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KR20130049918A - 6-axis force-torque sensor for measuring electrostatic capacity - Google Patents

6-axis force-torque sensor for measuring electrostatic capacity Download PDF

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KR20130049918A
KR20130049918A KR1020110114971A KR20110114971A KR20130049918A KR 20130049918 A KR20130049918 A KR 20130049918A KR 1020110114971 A KR1020110114971 A KR 1020110114971A KR 20110114971 A KR20110114971 A KR 20110114971A KR 20130049918 A KR20130049918 A KR 20130049918A
Authority
KR
South Korea
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connector
robot
tool
torque sensor
axis force
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020110114971A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이희원
권순명
정현진
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020110114971A priority Critical patent/KR20130049918A/en
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Abstract

본 발명은 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정전용량을 측정할 수 있는 구조로 개선함과 함께 탄성빔의 크기 축소를 실현하여, 전체 센서 크기로 소형화시킬 수 있도록 한 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서에 관한 것이다.
즉, 스트레인 게이지의 변형을 측정하기 위한 공간 확보를 위하여 탄성빔의 크기를 줄이지 못하여 종래의 센서 전체 크기가 어느 한계 이상으로 소형화되지 못하는 점을 해결하고자, 스트레인 게이지 대신에 정전용량을 측정할 수 있는 구조로 개선하여 탄성빔의 크기 축소와 함께 전체 센서 크기로 소형화시킬 수 있도록 한 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서를 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to a small six-axis force-torque sensor of capacitive measurement method, and more particularly, to a structure capable of measuring capacitance, and to reduce the size of the elastic beam, thereby miniaturizing the overall sensor size It relates to a small six-axis force-torque sensor of capacitive measurement method.
That is, in order to solve the problem that the overall size of the conventional sensor cannot be miniaturized beyond a certain limit because the elastic beam cannot be reduced in order to secure a space for measuring the strain of the strain gauge, the capacitance can be measured instead of the strain gauge. It is to provide a small 6-axis force-torque sensor of capacitive measurement method to improve the structure to reduce the size of the elastic beam and to miniaturize the overall sensor size.

Description

정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서{6-axis force-torque sensor for measuring electrostatic capacity}6-axis force-torque sensor for measuring electrostatic capacity

본 발명은 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정전용량을 측정할 수 있는 구조로 개선함과 함께 탄성빔의 크기 축소를 실현하여, 전체 센서 크기로 소형화시킬 수 있도록 한 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a small six-axis force-torque sensor of capacitive measurement method, and more particularly, to a structure capable of measuring capacitance, and to reduce the size of the elastic beam, thereby miniaturizing the overall sensor size It relates to a small six-axis force-torque sensor of capacitive measurement method.

자동차 조립 라인에서의 정밀 용접 및 조립 공정을 비롯하여, 각종산업 전반에 걸쳐 로봇을 이용한 자동화 설비가 설치되고 있다.Automation facilities using robots are installed throughout various industries, including precision welding and assembly processes in automobile assembly lines.

로봇을 이용한 자동화 설비를 운용하기 위해서는 로봇의 위치 뿐만 아니라, 로봇과 연결되는 말단 공구장치에 작용하는 힘과 토크를 측정하는 동시에 이를 되먹임 제어하는 것이 필요하고, 또한 복잡하고 섬세한 작업을 자동화하기 위해서는 로봇 암 및 공구의 위치 제어와 함께 힘 제어를 동시에 수행할 수 있어야 한다.In order to operate an automated facility using a robot, it is necessary to measure and simultaneously feed back and control the force and torque acting on the end tool device connected to the robot as well as the position of the robot, and to automate complex and delicate tasks. It should be possible to carry out force control simultaneously with the position control of the arm and the tool.

현재 사용되고 있는 로봇은 대부분 위치제어 방식이 적용되고 있으나, 앞으로 로봇의 사용환경이 인간과 공존하는 환경으로 바뀌고, 단일 동작 기구로 다양한 작업을 수행하는 서비스 로봇으로서의 역할이 기대되면서 로봇의 구동방식이 실제적인 힘제어 방식으로 바뀌고 있으며, 이러한 점을 감안하여 로봇 분야에 적용되는 힘/토크 센서에 대한 관심이 점점 증가하고 있다.Most of the robots currently used are applied to position control methods, but the robot's driving environment is expected to change as the environment for use of robots coexists with humans in the future and to play a role as a service robot that performs various tasks with a single operation mechanism. It is changing to a conventional force control method, and accordingly, interest in force / torque sensors applied to the robot field is increasing.

