第二板之間。第一板在其中央部具有朝向第二板突出的第一按壓部，第二板在其中央部具有朝向第一板突出的第二按壓部，傳感器元件由第一按壓部與第二按壓部夾持。若對第一板與第二板這兩者中的至少一方施加外力，則傳感器元件輸出與該外力對應的電荷，由此能夠檢測出上述外力。另外，具有第一按壓部的第一板以及具有第二按壓部的第二板分別由線膨脹系數(shù)比較小的不銹鋼等一體地形成。因此，能夠減小第一板以及第二板熱膨脹時的影響，從而能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0005]另外，在現(xiàn)有的力覺傳感器中，從力覺傳感器的外周部引出布線(例如參照專利文獻2)。
[0006]而且，在現(xiàn)有的力覺傳感器中，為了力覺傳感器與機器人的臂的通信、從臂向力覺傳感器的電力供給，將從力覺傳感器的外周部引出的布線與臂連接。
[0007]專利文獻1:日本特開2013 —130433號公報
[0008]專利文獻2:日本特開平10 — 68665號公報
[0009]然而，在專利文獻I所記載的力檢測裝置中，第一板以及第二板其整體分別由不銹鋼構成，由于不銹鋼的線膨脹系數(shù)小，相反密度比較大，所以存在重量大這一問題。
[0010]此外，由于必須維持力檢測裝置的檢測精度高，所以為了輕型化，作為構成第一板的材料以及構成第二板的材料，無法單單選擇密度小的材料。
[0011]另外，在專利文獻2所記載的力覺傳感器中，由于從力覺傳感器的外周部引出布線，所以在臂動作時，在布線產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而對力覺傳感器施加多余的力。其結果是，存在相對于本來想要檢測的力產生誤差從而檢測精度降低這一問題。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分完成的，能夠作為以下的方式或者應用例來實現(xiàn)。
[0013][應用例I]本發(fā)明的力檢測裝置的特征在于，具有:第一部件;第二部件，其與上述第一部件結合；以及壓電元件，其與上述第二部件結合，構成上述第一部件的材料與構成上述第二部件的材料不同。
[0014]由此，作為構成第一部件的材料，能夠自由地選擇與構成第二部件的材料不同的材料，同樣地，作為構成第二部件的材料，能夠自由地選擇與構成第一部件的材料不同的材料。
[0015]而且，例如，通過使構成第一部件的材料為密度比構成第二部件的材料小的材料，能夠實現(xiàn)力檢測裝置的輕型化。
[0016]另外，由于第二部件的熱膨脹與第一部件的熱膨脹相比，對力檢測裝置的檢測精度的惡化的影響大，所以通過使構成第二部件的材料的線膨脹系數(shù)比構成第一部件的材料小，能夠在力檢測裝置被加熱的情況下，縮小第二部件的由熱膨脹引起的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0017]另外，通過使構成第二部件的材料的耐力比構成第一部件的材料大，能夠提高第二部件的強度，從而在通過加壓螺栓經由第二部件賦予壓電元件壓力的情況下，能夠抑制第二部件的變形。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0018][應用例2]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，上述第一部件呈板狀，上述壓電元件以及上述第二部件配置于上述第一部件的端部，在上述第一部件的中央部形成有貫通孔。
[0019]若力檢測裝置被加熱，則第一部件熱膨脹，其中央部以突出的方式變形，但能夠通過貫通孔的部分縮小第一部件的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0020][應用例3]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，具有:第三部件；以及第四部件，其與上述第三部件結合，并且由該第四部件與上述第二部件夾持上述壓電元件，構成上述第三部件的材料與構成上述第四部件的材料不同。
[0021]由此，作為構成第三部件的材料，能夠自由地選擇與構成第四部件的材料不同的材料，同樣地，作為構成第四部件的材料，能夠自由地選擇與構成第三部件的材料不同的材料。
[0022]而且，例如，通過使構成第三部件的材料為密度比構成第四部件的材料小的材料，能夠實現(xiàn)力檢測裝置的輕型化。
[0023]另外，由于第四部件的熱膨脹與第三部件的熱膨脹相比，對力檢測裝置的檢測精度的惡化的影響大，所以通過使構成第四部件的材料的線膨脹系數(shù)比構成第三部件的材料小，能夠在力檢測裝置被加熱的情況下，縮小第四部件的由熱膨脹引起的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0024]另外，通過使構成第四部件的材料的耐力比構成第三部件的材料大，能夠提高第四部件的強度，在通過加壓螺栓經由第四部件賦予壓電元件壓力的情況下，能夠抑制第四部件的變形。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0025][應用例4]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，上述第三部件呈板狀，上述壓電元件以及上述第四部件配置于上述第三部件的端部，在上述第三部件的中央部形成有貫通孔。
[0026]若力檢測裝置被加熱，則第三部件熱膨脹，其中央部以突出的方式變形，但能夠通過貫通孔的部分縮小第三部件的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0027][應用例5]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，構成上述第二部件的材料與構成上述第四部件的材料相同。
[0028]由此，能夠縮小第二部件與第四部件的熱膨脹之差，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。
[0029][應用例6]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，構成上述第一部件的材料與構成上述第三部件的材料相同。
[0030]由此，能夠縮小第一部件與第三部件的熱膨脹之差，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。
[0031][應用例7]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，構成上述第三部件的材料的密度比構成上述第四部件的材料的密度小。
[0032]由此，能夠實現(xiàn)力檢測裝置的輕型化。
[0033][應用例8]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，構成上述第四部件的材料的耐力比構成上述第三部件的材料的耐力大。
[0034]由此，能夠提高第四部件的強度，從而在通過加壓螺栓經由第四部件賦予壓電元件壓力的情況下，能夠抑制第四部件的變形。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0035][應用例9]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，構成上述第四部件的材料的線膨脹系數(shù)比構成上述第三部件的材料的線膨脹系數(shù)小。
[0036]由此，在力檢測裝置被加熱的情況下，能夠縮小第四部件的由熱膨脹引起的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0037][應用例10]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，構成上述第一部件的材料的密度比構成上述第二部件的材料的密度小。
[0038]由此，能夠實現(xiàn)力檢測裝置的輕型化。
[0039][應用例11]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，構成上述第二部件的材料的耐力比構成上述第一部件的材料的耐力大。
[0040]由此，能夠提高第二部件的強度，從而在通過加壓螺栓經由第二部件賦予壓電元件壓力的情況下，能夠抑制第二部件的變形。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0041][應用例12]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，構成上述第二部件的材料的線膨脹系數(shù)比構成上述第一部件的材料的線膨脹系數(shù)小。
[0042]由此，在力檢測裝置被加熱的情況下，能夠縮小第二部件的由熱膨脹引起的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0043][應用例13]本發(fā)明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；以及力檢測裝置，其設置于上述臂與上述末端執(zhí)行器之間，檢測施加于上述末端執(zhí)行器的外力，上述力檢測裝置具有:第一部件;第二部件，其與上述第一部件結合；以及壓電元件，其與上述第二部件結合，構成上述第一部件的材料與構成上述第二部件的材料不同。
