[发明专利]力检测装置及机器人

说明书

本发明提供一种力检测装置及机器人，具有能够提高力的检测精度的构造。力传感器具备：应变承受体即力传感器主体；以及固定部，该固定部是固定于应该安装力传感器的被安装部上的部分。固定部与力传感器主体一体地形成为比力传感器主体的与上述被安装部相对的底部的底面突出。

技术领域

本发明涉及对作用于构造体的外力进行检测的力检测装置、以及具有安装了该力检测装置的构造体的工业用机器人。

背景技术

近年来能够取消安全栅而充分确保人员安全地进行某种处置的工业用机器人，已能够与人员协作实施作业。因此对这种机器人即所谓协作机器人需求在增长。

在使用协作机器人的情况下，人员与机器人共有作业空间，因此需要防止人员与机器人接触而受伤。为此，采用了在机器人主体安装力检测装置(以下称为力传感器)来检测人员与机器人的接触力的方法。例如在由力传感器检测出超过预定阈值的接触力时，则使机器人的动作停止或者使机器人以减轻接触力的方式动作。

上述这样的力传感器通常具备：作为承受外力而发生应变的应变承受体的力传感器主体、以及固定于力传感器主体的应变检测器。将力传感器主体安装于构造体并利用应变检测器来检测力传感器主体的应变量，从而能够基于该检测值来识别作用于构造体的力的大小、方向。作为这种力传感器的一例，日本特开2009－74969号公报提出了一种构造简单的六轴力传感器。

在力传感器中，通常是在力传感器单体中算出用于将构成力传感器的应变检测器的输出信号变换为力的值的校正参数即实施所谓的校准。因此，在将力传感器实际安装于构造体时，若因安装有力传感器的构造体的部分(以下称为被安装部)的变形、表面翘曲等的影响而使力传感器自身发生变形，则会导致上述的校正参数失真。由此产生通过力传感器检测出的力的值的误差变大这样的问题。

尤其是对于协作机器人而言，当由力传感器检测出的接触力超过预定阈值时，则使机器人的动作停止、或以减轻接触力的方式使机器人动作。因此，当力传感器的检测值的误差如上述那样增大时，则为了避免对接触的误检测而需要较高地设定上述的阈值，也就是将对接触的灵敏度设置为较低。当人员与机器人发生接触时，人员可容许的接触力存在限度，而如果对接触的灵敏度低则会增加对协作机器人使用方式的限制。

因此，以往为了提高上述这种力传感器的检测精度，是在预先将被安装部的变形、表面的翘曲等除去之后再将力传感器安装于被安装部。另外，为了防止在安装力传感器时由于被安装部的变形、表面的翘曲等的影响而导致力传感器自身发生变形，将力传感器经由高刚性的其它零件安装于被安装部。

但是，采用预先对被安装部进行全面研磨加工等而预先除去被安装部的变形的方法会导致被安装部的制造成本提高。

另一方面，在使用高刚性的其它零件的安装方法的情况下，则会由于高刚性的其它零件是比较大且重的零件，会受到可耐受重物的设置环境的限制，或是由于机器人的动作区域与高刚性的其它零件发生干涉，从而产生对机器人的动作区域造成制限等对使用对象造成限制的问题。尤其是在将机器人设置于地板以外的墙壁、顶板使用的情况下，会由于机器人较重而需要对进行设置的墙壁或顶板进行加固，导致准备设置环境的成本升高。另外，由于协作机器人能够在无安全栅条件下使用，因此具有向生产线增添或减少机器人要比现有机器人容易进行的优点，但是重量较重的机器人则难以简便地移动，因此导致这种协作机器人的优点削弱。另外，有时会将高刚性的其它零件与力传感器结合起来提供给用户，但是由于大小、重量都会增加而在尺寸方面实用性降低且搬运困难。

此外，日本特开2009－74969号公报完全没有公开能够在安装力传感器时防止由于被安装部的变形、表面的翘曲等而导致力传感器主体变形的力传感器的构造。

为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有能够提高力的检测精度的构造的力检测装置、以及具备该力检测装置的机器人。

发明内容