따라서, 힘제어 방식의 로봇에서는 말단기구부에 작용하는 외력을 검출하는 힘/토크 센서가 중요한 역할을 수행하게 되므로, 앞으로 개발될 서비스형 로봇들의 핵심부품이 될 것이다.Therefore, in the force-controlled robot, the force / torque sensor for detecting an external force acting on the end mechanism plays an important role, which will be a key component of service robots to be developed in the future.

이와 같이, 로봇과 말단기구부(로봇 암에 장착되는 공구)에 작용하는 외력을 검출하는 기존의 힘-토크센서의 측정방법은 크게 스트레인게이지를 갖는 탄성체의 변형을 이용하는 방법, 압전체를 이용하는 방법, LVDT를 사용하여 스튜어트 플렛폼 기구를 이용하는 방법 등이 있다.As described above, the conventional measuring method of the force-torque sensor for detecting external force acting on the robot and the end mechanism (tool mounted on the robot arm) is to use the deformation of the elastic body having the strain gauge, the method using the piezoelectric body, and the LVDT. Using the Stewart platform apparatus.

첨부한 도 5는 스트레인 게이지를 갖는 탄성체 변형을 이용하는 방법에 적용되는 6축 힘-토크 센서를 나타내며, 도면부호 10은 말단기구부(공구)와 연결되는 공구연결체이고, 20은 로봇의 암 등에 연결되는 로봇연결체를 각각 나타낸다.FIG. 5 shows a six-axis force-torque sensor applied to a method using an elastic deformation with a strain gauge, reference numeral 10 denotes a tool connector connected to an end mechanism part (tool), and 20 denotes a robot arm or the like. Each robot connector is shown.

특히, 상기 공구연결체(10)의 외경과 로봇연결체(20)의 내경은 3개의 탄성빔(30)에 의하여 일체로 연결되는데, 각 탄성빔들은 일종의 토션빔과 같이 임의의 힘과 토크가 가해졌을 때 탄성 복원력을 가지면서 비틀리는 등 기계적으로 변형된다.In particular, the outer diameter of the tool connector 10 and the inner diameter of the robot connector 20 are integrally connected by three elastic beams 30, each of which has a certain force and torque, such as a kind of torsion beam When applied, it is mechanically deformed, such as twisting and having elastic restoring force.

이때, 상기 3개의 탄성빔(30)에는 탄성빔의 기계적 변형에 따른 힘과 토크를 측정하는 다수개의 스트레인게이지(32)가 부착된다.At this time, the three elastic beams 30 are attached to a plurality of strain gauges 32 for measuring the force and torque according to the mechanical deformation of the elastic beam.

이러한 종래의 6축 힘-토크 센서는 탄성빔 구조의 변화를 미리 예상하고 설계되어야 하며, 탄성 빔 구조에 부착되는 스트레인 게이지의 성능에 따라서 전체 센서의 감도가 결정되는 구조라고 할 수 있다.The conventional six-axis force-torque sensor has to be designed in anticipation of a change in the elastic beam structure in advance, and it can be said that the sensitivity of the entire sensor is determined according to the performance of the strain gauge attached to the elastic beam structure.

종래의 6축 힘-토크 센서는 임의의 힘과 토크가 가해졌을 때 세 방향의 힘 성분(Fx, Fy, Fz)과 세 방향의 토크 성분(Mx, My, Mz)과 같은, 힘과 토크의 크기 및 방향을 동시에 측정할 수 있는 센서로서, 각 방향의 힘과 토크 성분이 상호 연관되어 있으므로, 측정의 정밀도를 향상시키기 위하여 탄성빔에 고가의 실리콘 스트레인게이지를 부착하여 사용하고 있다.Conventional six-axis force-torque sensors have a range of forces and torques, such as three-way force components (Fx, Fy, Fz) and three-way torque components (Mx, My, Mz) when arbitrary forces and torques are applied. As a sensor that can measure the size and direction at the same time, since the force and torque components in each direction are correlated with each other, an expensive silicon strain gauge is attached to the elastic beam to improve measurement accuracy.