[0044]由此，作為構成第一部件的材料，能夠自由地選擇與構成第二部件的材料不同的材料，同樣地，作為構成第二部件的材料，能夠自由地選擇與構成第一部件的材料不同的材料。
[0045]而且，例如，通過使構成第一部件的材料為密度比構成第二部件的材料小的材料，能夠實現(xiàn)力檢測裝置的輕型化。
[0046]另外，由于第二部件的熱膨脹與第一部件的熱膨脹相比，對力檢測裝置的檢測精度的惡化的影響大，所以通過使構成第二部件的材料的線膨脹系數(shù)比構成第一部件的材料小，能夠在力檢測裝置被加熱的情況下，縮小第二部件的由熱膨脹引起的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于壓電元件。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0047]另外，通過使構成第二部件的材料的耐力比構成第一部件的材料大，能夠提高第二部件的強度，從而在通過加壓螺栓經由第二部件賦予壓電元件壓力的情況下，能夠抑制第二部件的變形。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0048][應用例14]本發(fā)明的力檢測裝置的特征在于，具備:第一基部，其具備第一開口部;第二基部，其具備第二開口部；多個力檢測元件，它們配置于上述第一基部與上述第二基部之間；內腔部，其在上述第一開口部與上述第二開口部之間形成內腔；以及線條體，其配置于上述內腔部。
[0049]由此，對于力檢測裝置而言，在成為檢測對象的對象物動作時，能夠抑制在線條體產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于力檢測裝置。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0050][應用例15]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，具備:內腔壁，其形成上述內腔部；以及貫通孔，其貫通上述內腔壁從而供上述線條體的一部分通過。
[0051]由此，線條體能夠插通貫通孔并且通過內腔壁，因此，能夠不向力檢測裝置的外部露出地，僅在該力檢測裝置的內部將線條體的一部分拽拉卷繞，因此能夠抑制在配置于力檢測元件等的線條體產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于力檢測裝置。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0052][應用例16]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，上述線條體可動地配置于上述內腔部。
[0053]由此，對于力檢測裝置而言，在成為檢測對象的對象物動作時，能夠減少在上述線條體產生的拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于力檢測裝置，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0054][應用例17]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，線條體為供電力或者信號流動的電線以及供氣體流動的配管中的至少一個。
[0055]由此，能夠抑制在供電力或者信號流動的電線、或者供氣體流動的配管中產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于力檢測裝置。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度。
[0056][應用例18]優(yōu)選在本發(fā)明的力檢測裝置中，上述第一開口部配置于上述第一基部的第一安裝面的中央，上述第二開口部配置于第二基部的第二安裝面的中央。
[0057]由此，對于力檢測裝置而言，在成為檢測對象的對象物動作時，能夠進一步減少在線條體產生拽拉、撓曲、扭曲等。第一基部的第一安裝面以及第二基部的第二安裝面是指在將該力檢測裝置安裝于外部機器或者外部裝置的一部分的情況下所使用的面。若在這些面的中央設置開口部，則能夠減小由力檢測裝置與外部機器或者外部裝置的一部分的位置關系引起的對線條體的拽拉、撓曲、扭曲等的影響。
[0058][應用例19]本發(fā)明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；力檢測裝置，其設置于上述臂與上述末端執(zhí)行器之間；以及線條體，其從上述臂向上述力檢測裝置配設，上述力檢測裝置具備:第一基部，其具備第一開口部;第二基部，其具備第二開口部；多個力檢測元件，其配置于上述第一基部與上述第二基部之間；內腔部，其在上述第一開口部與上述第二開口部之間形成內腔；以及上述線條體，其配置于上述內腔部。
[0059]由此，在機器人的臂動作時，能夠抑制在線條體產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于力檢測裝置。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度，能夠以更高的精度控制機器人。
[0060][應用例20]優(yōu)選在本發(fā)明的機器人中，具備:內腔壁，其形成上述內腔部；以及貫通孔，其貫通上述內腔壁從而供上述線條體的一部分通過。
[0061]由此，線條體能夠插通貫通孔并且通過內腔壁，由此，能夠不向力檢測裝置的外部露出地，僅在該力檢測裝置的內部中將線條體的一部分拽拉卷繞，因此在機器人的臂的動作時，能夠抑制在配置于力檢測元件等的線條體產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于檢測裝置。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度，能夠以更高的精度控制機器人。
[0062][應用例21]優(yōu)選在本發(fā)明的機器人中，上述線條體可動地配置于上述內腔部。
[0063]由此，在機器人的臂動作時，能夠減小在上述線條體產生的拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于力檢測裝置，能夠提高力檢測裝置的檢測精度，能夠以更高的精度控制機器人。
[0064][應用例22]優(yōu)選在本發(fā)明的機器人中，上述線條體是供電力或者信號流動的電線以及供氣體流動的配管中的至少一個。
[0065]由此，能夠抑制在供電力或者信號流動的電線、或者供氣體流動的配管中產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于力檢測裝置。由此，能夠提高力檢測裝置的檢測精度，能夠以更高的精度控制機器人。
【附圖說明】
[0066]圖1是表示第一實施方式的力檢測裝置的剖視圖。
[0067]圖2是圖1所示的力檢測裝置的剖視圖。
[0068]圖3是簡要表示圖1所示的力檢測裝置的電荷輸出元件的剖視圖。
[0069]圖4是示意表示圖1所示的力檢測裝置被加熱的狀態(tài)的圖。
[0070]圖5是示意表示圖1所示的力檢測裝置中的在第一基部的第一部件以及第二基部的第三部件未形成有貫通孔的部件被加熱的狀態(tài)的圖。
[0071]圖6是表示第二實施方式的力檢測裝置的剖視圖(圖7中的B—B線剖視圖)。
[0072]圖7是圖6所示的力檢測裝置的剖視圖(圖6中的A—A線剖視圖)。
[0073]圖8是示意表示將圖6所示的力檢測裝置應用為機器人的力檢測裝置的情況的圖。
[0074]圖9是示意表示將圖6所示的力檢測裝置應用為機器人的力檢測裝置的情況的圖。
[0075]圖10是示意表示將現(xiàn)有的力檢測裝置應用為機器人的力檢測裝置的情況的圖。
[0076]圖11是表示圖9所示的力檢測裝置的電荷輸出元件的輸出的圖表。
[0077]圖12是表示圖10所示的現(xiàn)有的力檢測裝置的電荷輸出元件的輸出的圖表。
[0078]圖13是表示使用本發(fā)明的力檢測裝置的單臂機器人的I例的圖。
[0079]圖14是表示使用本發(fā)明的力檢測裝置的多臂機器人的I例的圖。
【具體實施方式】
[0080]以下，基于附圖所示的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明的力檢測裝置以及機器人詳細地進行說明。
[0081](第一實施方式)
[0082]<力檢測裝置的實施方式>
[0083]圖1是表示本實施方式的力檢測裝置的剖視圖。圖2是圖1所示的力檢測裝置的剖視圖。圖3是簡要表示圖1所示的力檢測裝置的電荷輸出元件的剖視圖。圖4是示意表示圖1所示的力檢測裝置被加熱的狀態(tài)的圖。圖5是示意表示圖1所示的力檢測裝置中的在第一基部的第一部件以及第二基部的第三部件未形成有貫通孔的部件被加熱的狀態(tài)的圖。
[0084]此外，以下，將圖丨中的上側稱為“上”或者“上方”，將下側稱為“下”或者“下方”。
[0085]另外，在圖2中，作為相互正交的3個軸，圖示出α軸、β軸以及γ軸。另外，在圖1、圖3中，在上述3個軸中，僅圖示出γ軸。將與α(Α)軸平行的方向稱為“α(Α)軸方向”或者“α方向”，將與β(Β)軸平行的方向稱為“β(Β)軸方向”或者“β方向”，將與γ (C)軸平行的方向稱為“Y (C)軸方向”或者“γ方向”。另外，將由α軸與軸規(guī)定的平面稱為“αβ平面”，將由軸與γ軸規(guī)定的平面稱為“β γ平面”，將由α軸與γ軸規(guī)定的平面稱為“α γ平面”。另外，在α方向、β方向以及Y方向中，將箭頭末端側設為“+(正)側”，將箭頭基端側設為“一(負)側”。
