力觉传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及能够检测外力的力觉传感器。
【背景技术】
[0002] 已知一种力觉传感器，通过用传感器来检测结构体由于外力而产生的位移，并对 传感器的检测结果进行运算处理，来检测施加给结构体的外力。特别地，专利文献1、专利文 献2W及专利文献3公开了一种利用光学传感器来检测结构体由于外力而产生的位移的力 觉传感器。
[0003] 专利文献1:日本特开2010-281635号公报
[0004] 专利文献2:日本特开2007-127501号公报
[0005] 专利文献3:日本特开2010-210558号公报
【发明内容】
[0006] 专利文献1、专利文献2W及专利文献3所公开的技术中，具备:活动部，其在被施加 外力时产生位移；W及固定部，其即便被施加外力也不会产生位移，其中，利用光学传感器 来测定固定部W及活动部的相对位移量。然而，在专利文献1、专利文献2 W及专利文献3中， 在从固定部W及活动部的相对位移量的信息中分离并检测出多个方向的外力时，需要复杂 的运算处理。因此，存在力觉传感器的响应性降低的可能性。
[0007] 本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种力觉传感器，通过使检测 外力所需的运算处理变得容易，能够提高检测的响应性。
[000引为了实现上述目的，本发明设及的力觉传感器包括:基部；第一活动部，其与上述 基部对置配置;第二活动部，其与上述第一活动部对置配置;支承体，其设置于上述基部，W 使上述第一活动部W及上述第二活动部能够摆动的方式来支承上述第一活动部W及上述 第二活动部;关节，其设置于上述支承体，W使上述第二活动部能够旋转的方式来支承上述 第二活动部；W及第一检测部和第二检测部，在上述第一活动部W及上述第二活动部中的 至少一方被施加外力的情况下，上述第一检测部能够检测使上述第一活动部W及上述第二 活动部摆动的分力，上述第二检测部能够检测使上述第二活动部旋转的分力。
[0009] 由此，当力觉传感器被施加外力时，第一检测部处理与使第一活动部W及第二活 动部摆动的分力有关的信息。第二检测部处理与使第二活动部旋转的分力有关的信息。运 样，第一检测部和第二检测部处理与同一外力所包含的多个方向的分力中相互不同方向的 分力有关的信息。因此，与现有技术相比，第一检测部W及第二检测部各自处理的与分力的 方向有关的信息较少。因此，力觉传感器通过使检测外力所需的运算处理变得容易，能够提 高检测的响应性。
[0010] 此外，作为本发明的优选方式，上述第一活动部W及上述第二活动部被配置在上 述基部的铅垂方向上侧。由此，施加于支承第二活动部的关节的荷载主要为第二活动部的 重量W及外力。因此，与第一活动部W及第二活动部被配置在基部的铅垂方向下侧的情况 相比较，施加于支承第二活动部的关节的荷载较小。因此，本发明设及的力觉传感器通过减 小施加于支承第二活动部的关节的荷载，能够抑制关节有可能发生的破损。
[0011] 此外，作为本发明的优选方式，上述第一检测部包括=个W上的传感器，上述传感 器能够发出光并且能够检测该光的反射光。由此，传感器能够对粘贴于第一活动部的反射 板照射光，并检测该光的反射光强度。第一检测部朝向具有较大面积的平坦部的反射板照 射光。因此，本发明设及的力觉传感器无需进行如发光部和受光部相独立且将它们对置配 置的情况下所需要的高精度的定位。因此，本发明设及的力觉传感器能够抑制因传感器的 配置而导致的检测精度的降低。
[0012] 此外，作为本发明的优选方式，上述第一检测部包括四个传感器，上述四个传感器 中的两个传感器被配置在同一直线上，其余的两个传感器被配置在与该直线正交的同一直 线上。由此，本发明设及的力觉传感器能够基于在同一直线上配置的两个传感器的传感器 输出来检测绕一个轴的力矩，基于在与该直线正交的同一直线上配置的两个传感器的传感 器输出来检测绕不同轴的力矩。因此，力觉传感器能够进一步使用于检测外力的运算处理 变得容易。