그러나, 고가의 실리콘 스트레인게이지는 온도나 환경에 따른 성능 변화가 심하여 결과값의 오차가 심하고, 이에 오차 보정을 위한 별도의 로직 회로들이 포함되어야 하는 문제점이 있고, 또한 탄성빔의 크기가 스트레인 게이지가 부착될 정도로 한정되어 센서 크기를 소형화시키는데 한계가 있다.
However, the expensive silicon strain gauge has a problem that the error of the result value is severe due to the severe performance change according to the temperature or the environment, and this requires that separate logic circuits for error correction are included, and that the strain gauge of the elastic beam There is a limit to miniaturization of the sensor size because it is limited enough to be attached.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 스트레인 게이지의 변형을 측정하기 위한 공간 확보를 위하여 탄성빔의 크기를 줄이지 못하여 종래의 센서 전체 크기가 어느 한계 이상으로 소형화되지 못하는 점을 해결하고자, 스트레인 게이지 대신에 정전용량을 측정할 수 있는 구조로 개선하여 탄성빔의 크기 축소와 함께 전체 센서 크기를 소형화시킬 수 있도록 한 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above, to solve the problem that the overall size of the conventional sensor is not miniaturized more than a certain limit because it does not reduce the size of the elastic beam in order to secure space for measuring the strain of the strain gauge. In order to provide a small 6-axis force-torque sensor with a capacitive measurement method, it is possible to reduce the size of the elastic beam and reduce the size of the entire sensor by improving the structure to measure the capacitance instead of the strain gauge. have.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 말단기구부(공구)와 연결되는 공구연결체와, 로봇의 암에 연결되는 로봇연결체와, 공구연결체의 외경과 로봇연결체의 내경 간에 연결되는 다수개의 탄성빔을 포함하되, 상기 탄성빔의 외끝단과 인접하는 로봇연결체의 내주부위에 외부슬릿을 관통 형성하는 동시에 탄성빔의 내끝단과 인접하는 공구연결체의 외주부위에 내부슬릿을 관통 형성하여, 탄성빔의 길이를 외부슬릿과 내부슬릿 사이 구간으로 축소 한정시키고, 상기 로봇연결체와 공구연결체 간에 정전용량 측정수단을 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a tool connector connected to the end mechanism (tool), a robot connector connected to the arm of the robot, a plurality of connected between the outer diameter of the tool connector and the inner diameter of the robot connector Including an elastic beam, the outer slit penetrates the inner circumferential portion of the robot connector adjacent to the outer end of the elastic beam, and simultaneously forms an inner slit through the outer circumferential portion of the tool connector adjacent to the inner end of the elastic beam. In addition, the six-axis force-torque of the capacitive measurement method is characterized by reducing the length of the elastic beam to a section between the outer slit and the inner slit, and mounting a capacitance measuring means between the robot connector and the tool connector. Provide a sensor.

바람직하게는, 상기 정전용량 측정수단은: 로봇연결체의 전후면에 일체로 장착되어 공구연결체의 테두리 영역까지 연장되는 커버와; 상기 커버의 내면과, 이와 마주보는 공구연결체의 테두리 영역 전후면에 부착된 정전용량 측정용 전극; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the capacitance measuring means includes: a cover integrally mounted on the front and rear surfaces of the robot connector and extending to the edge region of the tool connector; An electrode for capacitive measurement attached to an inner surface of the cover and front and rear surfaces of an edge region of the tool connector facing the cover; .

또한, 상기 정전용량 측정용 전극은 평평한 플레이트 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the capacitance measuring electrode is characterized in that formed in a flat plate shape.

또한, 상기 정전용량 측정용 전극은 빗살 구조 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the capacitance measuring electrode is characterized in that formed in the form of a comb structure.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

본 발명에 따르면, 로봇연결체와 공구연결체 간에 스트레인 게이지 대신에 정전용량을 측정할 수 있는 수단을 장착하여, 탄성빔의 길이를 크게 줄일 수 있고, 결국 전체 센서 크기를 소형화시킬 수 있다.According to the present invention, by mounting means for measuring the capacitance instead of the strain gauge between the robot connector and the tool connector, it is possible to significantly reduce the length of the elastic beam, and eventually to reduce the size of the overall sensor.