[0086]圖1所示的力檢測裝置I具有檢測施加于力檢測裝置I的外力即6軸力(α、β、γ軸方向的平移力成分以及繞α、β、γ軸的旋轉力成分)的功能。
[0087]該力檢測裝置I具備:第一基部2;第二基部3，其從第一基部2隔開規(guī)定的間隔配置，并且與第一基部2對置;側壁部16，其設置于第一基部2以及第二基部3的外周部;4個模擬電路基板4，它們收納于(設置于)第一基部2與第二基部3之間;數(shù)字電路基板5，其收納于(設置于)第一基部2與第二基部3之間，并且與各模擬電路基板4電連接;4個傳感器器件(壓力檢測部)6，它們一個個地搭載于各模擬電路基板4，并且具有根據承受的外力輸出信號(電荷)的元件亦即電荷輸出元件(壓電元件)10以及收納電荷輸出元件10的封裝體(收容部)60;以及8個加壓螺栓(固定部件)71。
[0088]以下，對力檢測裝置I的各部分結構進行詳細敘述。
[0089]此外，在以下的說明中，如圖2所示，在4個傳感器器件6中，將位于圖2中的右側的傳感器器件6稱為“傳感器器件6Α”，之后繞逆時針按順序地稱為“傳感器器件6Β”、“傳感器器件6C”、“傳感器器件6D”。另外，在不對各傳感器器件6A、6B、6C、6D進行區(qū)別的情況下，將它們稱為“傳感器器件6”。
[0090]如圖1所示，第一基部(基板)2具有:第一部件(底板)22，其呈板狀；以及4個第二部件(壁部)24，它們設置于第一部件22的端部的上表面，并且從該上表面朝向上方突出。第一部件22(第一基部2)的平面形狀(從厚度方向觀察的形狀)呈圓形。此外，第一部件22的平面形狀并不限定于圖示的形狀，例舉有正方形、長方形等四邊形、五邊形以及六邊形等多邊形、橢圓形等。
[0091]若以如下情況為例進行舉例，S卩，將力檢測裝置I設置于機器人的臂與末端執(zhí)行器之間從而作為檢測施加于末端執(zhí)行器的外力的力覺傳感器來使用，則第一基部2的下表面221作為對該機器人的臂(對象物)安裝的安裝面(第一安裝面)發(fā)揮功能。
[0092]另外，各第二部件24分別固定(結合)于第一部件22。雖然該固定方法并不特別限定，但在圖示的結構中，各第二部件24分別通過多個螺釘172固定于第一部件22。
[0093]另外，在各第二部件24的與外側臨近的面分別突出地形成有凸部23。壁部24呈“L”字狀，并且在與外側臨近的2個面分別突出地形成有凸部23。各凸部23的頂面(第一面)231分別為相對于第一部件22垂直的平面。另外，在各第二部件24分別設置有與后述的加壓螺栓71旋合的2個內螺紋241。在凸部23設置有與后述的加壓螺栓71旋合的內螺紋241 (參照圖2)0
[0094]如圖1所示，相對于第一基部2隔開規(guī)定的間隔對置地配置有第二基部(蓋板)3。
[0095]第二基部3與第一部件2相同也呈板狀。第二基部3具有:第三部件(頂板)32，其呈板狀；以及4個第四部件(壁部)33，它們設置于第三部件32的端部的下表面，并且從該下表面朝向下方突出。雖然第三部件32(第二基部3)的平面形狀并不特別限定，但優(yōu)選為與第一部件22(第一基部2)的平面形狀對應的形狀，在本實施方式中，第三部件32的平面形狀與第一部件22的平面形狀相同呈圓形。另外，優(yōu)選第三部件32為與第一部件22相同的大小或者為包含第一部件22的程度的大小。
[0096]若以將力檢測裝置I作為上述機器人的力覺傳感器來使用的情況為例進行舉例，則第二基部3的上表面(第二面)321作為對在該機器人的臂安裝的末端執(zhí)行器(對象物)安裝的安裝面(第二安裝面)發(fā)揮功能。另外，第二基部3的上表面321與上述第一基部2的下表面221在未施加有外力的自然狀態(tài)下平行。
[0097]另外，各第四部件33分別固定(結合)于第三部件32。雖然該固定方法并不特別限定，但在圖示的結構中，各第四部件33分別通過多個螺釘173固定于第三部件32。
[0098]各第四部件33的內壁面(第二面)331分別是相對于第三部件32垂直的平面。而且，在各第二部件24的頂面231與各第四部件33的內壁面331之間分別設置有傳感器器件6。
[0099]另外，第一基部2與第二基部3通過8個加壓螺栓71連接并固定。即，各第二部件24與各第四部件33分別通過2個加壓螺栓71連接并固定。該加壓螺栓71如圖2所示為8個(多個)，其中按照2個分別配置于各傳感器器件6的兩側。此外，相對于I個傳感器器件6的加壓螺栓71的數(shù)量并不限定于2個，例如也可以為3個以上。
[0100]另外，作為加壓螺栓71的構成材料，并不特別限定，例如能夠使用各種樹脂材料、
各種金屬材料等。
[0101]由這樣利用加壓螺栓71連接的第一基部2與第二基部3形成有收納傳感器器件6A?6D、模擬電路基板4以及數(shù)字電路基板5的收納空間。該收納空間例如具有圓形或者圓角正方形的剖面形狀。
[0102]另外，如圖1以及圖2所示，在第一基部2以及第二基部3的外周部設置有側壁部16。由此，能夠在第一基部2以及第二基部3的外周部密封第一基部2與第二基部3之間的空間，從而能夠抑制灰塵、污垢等侵入該第一基部2與第二基部3之間的空間。
[0103]側壁部16具有:筒狀部161，其呈筒狀；以及凸緣162，其形成于筒狀部161的基端部(下端部)的內周側的側面。筒狀部161的從第一基部2以及第二基部3的厚度方向觀察的情況下的內部形狀以及外部形狀，分別是與第一基部2以及第二基部3的平面形狀對應的形狀，在圖示的結構中，呈圓形。
[0104]側壁部16的基端部即凸緣162固定于第一基部2。雖然該固定方法并不特別限定，但在圖示的結構中，凸緣162通過多個螺釘171固定于第一基部2的第一部件22。
[0105]另外，如圖1所示，在第一基部2與第二基部3之間設置有與傳感器器件6電連接的模擬電路基板4。
[0106]在模擬電路基板4的配置有傳感器器件6(具體而言為電荷輸出元件10)的部位，形成有供第一基部2的各凸部23插入的孔41。該孔41是貫通模擬電路基板4的貫通孔。
[0107]另外，如圖2所示，在模擬電路基板4設置有供各加壓螺栓71貫通的貫通孔，在模擬電路基板4的供加壓螺栓71貫通的部分(貫通孔)例如通過嵌合固定有由樹脂材料等絕緣材料構成的管43。
[0108]另外，如圖1所示，在第一基部2與第二基部3之間，且在第一基部2上的與設置有各模擬電路基板4的位置不同的位置，設置有與各模擬電路基板4電連接的數(shù)字電路基板5。數(shù)字電路基板5配置成與第一基部2的第一部件22以及第二基部3的第三部件32平行。此外，數(shù)字電路基板5的在第一基部2以及第二基部3的厚度方向上的位置，只要位于第一基部2與第二基部3之間，并不特別限定，例如可以如圖1所示那樣位于第一基部2的附近，另外，也可以位于第二基部3的附近，另外，還可以位于第一基部2與第二基部3的中間位置(中央部)。另夕卜，數(shù)字電路基板5固定于第一部件22。雖然該固定方法并不特別限定，但在圖示的結構中，數(shù)字電路基板5通過多個螺釘174固定于第一部件22。
[0109]此外，作為上述第一基部2、第二基部3、模擬電路基板4的除各元件以及各布線以外的部位、數(shù)字電路基板5的除各元件以及各布線以外的部位的構成材料，均不特別限定，例如能夠使用各種樹脂材料、各種金屬材料等。
[0110]這里，如上述那樣，在第一基部2中，第一部件22與第二部件24由不同的部件構成，同樣地，在第二基部3中，第三部件32與第四部件33由不同的部件構成。另外，構成第一部件22的材料與構成第二部件24的材料不同，同樣地，構成第三部件32的材料與構成第四部件33的材料不同。
[0111]以下，對第一部件22、第三部件32、第二部件24以及第四部件33的密度、耐力以及線膨脹系數(shù)進行說明。
[0112]構成第二部件24以及第四部件33的材料的耐力分別是越大越優(yōu)選，具體而言，優(yōu)選為800Mpa以上，更加優(yōu)選為900Mpa以上，進一步優(yōu)選為900Mpa以上、且2000Mpa以下。該耐力是以“JISZ2241(金屬材料拉伸試驗方法)”為基準來測定的。
[0113]通過將上述耐力設定得大，能夠提高第二部件24以及第四部件33的強度，在通過加壓螺栓71連接并固定第二部件24與第四部件33從而賦予電荷輸出元件10壓力的情況下，能夠抑制第二部件24以及第四部件33的變形。由此，能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0114]但是，若上述耐力比上述下限值小，則存在因其他條件而使第二部件24以及第四部件33的強度不夠的擔憂。
[0115]另外，構成第二部件24以及第四部件33的材料的密度分別是越小越優(yōu)選，但若考慮將耐力設定為上述優(yōu)選的范圍內的值，則優(yōu)選為10g/cm3以下，更加優(yōu)選為8g/cm3以下，進一步優(yōu)選為5g/cm3以上且8g/cm3以下。
[0116]由于第二部件24以及第四部件33的體積比第一部件22以及第三部件32小，所以即便其材料的密度比較大，對實現(xiàn)輕型化也幾乎沒有影響，但若上述密度比上述上限值大，則存在因其他條件而使輕型化難以實現(xiàn)的擔憂。
[0117]另外，雖然構成第二部件24以及第四部件33的材料的線膨脹系數(shù)分別是越小越優(yōu)選，但若考慮將耐力設定為上述優(yōu)選的范圍內的值，則優(yōu)選為20X10—Vk以下，更加優(yōu)選為15 X 10—6/K以下，進一步優(yōu)選為5 X 10 — 6/Κ以上且15 X 10—6/Κ以下。