[0013] 此外，作为本发明的优选方式，上述支承体具有:第一固定件，其由上述基部支承； 板状的板黃部，其隔着隔离件由上述第一固定件支承，并且能够发生弹性变形；W及第二固 定件，其隔着隔离件由上述板黃部支承，上述板黃部具有板状的基本部；W及多个突出部， 其在与上述基本部同一平面上从上述基本部突出，并且上述隔离件与其表面接触，在上述 第一活动部被施加外力的情况下，上述突出部根据上述第一活动部的位移，相对于上述隔 离件所接触的位置靠上述基本部侧的部分发生变形。由此，施加于活动部的外力经由隔离 件传递到板黃部，使突出部发生弹性变形。运样，本发明设及的力觉传感器能够抑制在活动 部被施加外力的情况下使活动部摆动而在该外力消除的情况下使活动部回到原来的位置 运样的动作中产生晃动。因此，本发明设及的力觉传感器能够抑制由于晃动的产生而导致 的外力检测精度的降低。
[0014] 此外，作为本发明的优选方式，上述支承体具有W相互隔开间隙而对置的方式连 结的多个上述板黃部。由此，在本发明设及的力觉传感器被施加使活动部朝向基部平行移 动的外力的情况下，各个板黃部能够发生变形。因此，板黃部的数量越多，活动部朝向基部 能够平行移动的量就越大。因此，本发明设及的力觉传感器能够调节，在施加使活动部朝向 基部平行移动的外力的情况下，活动部的移动量。此外，本发明设及的力觉传感器有可能被 人即操作员直接施加外力而被操作。因此，本发明设及的力觉传感器在操作员施加使活动 部朝向基部平行移动的外力的情况下，使操作员易于感觉到活动部的移动，从而能够提高 操作性。
[0015] 此外，作为本发明的优选方式，上述第一检测部包括在上述基部的上表面设置的 =个W上的传感器，上述传感器能够发出光，并且能够通过检测该光的反射光来获取距检 测对象的距离，利用上述传感器的位置和距检测对象的距离来检测上述第一活动部的倾斜 角度。由此，传感器能够对粘贴于第一活动部的反射板照射光，并检测该光的反射光强度。 第一检测部朝向具有较大面积的平坦部的反射板照射光。因此，本发明设及的力觉传感器 无需进行如发光部和受光部相独立且将它们对置配置的情况下所需的高精度的定位。因 此，本发明设及的力觉传感器能够抑制因传感器的配置而导致的检测精度的降低。
[0016] 此外，作为本发明的优选方式，上述第一检测部包括=个传感器，其在上述基部的 上表面沿周向的等间隔配置。由此，传感器彼此的间隔较长。因此，力觉传感器能够 提高第一活动部的倾斜角度的检测精度。
[0017] 此外，作为本发明的优选方式，上述第一检测部包括四个W上的传感器，将其中= 个传感器设为第一组，利用上述=个传感器的位置和距检测对象的距离来检测上述第一活 动部的倾斜角度，将与上述第一组至少有一个传感器不同的=个传感器设为第二组，来检 测上述第一活动部的倾斜角度，并对多个检测结果进行平均来求出上述第一活动部的倾斜 角度。由此，力觉传感器通过对两个结果进行平均，能够求出更为准确的角度。此外，力觉传 感器即便在一个组发生故障的情况下也能够继续使用。
[0018] 此外，作为本发明的优选方式，本发明的力觉传感器具有:第一止动件，其限制上 述第一活动部W及上述第二活动部的摆动角度;第二止动件，其限制上述第一活动部W及 上述第二活动部向拉伸上述支承体的方向进行位移时的位移量；W及第=止动件，其限制 上述第二活动部的绕中屯、轴的旋转角度。由此，力觉传感器即便在过大的外力作用于力觉 传感器的情况下，也能够防止支承体等的破损。
