[发明专利]力传感器

摘要

圆柱环形检测器（130）被配置在固定在支撑基板（210）的上表面的中央部分上的柱状体（110）的外周。柱状体（110）和环形检测器（130）之间的空间由薄的柔性连接部件（120）（隔膜）连接。垫圈形绝缘基板（300）被配置在支撑基板（210）的上表面，单独的固定电极（E1至E5）形成于其上表面上，且它们与由环形检测器（130）的下表面组成的位移电极一起构成电容元件。在环形检测器（130）上施加外力时，柔性连接部件（120）挠曲从而引起位移，这被检测为电容元件的电容值的变化。环形检测器（130）的外周部分的上部分构成向外部突出的外部突出部（140）。在外部突出部（140）的下部分的下面，安装了从支撑基板（210）的上表面的外周部分向上突出的位移控制部（220）。环形检测器（130）的位移被限制在在突出部（140）和位移控制部（220）之间形成的垂直间隙（Sz）和横向间隙（Sr）的范围内。

主权项

一种力传感器，包括：支撑基板（210）；环形检测器（130），被配置在所述支撑基板（210）上方；柱状体（110），从所述支撑基板（210）的上表面的中央部向上延伸；柔性连接部件（120），将所述柱状体（110）与所述环形检测器（130）连接；检测元件（C1至C5），其中每个所述检测元件输出与所述环形检测器（130）相对于所述支撑基板（210）的位移对应的测量值；以及检测电路（310），基于所述测量值检测施加的外力；所述力传感器具有以下功能：当在所述支撑基板（210）被固定的状态下将外力施加到所述环形检测器（130）上时，所述柔性连接部件（120）经历挠曲，由于所述挠曲所述环形检测器（130）发生相对于所述支撑基板（210）的位移，且所述检测电路（310）基于由所述位移引起的所述测量值的变化检测所述外力，且所述力传感器还包括：外部突出部（140），从所述环形检测器（130）的外周部分进一步向外突出；和位移控制部（220），被固定在所述支撑基板（210）上的与所述外部突出部（140）相对的位置处；其中，当施加的所述外力的大小在预定容差内时，垂直间隙（Sz）被保持在所述外部突出部（140）的下表面和所述位移控制部（220）的上表面之间，且当施加的所述外力的大小超过所述容差时，所述外部突出部（140）的下表面与所述位移控制部（220）的上表面接触，由此控制所述环形检测器（130）的位移。