[0118]通過將上述線膨脹系數(shù)設定得小，能夠在力檢測裝置I被加熱的情況下，縮小由第二部件24以及第四部件33的熱膨脹引起的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于電荷輸出兀件10。由此，能夠提尚力檢測裝置I的檢測精度。
[0119]但是，若上述線膨脹系數(shù)比上述上限值大，則存在因其他條件而使力檢測裝置I的檢測精度降低的擔憂。
[0120]另外，構成第一部件22以及第三部件32的材料的密度分別是越小越優(yōu)選，具體而言，優(yōu)選為6g/cm3以下，更加優(yōu)選為4g/cm3以下，進一步優(yōu)選為0.5g/cm3以上且4g/cm3以下。[0121 ]通過將上述密度設定得小，能夠實現(xiàn)輕型化。另外，由于第一部件22以及第三部件
32的體積比第二部件24以及第四部件33大，所以能夠大幅度地實現(xiàn)輕型化。
[0122]但是，若上述密度比上述上限值大，則存在因其他條件而使輕型化難以實現(xiàn)的擔憂。
[0123]另外，雖然構成第一部件22以及第三部件32的材料的耐力分別是越大越優(yōu)選，但若考慮將密度設定為上述優(yōu)選的范圍內的值，則優(yōu)選為200Mpa以上，更加優(yōu)選為400Mpa以上，進一步優(yōu)選為400Mpa以上且900Mpa以下。
[0124]由于第一部件22以及第三部件32不是通過加壓螺栓71固定的部位，所以即便其材料的耐力比較小，也幾乎不存在問題，但若上述耐力比上述下限值小，則存在因其他條件而使強度不夠的擔憂。
[0125]另外，雖然構成第一部件22以及第三部件32的材料的線膨脹系數(shù)分別是越小越優(yōu)選，但若考慮將密度設定為上述優(yōu)選的范圍內的值，則優(yōu)選為30 X 10—VK以下，更加優(yōu)選為26 X 1(Γ6/Κ以下，進一步優(yōu)選為15 X 1(Γ6/Κ以上且26 X 1(Γ6/Κ以下。
[0126]由于第一部件22以及第三部件32與傳感器器件6不接觸，所以與第二部件24以及第四部件33相比，由熱膨脹引起的影響小，但是若上述線膨脹系數(shù)比上述上限值大，則存在因其他條件而使力檢測裝置I的檢測精度降低的擔憂。
[0127]另外，優(yōu)選構成第二部件24以及第四部件33的材料的耐力分別比構成第一部件22以及第三部件32的材料的耐力大。
[0128]另外，在將構成第一部件22以及第三部件32的材料的耐力設為Al并且將構成第二部件24以及第四部件33的材料的耐力設為Α2時，優(yōu)選Α2與Al之比Α2/Α1為1.2以上，更加優(yōu)選為1.2以上且10以下，進一步優(yōu)選為1.8以上且5以下。
[0129]由此，能夠使第二部件24以及第四部件33的強度比第一部件22以及第三部件32高，在通過加壓螺栓71連接并固定第二部件24與第四部件33從而賦予電荷輸出元件10壓力的情況下，能夠抑制第二部件24以及第四部件33的變形。由此，能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0130]但是，若Α2/Α1小于上述下限值，則存在因其他條件而使第二部件24以及第四部件33的強度不夠的擔憂。
[0131]另外，優(yōu)選構成第一部件22以及第三部件32的材料的密度分別比構成第二部件24以及第四部件33的材料的密度小。
[0132]另外，在將構成第一部件22以及第三部件32的材料的密度設為BI并且將構成第二部件24以及第四部件33的材料的密度設為B2時，優(yōu)選BI與B2之比B1/B2為0.7以下，更加優(yōu)選為0.1以上且0.7以下，進一步優(yōu)選為0.1以上且0.4以下。
[0133]由于第一部件22以及第三部件32的體積比第二部件24以及第四部件33大，由此能夠實現(xiàn)輕型化。
[0134]但是，若B1/B2大于上述上限值，則存在因其他條件而使輕型化難以實現(xiàn)的擔憂。
[0135]另外，優(yōu)選構成第二部件24以及第四部件33的材料的線膨脹系數(shù)分別比構成第一部件22以及第三部件32的材料的線膨脹系數(shù)小。
[0136]具體而言，在將構成第一部件22以及第三部件32的材料的線膨脹系數(shù)設為Cl并且將構成第二部件24以及第四部件33的材料的線膨脹系數(shù)設為C2時，優(yōu)選C2與Cl之比C2/C1為0.6以下，更加優(yōu)選為0.1以上且0.6以下，進一步優(yōu)選為0.1以上且0.5以下。
[0137]由此，在力檢測裝置I被加熱的情況下，能夠縮小與傳感器器件6接觸的部件亦即第二部件24以及第四部件33的熱膨脹引起的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于電荷輸出元件10。由此，能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0138]但是，若C2/C1大于上述上限值，則存在因其他條件而使力檢測裝置I的檢測精度降低的擔憂。
[0139]另外，作為構成第一部件22以及第三部件32的材料，分別優(yōu)選具有上述那樣特性的材料，例舉有A7075 — T6(東邦非鐵金屬株式會社制)、A7075 — T651(東邦非鐵金屬株式會社制)等的鋁合金、DAT51 (大同特殊鋼株式會社制)等的鈦合金、ΑΖ91 (住友電氣工業(yè)株式會社制)等的鎂合金等。另外，在它們中，例如優(yōu)選Α7075 — Τ6、Α7075 — Τ651等的鋁合金。
[0140]此外，Α7075 — Τ6、Α7075 — Τ651的密度為2.7g/cm3，耐力為505Mpa，線膨脹系數(shù)為24 X 10—6/K。另外，DAT51的密度為4.69g/cm3，耐力為825Mpa，線膨脹系數(shù)為8 X 10—6/K。另外，ΑΖ91的密度為1.8g/cm3，耐力為280Mpa，線膨脹系數(shù)為27.2 X 10—6/K。
[0141]另外，作為構成第二部件24以及第四部件33的材料，分別優(yōu)選具有上述那樣特性的材料，例舉有ΝΑΚ55(大同特殊鋼株式會社制)等的合金鋼等。
[0142]此外，ΝΑΚ55的密度為7.8g/cm3，耐力為lOOOMpa，線膨脹系數(shù)為11.3Χ1(Γ6/Κ。
[0143]另外，構成第一部件22的材料與構成第三部件32的材料可以相同也可以不同，但優(yōu)選為相同。通過使材料相同，能夠縮小第一部件22與第三部件32的熱膨脹之差，從而能夠抑制不需要的力施加于電荷輸出元件10。
[0144]同樣地，構成第二部件24的材料與構成第四部件33的材料可以相同也可以不同，但優(yōu)選為相同。通過使材料相同，能夠縮小第二部件24與第四部件33的熱膨脹之差，從而能夠抑制不需要的力施加于電荷輸出元件10。
[0145]另外，在第一基部2的第一部件22的中央部形成有貫通孔20，同樣地，在第二基部3的第三部件32的中央部形成有貫通孔30，同樣地，在數(shù)字電路基板5的中央部形成有貫通孔50 ο
[0146]如圖5所示，在第一基部2的第一部件22以及第二基部3的第三部件32未形成有貫通孔20、30的情況下，若加熱力檢測裝置1，則第一部件22以及第三部件32熱膨脹，而以彼此的中央部分離的方式彎曲。這是因為在第一部件22以及第三部件32的端部設置有第二部件24以及第四部件33，因此中央部的強度比端部低。
[0147]與此相對，如圖4所示，若在第一基部2的第一部件22以及第二基部3的第三部件32形成有貫通孔20、30，則在第一部件22以及第三部件32熱膨脹從而彎曲的情況下，能夠通過貫通孔20的部分縮小第一部件22的變形量，同樣地，能夠通過貫通孔30的部分縮小第三部件32的變形量。另外，通過貫通孔20使第一部件22的彎曲變小，同樣地，通過貫通孔30使第三部件32的彎曲變小。由此，能夠抑制不需要的力施加于電荷輸出元件10，從而能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0148]另外，從第一部件22、第三部件32以及數(shù)字電路基板5的厚度方向觀察，各貫通孔20、30、50配置于彼此相同的位置。此外，各貫通孔20、30、50的位置并不限定于此，也可以配置于不同位置。
[0149]另外，各貫通孔20、30、50的平面形狀(從厚度方向觀察的形狀)分別呈四邊形。此夕卜，各貫通孔20、30、50的平面形狀并不限定于圖示的形狀，例舉有五邊形以及六邊形等其他多邊形、圓形、橢圓形等。
[0150]另外，各貫通孔20、30、50的平面形狀可以相同也可以不同。
[0151]此外，雖然第一基部2、第二基部3分別由呈板狀的部件構成，但并不限定于此，例如也可以為一方的基部由呈板狀的部件構成，另一方的基部由呈塊狀的部件構成。
[0152]接下來，對傳感器器件6進行說明。
[0153][傳感器器件]
[0154]如圖1、圖2所示，傳感器器件6A由第一基部2的4個凸部23中的一個凸部23的頂面231、和與該頂面231對置的內壁面331夾持。與該傳感器器件6A相同，傳感器器件6B由與上述不同的I個凸部23的頂面231、和與該頂面231對置的內壁面331夾持。另外，傳感器器件6C由與上述不同的I個凸部23的頂面231、和與該頂面231對置的內壁面331夾持。并且，傳感器器件6D由與上述不同的I個凸部23的頂面231、和與該頂面231對置的內壁面331夾持。此外，也能夠說成是傳感器器件6A、6B、6C、6D的各電荷輸出元件10分別和第二部件24與第四部件33結合ο