[0019] 此外，作为本发明的优选方式，上述第一止动件是从上述基部向上述第一活动部 突出的部分，在上述支承体的绕中屯、轴的周向上等间隔地设置在=个位置W上，其从上述 基部的高度设为，在超过上述支承体能够发生弹性变形的荷载的荷载施加于力觉传感器时 其前端与上述第一活动部接触。由此，即便在使第一活动部W及第二活动部摆动的过大外 力施加于力觉传感器的情况下，力觉传感器也能够抑制支承体产生永久变形。
[0020] 此外，作为本发明的优选方式，上述第二止动件是设置在W覆盖力觉传感器的周 围的方式配置的框体的上端部并且朝向中屯、的方向突出的凸缘状部分，其高度设为，在超 过上述支承体能够发生弹性变形的荷载的荷载施加于力觉传感器时其下侧端面与上述第 二活动部接触。由此，第二活动部在发生一定量的位移时，与第二止动件的下侧端面接触而 不再位移。因此，力觉传感器能够抑制支承体产生永久变形。
[0021 ]此外，作为本发明的优选方式，上述第=止动件是在上述第一活动部和上述第二 活动部的相互对置的表面上设置的永磁铁，在上述第一活动部设置的上述永磁铁从上述第 一活动部的表面朝向上述第二活动部突出，在上述第二活动部设置的上述永磁铁从上述第 二活动部的表面向上述第一活动部突出，并且设置于在周向上夹着在上述第一活动部设置 的上述永磁铁的位置。由此，在第二活动部由于外力而旋转的情况下，多个第=止动件相互 的距离变近而造成斥力增大，产生相对于外力的反作用力。因此，力觉传感器能够抑制关节 等的破损。
[0022] 此外，作为本发明的优选方式，上述关节具备贯通上述第二活动部的轴，贯通上述 基部的第一内部通路、贯通上述支承体的第二内部通路W及贯通上述轴的第=内部通路被 配置在同一直线上。由此，设置在力觉传感器的布线或者配管通过第一内部通路、第二内部 通路W及第=内部通路，能够从基部到达第二活动部。因此，与布线或者配管通过各部件外 侧的情况相比，力觉传感器能够使装置整体小型化。
[0023] 根据本发明，能够提供一种力觉传感器，通过使检测外力所需的运算处理变得容 易，能够提局检测的响应性。
【附图说明】
[0024] 图1是表示本实施方式设及的力觉传感器的示意图。
[0025] 图2是表示本实施方式设及的基部、支承体W及第二活动部的示意图。
[0026] 图3是表示本实施方式设及的支承体W及第一活动部的俯视图。
[0027] 图4是表示本实施方式设及的轴W及第二活动部的俯视图。
[002引图5表示图4的A向视图。
[0029] 图6是表示对本实施方式设及的力觉传感器施加绕Y轴的力矩的状态的示意图。
[0030] 图7是表示本实施方式设及的第二传感器W及反射板的示意图。
[0031] 图8表示图7的B向视图。
[0032] 图9是表示对本实施方式设及的力觉传感器施加绕巧由的力矩的状态的示意图。
[0033] 图10表示图9的C向视图。
[0034] 图11是表示本实施方式设及的第一检测部W及第二检测部的结构的示意图。
[0035] 图12是本实施方式设及的运算处理部的结构图。
[0036] 图13是表示变形例1设及的力觉传感器的示意图。
[0037] 图14是表示变形例2设及的支承体的结构的立体图。
[0038] 图15是表示对变形例2设及的力觉传感器施加绕Y轴的力矩的情况的示意图。
[0039] 图16是表示变形例3设及的力觉传感器的示意图。
[0040] 图17是表示图16的D-D剖面的示意图。
[0041] 图18是表示图16的E-E剖面的示意图。
[0042] 图19是表示变形例4设及的力觉传感器的示意图。
[0043] 图20是表示变形例5设及的力觉传感器的示意图。
[0044] 图21是表示变形例5设及的力觉传感器被施加过大力矩的状态的示意图。
[0045] 图22是表示变形例5设及的力觉传感器被施加 Z轴方向的过大外力的状态的示意 图。
[0046] 图23是表示变形例6设及的力觉传感器的示意图。
[0047] 图24是W包含中屯、轴的平面剖开变形例6设及的力觉传感器而得到的剖面图。
[0048] 图25是表示变形例6设及的盘状部件的一个示例的俯视图。