[发明专利]扭矩检测器

说明书

本发明提供一种扭矩检测器。本发明包括：硅层(11)，包括电阻计(13)；以及绝缘层(12)，一面与硅层(11)的至少两端接合，与所述一面相向的相向面的长边方向两端与旋转轴体(5)接合。

技术领域

本发明涉及一种检测施加至旋转轴体的扭矩的扭矩检测器。

背景技术

作为检测施加至旋转轴体的扭矩的方式之一，有如下的方式：在旋转轴体的周面安装金属应变计(strain gauge)，通过金属应变计的电阻值变化，而检测因扭矩而产生于旋转轴体的周面的剪切应力的大小。在所述方式下，相对于旋转轴体的轴方向在45度方向上安装四个以上的金属应变计而构成电桥电路。

但是，在金属应变计中，量规因数(gauge factor)小，因此难以高精度地检测微小的应变。

另一方面，作为提高扭矩的检测灵敏度的方法，可考虑降低旋转轴体的刚性，增大应变量的方式。在专利文献1中，通过对旋转轴体施加各种加工而形成梁部，来实现灵敏度的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2016-109568号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在降低旋转轴体的刚性的方式下，会产生因应力增大而导致迟滞(hysteresis)的问题(灵敏度与迟滞的权衡(trade off)问题)，无法期待精度的提高。

另外，在现有方式下，需要配置至少四个以上的金属应变计。因此，存在需要使各金属应变计的相对位置及角度严密配合，而较为困难的问题。

在这里，在工业用机器人中，为了控制其运行，扭矩的检测不可或缺。因此，从之前起，将扭矩检测器安装于工业用机器人，来检测机械臂(robot arm)的各关节的扭矩。

另一方面，近年来，对于工业用机器人，为了与人和谐共存，要求如下的安全性，即，在与人或物等物体接触时，瞬间探测到接触而使运行停止。但是，工业用机器人具有自身的重量及所保持的物体的重量，进而是考虑到运行速度的牢固的框体，因此在现有的金属应变计中，难以高精度地检测扭矩。

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种扭矩的检测精度提高的扭矩检测器。

解决问题的技术手段

本发明的扭矩检测器包括：基板层，包括电阻计，根据外力而产生应变；以及绝缘层，一面与基板层的至少两端接合，与所述一面相向的相向面的长边方向两端与旋转轴体接合。

发明的效果

根据本发明，如上所述而构成，所以扭矩的检测精度提高。

附图说明

图1A～图1C是表示本发明的实施方式1的扭矩检测器的结构例的图，图1A是顶视图，图1B是侧视图，图1C是A-A'线截面图。

图2A是表示本发明的实施方式1中的电阻计的配置例的顶视图，图2B是表示包括图2A所示的电阻计的全电桥电路的结构例的图。

图3是表示本发明的实施方式1中的应变传感器的制造方法的一例的流程图。

图4A、图4B是表示将本发明的实施方式1的应变传感器安装于旋转轴体的状态的图，图4A是顶视图，图4B是侧视图。

图5A、图5B是说明扭矩检测器的基本运行原理的图，图5A是表示施加至旋转轴体的扭矩的侧视图，图5B是表示因图5A所示的扭矩而产生于应变传感器的应力分布的一例的图。

图6是表示本发明的实施方式1中的应变传感器的另一结构例的侧视图。