[0155]以下，將各傳感器器件6A?6D被第一基部2以及第二基部3夾持的方向稱為“夾持方向SD”。另外，有時將夾持有各傳感器器件6A?6D中的傳感器器件6A的方向稱為第一夾持方向，將夾持有傳感器器件6B的方向稱為第二夾持方向，將夾持有傳感器器件6C的方向稱為第三夾持方向，將夾持有傳感器器件6D的方向稱為第四夾持方向。
[0156]此外，在本實施方式中，如圖1所示，雖然傳感器器件6設置于模擬電路基板4的第二基部3(第四部件33)側，但傳感器器件6也可以設置于模擬電路基板4的第一基部2側。
[0157]另外，如圖2所示，傳感器器件6A以及傳感器器件6B與傳感器器件6C以及傳感器器件6D關于第一基部2的沿著軸的中心軸271對稱地配置。即，傳感器器件6A?6D繞第一基部2的中心272等角度間隔地配置。通過這樣配置傳感器器件6Α?6D，能夠無偏倚地檢測外力。
[0158]此外，雖然傳感器器件6Α?6D的配置并不限定于圖示的配置，但優(yōu)選從第二基部3的上表面321觀察，傳感器器件6Α?6D配置于從第二基部3的中心部(中心272)盡可能分離的位置。由此，能夠穩(wěn)定地檢測施加于力檢測裝置I的外力。
[0159]另外，在本實施方式中，雖然傳感器器件6Α?6D搭載為全部朝向相同的方向的狀態(tài)，但傳感器器件6Α?6D的朝向也可以分別不同。[0160 ]如圖1所示，這樣配置的傳感器器件6具有電荷輸出元件1與收納電荷輸出元件1的封裝體60。另外，在本實施方式中，傳感器器件6A?6D是相同的結構。此外，封裝體也可以省略。
[0161]以下，對該傳感器器件6所具備的電荷輸出元件10進行說明。
[0162][電荷輸出元件]
[0163]電荷輸出元件10具有根據施加于力檢測裝置I的外力即施加于第一基部2或者第二基部3的至少一方的基部的外力輸出電荷的功能。
[0164]此外，由于傳感器器件6A?6D所具備的各電荷輸出元件10是相同的結構，所以以I個電荷輸出元件10為中心進行說明。
[0165]如圖3所示，傳感器器件6所具備的電荷輸出元件10具有接地電極層11、第一傳感器12、第二傳感器13以及第三傳感器14。
[0166]第一傳感器12具有根據外力(剪切力)輸出電荷Qx的功能。第二傳感器13具有根據外力(壓縮力/拉力)輸出電荷Qz的功能。第三傳感器14根據外力(剪切力)輸出電荷Qy。
[0167]另外，對于傳感器器件6所具備的電荷輸出元件10而言，接地電極層11與各傳感器
12、13、14交互平行地層疊。以下，將該層疊的方向稱為“層疊方向LD”。該層疊方向LD成為與上表面321的法線NL2(或者下表面221的法線NLl)正交的方向。另外，層疊方向LD與夾持方向SD平行。
[0168]另外，雖然電荷輸出元件10的形狀并不特別限定，但在本實施方式中，從相對于各第四部件33的內壁面331垂直的方向觀察，呈四邊形。此外，作為各電荷輸出元件10的其他外部形狀，例舉有五邊形等其他多邊形、圓形、橢圓形等。
[0169]以下，對接地電極層11、第一傳感器12、第二傳感器13以及第三傳感器14進行說明。
[0170]接地電極層11是與地線(基準電位點)連接的電極。雖然構成接地電極層11的材料并不特別限定，但例如優(yōu)選為金、鈦、招、銅、鐵或者含有它們的合金。在它們中，特別優(yōu)選使用鐵合金亦即不銹鋼。由不銹鋼構成的接地電極層11具有優(yōu)異的耐久性以及耐腐蝕性。
[0171]第一傳感器12具有根據與層疊方向LD(第一夾持方向)正交的、即與法線NL2(法線NLl)的方向相同的方向的第一檢測方向的外力(剪切力)輸出電荷Qx的功能。即，第一傳感器12構成為根據外力輸出正電荷或者負電荷。此外，后述的第一壓電體層121以及第二壓電體層123的X軸方向是上述第一檢測方向。
[0172]第一傳感器12具有:第一壓電體層(第一檢測板(第一基板))121;第二壓電體層(第一檢測板(第一基板))123，其設置為與第一壓電體層121對置；以及輸出電極層122，其設置于第一壓電體層121與第二壓電體層123之間。
[0173]第一壓電體層121由Y切石英板構成，并且具有相互正交的結晶軸亦即X軸、y軸、z軸。y軸是沿著第一壓電體層121的厚度方向的軸，X軸是沿著圖3中的紙面進深方向的軸，z軸是沿著圖3中的上下方向的軸。
[0174]以下，將上述圖示的各箭頭的末端側作為“+(正)”，將基端側作為“一(負)”進行說明。另外，將與X軸平行的方向稱為“X軸方向”，將與y軸平行的方向稱為“y軸方向”，將與Z軸平行的方向稱為“Z軸方向”。此外，后述的第二壓電體層123、第三壓電體層131、第四壓電體層133、第五壓電體層141以及第六壓電體層143也相同。
[0175]第二壓電體層123也由Y切石英板構成，并且具有相互正交的結晶軸亦即X軸、y軸、z軸。y軸是沿著第二壓電體層123的厚度方向的軸，X軸是沿著圖3中的紙面進深方向的軸，z軸是沿著圖3中的上下方向的軸。
[0176]輸出電極層122具有將在第一壓電體層121內以及第二壓電體層123內產生的正電荷或者負電荷作為電荷Qx輸出的功能。
[0177]第二傳感器13具有根據外力(壓縮力/拉力)輸出電荷Qz的功能。即，第二傳感器13構成為，根據壓縮力輸出正電荷，根據拉力輸出負電荷。此外，后述的第三壓電體層131以及第四壓電體層133的X軸方向是上述進行檢測的壓縮力以及拉力的方向。
[0178]第二傳感器13具有:第三壓電體層(第三基板)131;第四壓電體層(第三基板)133，其設置為與第三壓電體層131對置；以及輸出電極層132，其設置于第三壓電體層131與第四壓電體層133之間。
[0179]第三壓電體層131由X切石英板構成，并且具有相互正交的X軸、y軸、z軸。X軸是沿著第三壓電體層131的厚度方向的軸，y軸是沿著圖3中的上下方向的軸，z軸是沿著圖3中的紙面進深方向的軸。
[0180]第四壓電體層133也由X切石英板構成，并且具有相互正交的X軸、y軸、z軸。X軸是沿著第四壓電體層133的厚度方向的軸，y軸是沿著圖3中的上下方向的軸，z軸是沿著圖3中的紙面進深方向的軸。
[0181]輸出電極層132具有將在第三壓電體層131內以及第四壓電體層133內產生的正電荷或者負電荷作為電荷Qz輸出的功能。
[0182]第三傳感器14具有根據第二檢測方向的外力(剪切力)輸出電荷Qx的功能，上述第二檢測方向與層疊方向LD(第二夾持方向)正交，并且與在第一傳感器12輸出電荷Qx時作用的外力的第一檢測方向交叉。即，第三傳感器14構成為根據外力輸出正電荷或者負電荷。此外，后述的第五壓電體層141以及第六壓電體層143的X軸方向是上述第二檢測方向。
[0183]第三傳感器14具有:第五壓電體層(第二檢測板(第二基板))141;第六壓電體層(第二檢測板(第二基板))143，其設置為與第五壓電體層141對置；以及輸出電極層142，其設置于第五壓電體層141與第六壓電體層143之間。
[0184]第五壓電體層141由Y切石英板構成，并且具有相互正交的結晶軸亦即X軸、y軸、z軸。y軸是沿著第五壓電體層141的厚度方向的軸，X軸是沿著圖3中的上下方向的軸，z軸是沿著圖3中的紙面進深方向的軸。
[0185]第六壓電體層143也由Y切石英板構成，并且具有相互正交的結晶軸亦即X軸、y軸、z軸。y軸是沿著第六壓電體層143的厚度方向的軸，X軸是沿著圖3中的上下方向的軸，z軸是沿著圖3中的紙面進深方向的軸。
[0186]在電荷輸出元件10中，在從層疊方向LD觀察時，第一壓電體層121以及第二壓電體層123的各X軸與第五壓電體層141以及第六壓電體層143的各X軸交叉。另外，在從層疊方向LD觀察時，第一壓電體層121以及第二壓電體層123的各z軸與第五壓電體層141以及第六壓電體層143的各z軸交叉。
[0187]輸出電極層142具有將在第五壓電體層141內以及第六壓電體層143內產生的正電荷或者負電荷作為電荷Qy輸出的功能。
[0188]這樣，在電荷輸出元件10中，第一傳感器12、第二傳感器13以及第三傳感器14以各傳感器的力檢測方向相互正交的方式層疊。由此，各傳感器能夠分別根據相互正交的力成分引起電荷。因此，電荷輸出元件10能夠根據沿著X軸、y軸以及Z軸的各外力分別輸出3種電荷(^、(^、(^。
[0189]另外，雖然電荷輸出元件10能夠如上述那樣輸出電荷Qz，但在力檢測裝置I中，在求各外力時，優(yōu)選不使用電荷Qz。即，優(yōu)選力檢測裝置I作為不檢測壓縮力、拉力而是檢測剪切力的裝置來使用。由此，能夠減少力檢測裝置I的溫度變化引起的噪聲成分。此外，電荷Qz即便是在求各外力時不使用的情況，例如也能夠用于由加壓螺栓71產生的加壓的調整。
[0190]此外，在本實施方式中，雖然上述的各壓電體層(第一壓電體層121、第二壓電體層123、第三壓電體層131、第四壓電體層133、第五壓電體層141以及第六壓電體層143)構成為全部使用石英，但各壓電體層也可以構成為使用除石英以外的壓電材料。作為除石英以外的壓電材料，例舉有黃玉、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛(PZT: Pb (Zr、Ti )O3)、鈮酸鋰、鉭酸鋰等。然而，優(yōu)選各壓電體層是使用石英的結構。這是因為由石英構成的壓電體層具有寬的動態(tài)范圍、高的剛性、高的固有頻率、高的承重性等優(yōu)異的特性。
[0191]另外，在本實施方式中，雖然第一傳感器12、第二傳感器13以及第三傳感器14的壓電體層的數(shù)量為2個，但并不限定于此，例如也可以為I個。
