[发明专利]力觉传感器及用于其的结构体

权利要求书

1.一种力觉传感器，用于检测XYZ三维直角坐标系中的各坐标轴方向的力及绕各坐标轴的力矩中的、至少Z轴方向的力Fz及绕Y轴的力矩My，其特征在于，包括：

基本结构体(1000)，具有：在以Z轴为垂直轴的方式定义了坐标系时配置于Z轴上的受力体(100)、配置于所述受力体的下方的支撑体(200)、以及连接所述受力体与所述支撑体并因力或力矩的作用而至少局部产生弹性变形的变形体(300)；

检测元件(C1～C4)，检测所述变形体的变形或位移、或者所述受力体或所述支撑体的位移；以及

检测电路(900)，基于所述检测元件的检测结果，输出表示在负荷施加于所述受力体及所述支撑体中一方的状态下作用于另一方的Z轴方向的力Fz及绕Y轴的力矩My的电信号，

变形体(300)具有：

规定部位与所述受力体(100)连接并产生弹性变形的弹性变形部(310)；以及

将所述弹性变形部的规定部位固定于所述支撑体(200)的第一基座部(320)及第二基座部(330)，

在通过XZ平面或平行于XZ平面的平面剖开了所述基本结构体(1000)时，将出现在所述受力体的截面上的几何学图形称为受力体图形(100f)，将出现在所述支撑体的截面上的几何学图形称为支撑体图形(200f)，将出现在所述变形体的截面上的几何学图形称为变形体图形(300f)，此时，所述变形体图形包括：作为所述弹性变形部(310)的截面的弹性变形部图形(310f)、作为所述第一基座部(320)的截面的第一基座部图形(320f)以及作为所述第二基座部(330)的截面的第二基座部图形(330f)，

所述弹性变形部图形(310f)是沿着连接定义于所述受力体图形(100f)的轮廓上的第一受力点(P1)与第二受力点(P2)的规定的连接路径(R1)而配置并连结所述第一受力点(P1)与所述第二受力点(P2)的图形，

所述第一基座部图形(320f)在定义于所述连接路径(R1)上的第一中继点(m1)的附近处与所述弹性变形部图形(310f)连接，所述第二基座部图形(330f)在定义于所述连接路径(R1)上的第二中继点(m2)的附近处与所述弹性变形部图形(310f)连接，

所述弹性变形部(310)连结所述第一受力点(P1)与所述第二受力点(P2)，所述第一基座部(320)连结所述弹性变形部(310)的所述第一中继点(m1)的附近与定义于所述支撑体(200)上的第一支撑点(Q1)，所述第二基座部(330)连结所述弹性变形部(310)的所述第二中继点(m2)的附近与定义于所述支撑体(200)上的第二支撑点(Q2)，

所述第一受力点(P1)配置于具有负的X坐标值的位置，所述第二受力点(P2)配置于具有正的X坐标值的位置，

在将所述支撑体(200)固定的状态下力Fz作用于所述受力体(100)时、以及在将所述支撑体(200)固定的状态下力矩My作用于所述受力体(100)时，所述弹性变形部(310)的所述第一中继点(m1)的附近以与所述第一基座部(320)的连接点(ml')为支点，相对于所述第一基座部(320)在X轴方向上摆动，所述弹性变形部(310)的所述第二中继点(m2)的附近以与所述第二基座部(330)的连接点为支点，相对于所述第二基座部(330)在X轴方向上摆动。

2.根据权利要求1所述的力觉传感器，其特征在于，

弹性变形部图形(310f)具有：

沿连接路径(R1)的从第一受力点(P1)至第一中继点(m1)的区间而配置的第一外侧臂状部图形(311f)；

沿连接路径(R1)的从第一中继点(m1)至第二中继点(m2)的区间而配置的内侧臂状部图形(312f)；以及

沿连接路径(R1)的从第二中继点(m2)至第二受力点(P2)的区间而配置的第二外侧臂状部图形(313f)。

3.根据权利要求2所述的力觉传感器，其特征在于，

第一基座部图形(320f)的连接端与弹性变形部图形(310f)的第一中继点(m1)的附近的下方连接，第二基座部图形(330f)的连接端与弹性变形部图形(310f)的第二中继点(m2)的附近的下方连接。