[发明专利]传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置

说明书

本发明提供传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置以及部件加工装置。传感器元件的特征在于，在将相互正交的三个轴设为A轴、B轴以及C轴时，分别至少具有：一张第一压电板，其由X截割水晶板构成并根据沿着A轴方向的外力而输出电荷；一张第二压电板，其由Y截割水晶板构成，沿A轴方向与第一压电板层叠，并根据B轴方向的外力而输出电荷；一张第三压电板，其由Y截割水晶板构成，以在其与第一压电板之间夹持第二压电板的方式，并且以绕A轴旋转的配置沿A轴方向层叠，并根据C轴方向的外力而输出电荷。

技术领域

本发明涉及传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置以及部件加工装置。

背景技术

近年来，以提高生产效率为目的，不断推进向工厂等生产设施导入工业用机器人。这样的工业机器人具备：能够相对于一个轴或者多个轴方向驱动的臂、安装于臂的前端的手、部件检查用器具、部件输送用器具、部件加工用工具等手端操作装置，从而能够执行部件的组装作业、部件加工作业、部件检查作业等部件制造作业、以及部件输送作业等各种作业。

在这样的工业用机器人中，在臂与手端操作装置之间设置有力检测装置。该力检测装置具备根据被施加的外力而输出电荷的压电元件(电荷输出元件)、和将从该压电元件输出的电荷转换成电压的转换电路(转换器)，从而能够对施加于压电元件的外力进行检测。工业用机器人使用这样的力检测装置，来检测在部件制造作业时或部件输送作业时产生的外力，并基于检测结果，对臂以及手端操作装置进行控制。其结果，工业用机器人能够正确地执行部件制造作业或部件输送作业等。

作为这样的力检测装置，使用了水晶的水晶式压电传感器作为压电元件被广泛地应用(例如，参照专利文献1)。该专利文献1所记载的水晶式压电传感器具有较宽的动态范围、较高的刚性、较高的固有振动频率、较高的耐载荷性等优异的特性，因此广泛地用于工业用机器人。

然而，在这样的水晶式压电元件中，从水晶输出的电荷很微弱，因此无法忽略由温度变化引起的输出漂移的影响。特别是，即便在未施加上述外力的情况下，也有可能因温度变化引起的热膨胀而在水晶产生应力。因该应力，在水晶式压电元件中，即便在未施加上述外力的情况下，也有可能检测出电荷。

这样，在现有的水晶式压电元件中，有可能产生检测精度因温度变化的影响而降低的不良情况。

专利文献1：日本特开平10-68665号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制或者防止因温度变化引起的不良情况的传感器元件、力检测装置、机器人、电子部件输送装置、电子部件检查装置以及部件加工装置。

本发明是为了解决上述课题中的至少一部分所做出的，能够作为以下方式或者应用例来实现。

应用例1

本发明的传感器元件的特征在于，在将相互正交的三个轴设为A轴、B轴以及C轴时，所述传感器元件分别至少具有：

一张第一压电板，其由X截割水晶板构成，根据沿着所述A轴方向的外力而输出电荷；

一张第二压电板，其由Y截割水晶板构成，且与所述第一压电板在所述A轴方向上层叠，并根据所述B轴方向的外力而输出电荷；以及

一张第三压电板，其由Y截割水晶板构成，以在其与所述第一压电板之间夹持所述第二压电板的方式，并且以绕所述A轴旋转的配置而沿所述A轴方向层叠，并根据所述C轴方向的外力而输出电荷。

由此，能够使第一压电板与第二压电板的B轴方向的热膨胀系数在实际应用上一致。因此，在第一压电板以及第二压电板因温度变化而膨胀或者收缩时，以相同的大小膨胀或者收缩。其结果，在第一压电板以及第二压电板中，能够抑制或者防止因热膨胀而产生压缩应力或者拉伸应力。因此能够抑制或者防止因温度变化而输出电荷。

应用例2