[0192]另外，如上述所述，第一基部2以及第二基部3通過加壓螺栓71固定。
[0193]基于該加壓螺栓71的固定以在頂面231與內壁面331之間配置各傳感器器件6的狀態(tài)，將加壓螺栓71從第二基部3的第四部件33側朝向第一基部2的第二部件24插入，并且將加壓螺栓71的外螺紋(未圖示)與在第二部件24形成的內螺紋241旋合。這樣，電荷輸出元件10與收納該電荷輸出元件10的封裝體60—起，通過第一基部2與第二基部3即第二部件24與第四部件33施加規(guī)定大小的壓力即加壓。
[0194]此外，各第二部件24與各第四部件33分別通過2個加壓螺栓71固定為相互能夠進行規(guī)定量的位移(移動)。通過第二部件24與第四部件33固定為相互能夠進行規(guī)定量的位移，從而在對力檢測裝置I施加外力(剪切力)而使剪切力作用于電荷輸出元件10時，構成電荷輸出元件10的層彼此之間的摩擦力可靠地產生，因此，能夠可靠地檢測出電荷。另外，基于各加壓螺栓71的加壓方向為與層疊方向LD平行的方向。
[0195]此外，力檢測裝置I整體的α軸方向的力FA』軸方向的力FB、γ軸方向的力FC、繞α軸的旋轉力MA、繞軸的旋轉力MB以及繞γ軸的旋轉力MC基于與來自各電荷輸出元件10的電荷的積蓄量成比例的信號計算。另外，在本實施方式中，雖然電荷輸出元件10設置為4個，但只要電荷輸出元件1至少設置有3個，就能夠計算出旋轉力MA、MB、MC。
[0196]如以上說明那樣，根據該力檢測裝置1，通過將第一部件22以及第三部件32由上述的密度小的材料構成，能夠實現(xiàn)力檢測裝置I的輕型化。
[0197]另外，通過將第二部件24以及第四部件33由上述的耐力大的材料構成，能夠提高第二部件24以及第四部件33的強度，在通過加壓螺栓71連接并固定第二部件24與第四部件
33從而對電荷輸出元件10賦予壓力的情況下，能夠抑制第二部件24以及第四部件33的變形。由此，能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0198]另外，通過將第二部件24以及第四部件33由上述的線膨脹系數(shù)小的材料構成，在力檢測裝置I被加熱的情況下，能夠縮小第二部件24以及第四部件33的熱膨脹引起的變形量，從而能夠抑制不需要的力施加于電荷輸出元件10。由此，能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0199]另外，在第一部件22以及第三部件32熱膨脹從而彎曲的情況下，能夠通過貫通孔20的部分縮小第一部件22的變形量，同樣地，能夠通過貫通孔30的部分縮小第三部件32的變形量。另外，通過貫通孔20使第一部件22的彎曲變小，同樣地，通過貫通孔30使第三部件32的彎曲變小。由此，能夠抑制不需要的力施加于電荷輸出元件10，從而能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0200](第二實施方式)
[0201 ] <力檢測裝置的實施方式>
[0202]圖6是表示本實施方式的力檢測裝置的剖視圖(圖7中的B— B線剖視圖)。圖7是圖6所示的力檢測裝置的剖視圖(圖6中的A—A線剖視圖)。圖8是示意表示將圖6所示的力檢測裝置應用為機器人的力檢測裝置的情況的圖。圖9是示意表示將圖6所示的力檢測裝置應用為機器人的力檢測裝置的情況的圖。圖10是示意表示將現(xiàn)有的力檢測裝置應用為機器人的力檢測裝置的情況的圖。圖11是表示圖9所示的力檢測裝置的電荷輸出元件的輸出的圖表。圖12是表示圖10所示的現(xiàn)有的力檢測裝置的電荷輸出元件的輸出的圖表。
[0203]另外，在圖7中，作為相互正交的3個軸，圖示出α軸、β軸以及γ軸。另外，在圖6中，在上述3個軸中，僅圖示出γ軸。將與α(Α)軸平行的方向稱為“α(Α)軸方向”，將與β(Β)軸平行的方向稱為“β(Β)軸方向”，將與γ (C)軸平行的方向稱為“γ (C)軸方向”。另外，將由α軸與β軸規(guī)定的平面稱為“αβ平面”，將由β軸與γ軸規(guī)定的平面稱為“β T平面”，將由α軸與γ軸規(guī)定的平面稱為“α γ平面”。另外，將與α軸平行的方向稱為“α方向”，將與β軸平行的方向稱為“β方向”，將與γ軸平行的方向稱為“γ方向”。另外，在α方向、0方向以及γ方向中，將箭頭末端側設為“+(正)側”，將箭頭基端側設為“一(負)側”。
[0204]圖6所示的力檢測裝置I具有檢測施加于力檢測裝置I的外力即6軸力(α、β、γ軸方向的平移力成分以及繞α、β、γ軸的旋轉力成分)的功能。
[0205]在將力檢測裝置I設置于機器人19(參照圖8)的情況下布線151、152、153(參照圖8)配置為通過力檢測裝置I的中央部的內腔壁81的內部的方面，本實施方式的力檢測裝置I與第一實施方式不同。以下，對于與第一實施方式相同的構成部件，標注相同的附圖標記，并且這里將它們的說明省略或者簡化。
[0206]該力檢測裝置I具備:第一基部2;第二基部3，其從第一基部2隔開規(guī)定的間隔配置，并且與第一基部2對置;第一開口部20與第二開口部30，它們設置于第一基部2以及第二基部3的中央部；內腔部8;側壁部16，其設置于第一基部2以及第二基部3的外周部;4個模擬電路基板4，它們收納于(設置于)第一基部2與第二基部3之間；數(shù)字電路基板5，其收納于(設置于)第一基部2與第二基部3之間，并且與各模擬電路基板4電連接;4個傳感器器件(壓力檢測部)6，它們一個一個地搭載于各模擬電路基板4，并且具有根據承受的外力輸出信號(電荷)的元件亦即電荷輸出元件(力檢測元件)10以及收納電荷輸出元件10的封裝體(收容部)60;以及8個加壓螺栓71。此外，作為力檢測元件，例示電荷輸出元件(壓電元件)，但作為其他力檢測元件，例如能夠對電容元件、應變檢測元件等應用本發(fā)明。
[0207]另外，在數(shù)字電路基板5電連接有(以下，也簡單地稱為“連接”)布線(電線)151。即，也能夠說成是布線151經由模擬電路基板4以及數(shù)字電路基板5與電荷輸出元件1電連接。該布線151例如用于與力檢測裝置I的通信(例如，來自力檢測裝置I的輸出信號的發(fā)送等)、向力檢測裝置I的電力供給等。即，在布線151例如流過電力或者各種信號等。此外，該布線151與后述的布線152以及153分別是線條體的I例。
[0208]另外，在第一基部2的底板22的中央部形成有第一開口部20，同樣地，在第二基部3的頂板32的中央部形成有第二開口部30，同樣地，在數(shù)字電路基板5的中央部形成有第三開口部50。即，第一開口部20配置于第一安裝面221的中央，第二開口部30配置于第二安裝面321的中央。第一開口部20、第二開口部30以及第三開口部50從彼此的厚度方向觀察呈與后述的內腔部8的內腔壁81的外部形狀相同的形狀，并且配置于相互相同的位置。
[0209]如圖6以及圖7所示，內腔部8具有呈筒狀的內腔壁81，并且插入第一基部2的第一開口部20、第二基部3的第二開口部30以及數(shù)字電路基板5的第三開口部50。即，內腔部8在力檢測裝置I的中央部(第一基部2的底板22的中央部以及第二基部3的頂板32的中央部)以跨越第一基部2與第二基部3的方式配置。由此，在力檢測裝置I的中央部形成有向第一基部2的底板22的第一安裝面221(與第二基部3相反一側的面)以及第二基部3的頂板32的第二安裝面321(與第一基部2相反一側的面)分別開放并且構成內腔部8的內腔的內腔壁81。由該內腔壁81形成的內腔從第一基部2的底板22的中央部以及第二基部3的頂板32的中央部分別向力檢測裝置I的外部的大氣開放。
[0210]另外，雖然內腔壁81的從中心軸811的方向(第一基部2、第二基部3的厚度方向)觀察時的形狀(俯視觀察的形狀)并不特別限定，但在圖示的結構中，從內腔壁81的中心軸811的方向觀察，內腔壁81的外部形狀以及內部形狀分別呈長方形。此外，上述長方形的各角部可以可以帶有圓角，也可以為尖的角部。此外，作為內腔壁81的從中心軸811的方向觀察時的上述其他形狀，例舉有正方形等其他四邊形、五邊形以及六邊形等其他多邊形、圓形、橢圓形等。
[0211]另外，在內腔壁81的側面形成有貫通內腔壁81的貫通孔85。貫通孔85的孔徑的大小比內腔部8小。通過縮小貫通孔85的孔徑，能夠抑制灰塵、污垢等侵入力檢測裝置I的內部。另外，貫通孔85的數(shù)量并不特別限定，可以為I個，也可以為多個，但在圖示的結構中，為I個。另外，貫通孔85的形狀并不特別限定，例舉有正方形、長方形等其他四邊形、五邊形以及六邊形等多邊形、圓形、橢圓形等。
[0212]第一開口部20具有作為供布線151等的規(guī)定的布線通過的通路的功能，布線151通過第一開口部20，被導向力檢測裝置I的外部。即，布線151插通貫通孔85通過內腔部8，從第一基部2的第一開口部20向力檢測裝置I的外部突出。
[0213]此外，作為除布線151以外的布線的具體例，如圖8所示，若以將力檢測裝置I設置于機器人19的臂191與末端執(zhí)行器192之間的情況為例進行舉例，則例舉有手等末端執(zhí)行器192的布線152、設置于末端執(zhí)行器192的電子照相機193的布線153等。
[0214]通過這樣在力檢測裝置I設置有內腔部8，能夠獲得以下的效果。此外，以下，以將力檢測裝置I作為上述機器人的力覺傳感器來使用的情況為例進行說明。
[0215]首先，布線151通過貫通孔85以及內腔部8，被導向機器人19的臂191的內部。另外，末端執(zhí)行器192的布線152以及電子照相機193的布線153分別通過內腔部8，被導向機器人19的臂191的內部。
[0216]由此，在機器人19的臂191動作時，能夠抑制在布線151、152、153產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制多余的力施加于力檢測裝置I。由此，能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0217]這里，雖然貫通孔85的位置只要位于第一基部2與第二基部3之間，并不特別限定，但在圖示的結構中，貫通孔85從內腔壁81的中心軸811的方向觀察，配置于上述長方形(內腔壁81)的短邊813。通過預先決定將貫通孔85配置于短邊813，即便看不到貫通孔85，也能夠容易地把握貫通孔85的位置。此外，貫通孔85也可以從內腔壁81的中心軸811的方向觀察配置于上述長方形的長邊812。在該情況下，通過預先決定將貫通孔85配置于長邊812，即便看不到貫通孔85，也能夠容易地把握貫通孔85的位置。
[0218]另外，內腔部8從內腔壁81的中心軸811的方向觀察配置為，將以經由第一基部2的中心(力檢測裝置I的中心)272對置的方式配置的2個傳感器器件6A、6C的電荷輸出元件10連接起來的直線181的方向與上述長方形的長邊812的方向一致。此外，理所當然內腔部8的姿勢并不限定于此。
[0219]另外，雖然內腔壁81的內腔的尺寸并不特別限定，根據各種條件適當?shù)卦O定，但優(yōu)選內腔壁81的與中心軸811垂直的剖面中的剖面積為10mm2以上，更加優(yōu)選為150mm2以上、且I OOcm2以下，進一步優(yōu)選為200mm2以上、20cm2以下。
[0220]若內腔壁81的內腔的剖面積比上述下限值小，則雖然也依賴于其他條件，但存在難以使布線151通過的擔憂。另外，若上述剖面積比上述上限值大，則雖然也依賴于其他條件，但存在力檢測裝置I的剛性降低的擔憂。
[0221]另外，優(yōu)選內腔壁81的長邊方向的長度LI為12mm以上，更加優(yōu)選為16mm以上、且500mm以下，進一步優(yōu)選為20mm以上、且10mm以下。
[0222]若內腔壁81的長邊方向的長度LI比上述下限值小，則雖然也依賴于其他條件，但存在難以使布線151通過的擔憂。另外，若上述長度LI比上述上限值大，則雖然也依賴于其他條件，但存在力檢測裝置I的剛性降低的擔憂。
[0223]另外，優(yōu)選內腔壁81的短邊方向的長度L2為6mm以上，更加優(yōu)選為8mm以上、且250mm以下，進一步優(yōu)選為1mm以上、且50mm以下。
[0224]若內腔壁81的短邊方向的長度L2比上述下限值小，則雖然也依賴于其他條件，但存在難以使布線151通過的擔憂。另外，若上述長度L2比上述上限值大，則雖然也依賴于其他條件，但存在力檢測裝置I的剛性降低的擔憂。
[0225]另外，在內腔壁81的第一基部2的附近的側面形成有凸緣82，內腔部8的凸緣82固定于第一基部2。雖然該固定方法并不特別限定，但在圖示的結構中，凸緣82由多個螺釘172固定于第一基部2的底板22。另一方面，僅將內腔壁81的第二基部3的附近插入第二基部3的第二開口部30，不進行螺旋夾等的固定。此外，也可以不是將內腔部8的第一基部2的附近，而是將第二部件的附近固定于第二基部3。
[0226]此外，作為上述的第一基部2、第二基部3、內腔部8、模擬電路基板4的除各元件以及各布線以外的部位、數(shù)字電路基板5的除各元件以及各布線以外的部位的構成材料彼此并不特別限定，例如能夠使用各種樹脂材料、各種金屬材料等。
[0227]另外，雖然第一基部2、第二基部3分別由大體呈板狀的部件構成，但并不限定于此，例如也可以為，一方的部件由大體板狀構成，另一方的部件由塊狀構成。
[0228]以下，對該傳感器器件6所具備的電荷輸出元件10進行說明。
[0229][電荷輸出元件]
[0230]電荷輸出元件10具有根據施加于力檢測裝置I的外力即施加于第一基部2或者第二基部3的至少一方的部件的外力輸出電荷的功能。
[0231]此外，由于傳感器器件6A?6D所具備的各電荷輸出元件10是相同的結構，所以以I個電荷輸出元件10為中心進行說明。
[0232]此外，力檢測裝置I整體的α軸方向的力FA』軸方向的力FB、γ軸方向的力FC、繞α軸的旋轉力ΜΑ、繞軸的旋轉力MB以及繞γ軸的旋轉力MC，基于與來自各電荷輸出元件10的電荷的積蓄量成比例的信號計算出。另外，在本實施方式中，雖然電荷輸出元件10設置有4個，但只要電荷輸出元件1至少設置有3個，就能夠計算出旋轉力MA、MB、MC。
[0233]這里，針對本實施方式的力檢測裝置I與現(xiàn)有的力檢測裝置1A，分別進行了下述實驗。
[0234]首先，如圖9以及圖10所示，將力檢測裝置1、1A分別安裝于機器人19的臂191與末端執(zhí)行器192之間。
[0235]如圖9所示，在為力檢測裝置I的情況下，將布線151從內腔部8(參照圖8)向外部引出，并且配設于臂191的內部。
[0236]另外，如圖10所示，在為力檢測裝置IA的情況下，布線151的一方的端部與設置于力檢測裝置IA的外周面的端子連接，并且將該布線151配設于臂191的外部。
[0237]而且，在對末端執(zhí)行器192未施加外力的狀態(tài)下，使機器人19工作，并且對力檢測裝置1、1A的電荷輸出元件10的輸出分別進行了測定。其結果如圖11以及圖12的圖表所示。
[0238]此外，在圖11以及圖12的圖表中，針對力檢測裝置1、1A的電荷輸出元件10，設定相互正交的X軸、y軸以及z軸，將在沿電荷輸出元件10的X軸方向施加有力的情況下輸出的電荷設為Qx，將在沿y軸方向施加有力的情況下輸出的電荷設為Qy，將在沿z軸方向施加有力的情況下輸出的電荷設為Qz。另外，X軸方向以及y軸方向是針對電荷輸出元件1的相互正交的剪切力的方向，z軸方向是電荷輸出元件10的壓縮力/拉力的方向。另外，由于該測定是在對末端執(zhí)行器192未施加有外力的狀態(tài)下進行的，所以這些電荷Qx、Qy、Qz本來應該為“O”。
[0239]在現(xiàn)有的力檢測裝置IA中，如圖12所示可知，在臂191的運轉期間，本來應該為“O”的力檢測裝置IA的電荷輸出元件10的輸出向負側或者正側振動。這是因為在臂191動作時在布線151產生拽拉、撓曲、扭曲等從而對力檢測裝置IA施加多余的力導致的。
[0240]與此相對，在本實施方式的力檢測裝置I中，如圖11所示可知，在臂191的運轉期間以及非運轉期間的任一期間，均是本來應該為“O”的力檢測裝置I的電荷輸出元件10的輸出大致為“O”。
[0241]如以上說明那樣，根據該力檢測裝置I，在將力檢測裝置I設置于機器人19的情況下，布線151、152、153以通過力檢測裝置I的中央部的內腔壁81的內部的方式配置，因此能夠抑制在臂191動作時在布線151、152、153產生拽拉、撓曲、扭曲等，從而能夠抑制對力檢測裝置I施加多余的力。由此，能夠提高力檢測裝置I的檢測精度。
[0242]另外，由于在力檢測裝置I的中央部不是直接形成開口部，而是設置內腔壁81，利用其內腔形成內腔部8，因此能夠抑制灰塵、污垢等侵入力檢測裝置I的內部。
[0243]<單臂機器人的實施方式>
[0244]接下來，基于圖13對本發(fā)明的機器人的實施方式亦即單臂機器人進行說明。以下，針對本實施方式，以與上述實施方式的不同點為中心進行說明，針對相同的事項，省略其說明。
[0245]圖13是表示使用本發(fā)明的力檢測裝置的單臂機器人的I例的圖。圖13的單臂機器人500具有基臺510、臂520、設置于臂520的末端側的末端執(zhí)行器530以及設置于臂520與末端執(zhí)行器530之間的力檢測裝置I。此外，作為力檢測裝置I，使用與上述各實施方式相同的力檢測裝置。
[0246]基臺510具有收納產生用于使臂520轉動的動力的促動器(未圖示)以及控制促動器的控制部(未圖示)等的功能。另外，基臺510例如固定于地板、墻壁、天花板、能夠移動的臺車上等。
[0247]臂520構成為，具有第一臂要素521、第二臂要素522、第三臂要素523、第四臂要素524以及第五臂要素525，并且將相鄰的臂彼此連結為能夠轉動。臂520通過控制部的控制，以各臂要素的連結部為中心復合地旋轉或者彎曲從而驅動。
[0248]末端執(zhí)行器530具有把持對象物的功能。末端執(zhí)行器530具有第一指531以及第二指532。在末端執(zhí)行器530通過臂520的驅動到達規(guī)定的動作位置之后，通過調整第一指531與第二指532的分離距離，能夠把持對象物。
[0249]此外，雖然末端執(zhí)行器530在這里是手，但在本發(fā)明中，并不限定于此。作為末端執(zhí)行器的其他例子，例舉有部件檢查用器具、部件搬運用器具、部件加工用器具、部件組裝用器具、測定器等。這針對其他實施方式中的末端執(zhí)行器也相同。
[0250]力檢測裝置I具有檢測施加于末端執(zhí)行器530的外力的功能。通過將力檢測裝置I所檢測的力向基臺510的控制部反饋，單臂機器人500能夠執(zhí)行更加精密的作業(yè)。另外，利用力檢測裝置I所檢測出的力，單臂機器人500能夠檢測末端執(zhí)行器530對障礙物的接觸等。因此，能夠容易進行在現(xiàn)有的位置控制中困難的障礙物回避動作、對象物損傷回避動作等，從而單臂機器人500能夠更加安全地執(zhí)行作業(yè)。
[0251]此外，在圖示的結構中，雖然臂520由合計5個臂要素構成，但本發(fā)明并不限定于此。臂520由I個臂要素構成的情況、由2?4個臂要素構成的情況、由6個以上的臂要素構成的情況也在本發(fā)明的范圍內。
[0252]<多臂機器人的實施方式>
[0253]接下來，基于圖14對本發(fā)明的機器人的實施方式亦即多臂機器人進行說明。以下，針對本實施方式，以與上述實施方式的不同點為中心進行說明，對于相同的事項，省略其說明。
[0254]圖14是表示使用本發(fā)明的力檢測裝置的多臂機器人的I例的圖。圖14的多臂機器人600具有基臺610、第一臂620、第二臂630、設置于第一臂620的末端側的第一末端執(zhí)行器640a、設置于第二臂630的末端側的第二末端執(zhí)行器640b、以及設置于第一臂620與第一末端執(zhí)行器640a之間以及第二臂630與第二末端執(zhí)行器640b之間的力檢測裝置I。此外，作為力檢測裝置I，使用與上述各實施方式相同的力檢測裝置。
[0255]基臺610具有收納產生用于使第一臂620以及第二臂630轉動的動力的促動器(未圖示)以及控制促動器的控制部(未圖示)等的功能。另外，基臺610例如固定于地板、墻壁、天花板、能夠移動的臺車上等。
[0256]第一臂620通過將第一臂要素621以及第二臂要素622連結為能夠轉動而構成。第二臂630通過將第一臂要素631以及第二臂要素632連結為能夠轉動而構成。第一臂620以及第二臂630通過控制部的控制，以各臂要素的連結部為中心復合地旋轉或者彎曲從而驅動。
[0257]第一、第二末端執(zhí)行器640a、640b具有把持對象物的功能。第一末端執(zhí)行器640a具有第一指641a以及第二指642a。第二末端執(zhí)行器640b具有第一指641b以及第二指642b。在第一末端執(zhí)行器640a通過第一臂620的驅動到達規(guī)定的動作位置之后，通過調整第一指641a與第二指642a的分離距離，能夠把持對象物。同樣地，在第二末端執(zhí)行器640b通過第二臂630的驅動到達規(guī)定的動作位置之后，通過調整第一指641b與第二指642b的分離距離，能夠把持對象物。
[0258]力檢測裝置I具有檢測施加于第一、第二末端執(zhí)行器640a、640b的外力的功能。通過將力檢測裝置I所檢測出的力向基臺610的控制部反饋，多臂機器人600能夠更加精密地執(zhí)行作業(yè)。另外，利用力檢測裝置I所檢測出的力，多臂機器人600能夠檢測第一、第二末端執(zhí)行器640a、640b對障礙物的接觸等。因此，能夠容易進行在現(xiàn)有的位置控制中困難的障礙物回避動作、對象物損傷回避動作等，從而多臂機器人600能夠更加安全地執(zhí)行作業(yè)。
[0259]此外，在圖示的結構中，雖然臂合計為2個，但本發(fā)明并不限定于此。多臂機器人600具有3個以上的臂的情況也在本發(fā)明的范圍內。
[0260]以上，雖然基于圖示的實施方式對本發(fā)明的力檢測裝置以及機器人進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，各部分結構能夠置換為具有相同功能的任意結構。另外，也可以對本發(fā)明附加其他任意的構成物。
[0261]另外，在本發(fā)明中，也可以取代加壓螺栓，例如使用不具有對電荷輸出元件(壓電元件)賦予壓力的功能的螺栓，另外，也可以采用除螺栓以外的固定方法。
[0262]另外，在本實施方式中，雖然電荷輸出元件的數(shù)量為4個，但在本發(fā)明中，電荷輸出元件的數(shù)量也可以為I個、2個、3個或者5個以上。
[0263]另外，本發(fā)明也可以為組合有上述實施方式中的任意2個以上的結構(特征)的發(fā)明。另外，在本發(fā)明中，第一開口部與第二開口部中的一方也可以關閉。
[0264]另外，在本實施方式中，雖然將壓電元件作為力檢測元件進行了例示，但例如電容元件、應變檢測元件也能夠應用本發(fā)明，雖然力檢測元件的數(shù)量為4個，但力檢測元件的數(shù)量也可以為2個、3個或者5個以上。
[0265]另外，在本實施方式中，雖然將布線(電線)作為線條體進行了例示，但作為其他線條體，例舉有供氣體流動的配管等。
[0266]另外，本發(fā)明的機器人具有臂，但并不限定于臂型機器人(機器人臂)，也可以是其他形式的機器人，例如是平面關節(jié)型機器人、足式步行(行駛)機器人等。
[0267]另外，對于本發(fā)明的力檢測裝置而言，并不限定于機器人，也能夠應用于其他裝置，例如電子部件搬運裝置等搬運裝置、電子部件檢查裝置等檢查裝置、部件加工裝置、移動體、振動計、加速度計、重力計、動力計、地震計、傾斜計等測定裝置、輸入裝置等。
[0268]附圖標記說明:
[0269]1、1Α.._力檢測裝置;2…第一基部;3…第二基部;4…模擬電路基板;5…數(shù)字電路基板;6、6A、6B、6C、6D…傳感器器件(壓力檢測部)；8…內腔部；10…電荷輸出兀件(壓電兀件)；11...接地電極層；12…第一傳感器；13…第二傳感器；14…第三傳感器；16…側壁部；19…機器人;20...貫通孔(第一開口部)；22...第一部件(底板)；23...凸部;24...第二部件(壁部)；30...貫通孔(第二開口部)；32…第三部件(頂板)；33...第四部件(側壁)；41...孔;43…管；50...貫通孔(第三開口部)；60…封裝體(收容部)；71…加壓螺栓;81...內腔壁;82...凸緣;85...貫通孔；121…第一壓電體層;122...輸出電極層；123...第二壓電體層；131…第三壓電體層；132…輸出電極層；133...第四壓電體層；141...第五壓電體層；142...輸出電極層；143…第六壓電體層；151、152、153…布線；161…筒狀部；162…凸緣；171、172、173、174…螺釘;181...直線；191...臂；192...末端執(zhí)行器;193...電子照相機;221...下表面(第一面)(第一安裝面)；231...頂面;241…內螺紋;271…中心軸；272…中心；321…上表面(第二面)(第二安裝面)；33l...內壁面;500...單臂機器人;510...基臺；520…臂;52l...第一臂要素;522…第二臂要素；523…第三臂要素；524…第四臂要素；525…第五臂要素；530…末端執(zhí)行器；531…第一指;532…第二指;600…多臂機器人;610…基臺；620…第一臂；621…第一臂要素;622…第二臂要素;630…第二臂;631…第一臂要素;632…第二臂要素;640a...第一末端執(zhí)行器;641a…第一指;642a...第二指;640b...第二末端執(zhí)行器;641b…第一指;642b...第二指;81l...中心軸;812…長邊;813…短邊;L1、L2…長度;LD...層疊方向；SD...夾持方向；NLl、~1^"法線;(^、(^、(^"_電荷。
【主權項】
1.一種力檢測裝置，其特征在于， 具有: 第一部件； 第二部件，其與所述第一部件結合；以及 壓電元件，其與所述第二部件結合， 構成所述第一部件的材料與構成所述第二部件的材料不同。2.根據權利要求1所述的力檢測裝置，其中， 所述第一部件呈板狀， 所述壓電元件以及所述第二部件配置于所述第一部件的端部， 在所述第一部件的中央部形成有貫通孔。3.根據權利要求1或2所述的力檢測裝置，其中， 具有: 第三部件； 第四部件，其與所述第三部件結合，并且由該第四部件與所述第二部件夾持所述壓電元件， 構成所述第三部件的材料與構成所述第四部件的材料不同。4.根據權利要求3所述的力檢測裝置，其中， 所述第三部件呈板狀， 所述壓電元件以及所述第四部件配置于所述第三部件的端部， 在所述第三部件的中央部形成有貫通孔。5.根據權利要求3或4所述的力檢測裝置，其中， 構成所述第二部件的材料與構成所述第四部件的材料相同。6.根據權利要求3?5中的任一項所述的力檢測裝置，其中， 構成所述第一部件的材料與構成所述第三部件的材料相同。7.根據權利要求3?6中的任一項所述的力檢測裝置，其中， 構成所述第三部件的材料的密度比構成所述第四部件的材料的密度小。8.根據權利要求3?7中的任一項所述的力檢測裝置，其中， 構成所述第四部件的材料的耐力比構成所述第三部件的材料的耐力大。9.根據權利要求3?8中的任一項所述的力檢測裝置，其中， 構成所述第四部件的材料的線膨脹系數(shù)比構成所述第三部件的材料的線膨脹系數(shù)小。10.根據權利要求1?9中的任一項所述的力檢測裝置，其中， 構成所述第一部件的材料的密度比構成所述第二部件的材料的密度小。11.根據權利要求1?10中的任一項所述的力檢測裝置，其中， 構成所述第二部件的材料的耐力比構成所述第一部件的材料的耐力大。12.根據權利要求1?11中的任一項所述的力檢測裝置，其中， 構成所述第二部件的材料的線膨脹系數(shù)比構成所述第一部件的材料的線膨脹系數(shù)小。13.—種機器人，其特征在于， 具備: 臂； 末端執(zhí)行器，其設置于所述臂；以及 力檢測裝置，其設置于所述臂與所述末端執(zhí)行器之間，檢測施加于所述末端執(zhí)行器的外力， 所述力檢測裝置具有: 第一部件； 第二部件，其與所述第一部件結合；以及 壓電元件，其與所述第二部件結合， 構成所述第一部件的材料與構成所述第二部件的材料不同。
【文檔編號】G01L1/16GK105865670SQ201610064430
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】西村義輝, 水島信幸, 神谷俊幸, 河合宏紀
【申請人】精工愛普生株式會社