즉, 기존에는 스트레인 게이지의 변형을 측정하기 위한 공간 확보를 위하여 탄성빔의 크기를 줄이지 못하였지만, 정전용량 측정수단을 설치함에 따라 탄성빔의 크기 축소와 함께 전체 센서 크기를 소형화시킬 수 있다.
That is, in the past, the size of the elastic beam could not be reduced in order to secure a space for measuring the strain of the strain gauge. However, by installing the capacitance measuring means, the overall size of the sensor can be reduced along with the size of the elastic beam.

도 1은 본 발명에 따른 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서를 기존 센서와 대비하여 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서를 기존 센서와 대비하여 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 소형 6축 힘-토크 센서에 정전용량 측정수단이 부착된 일 실시예를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 소형 6축 힘-토크 센서에 정전용량 측정수단이 부착된 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 5는 종래의 6축 힘-토크 센서를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a small six-axis force-torque sensor of the capacitance measurement method according to the present invention in comparison with the existing sensor,
Figure 2 is a cross-sectional view showing a small six-axis force-torque sensor of the capacitance measurement method according to the present invention in comparison with the existing sensor,
3 is a cross-sectional view showing an embodiment in which the capacitance measuring means is attached to a small six-axis force-torque sensor according to the present invention;
Figure 4 is a cross-sectional view showing another embodiment in which the capacitance measuring means is attached to a small six-axis force-torque sensor according to the present invention.
5 is a perspective view showing a conventional six-axis force-torque sensor.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 로봇연결체와 공구연결체 간에 스트레인 게이지 대신에 정전용량을 측정할 수 있는 수단을 장착할 수 있도록 함으로써, 기존의 센서에 적용되던 탄성빔의 길이를 크게 줄일 수 있고, 전체적인 센서 크기를 소형화시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention can be equipped with a means for measuring the capacitance instead of the strain gauge between the robot connector and the tool connector, it can significantly reduce the length of the elastic beam applied to the existing sensor, and reduce the overall sensor size The main focus is on miniaturization.

첨부한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 6축 힘-토크 센서는 말단기구부(공구)와 연결되는 공구연결체(10)와, 로봇의 암 등에 연결되는 로봇연결체(20)를 포함하고, 공구연결체(10)의 외경과 로봇연결체(20)의 내경 간에 기존 대비 축소된 길이를 갖는 3개의 탄성빔(30)에 의하여 일체로 연결된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the six-axis force-torque sensor according to the present invention includes a tool connector 10 connected to an end mechanism part (tool), and a robot connector connected to an arm of a robot ( 20, and integrally connected by the three elastic beams 30 having a reduced length compared to the existing diameter between the outer diameter of the tool connector 10 and the inner diameter of the robot connector (20).

본 발명의 탄성빔(30)들은 그 길이가 축소됨에 따라 일종의 토션빔과 같이 임의의 힘과 토크가 가해졌을 때 탄성 복원력을 가지면서 비틀리는 등 기계적인 변형이 미세하기 때문에 힘과 토크를 측정하는 방식을 정전용량 방식으로 적용하게 된다.As the elastic beam 30 of the present invention is reduced in length, it is a kind of torsion beam, which is a kind of torsion beam. The method is applied to the capacitive method.

기존의 센서는 스트레인 게이지의 변형을 측정하기 위한 공간 확보를 위하여 탄성빔의 크기를 줄이지 못하여 센서 전체 크기가 어느 한계 이상으로 소형화되지 못하는 점이 있지만, 본 발명은 스트레인 게이지가 붙는 탄성빔의 길이를 짧게 함으로써 전체적인 센서의 크기를 줄일 수 있다.Conventional sensors do not reduce the size of the elastic beam in order to secure a space for measuring strain of the strain gauge, so that the overall size of the sensor does not become smaller than a certain limit, but the present invention is to shorten the length of the elastic beam attached to the strain gauge This can reduce the overall size of the sensor.

따라서, 상기 탄성빔(30)의 외끝단과 인접하는 로봇연결체(20)의 내주부위에 외부슬릿(22)을 관통 형성하는 동시에 탄성빔(30)의 내끝단과 인접하는 공구연결체(10)의 외주부위에 내부슬릿(12)을 관통 형성함으로써, 외부슬릿(22)과 내부슬릿(12) 사이 구간이 축소된 길이를 갖는 탄성빔(30)이 된다.Therefore, the tool slit 10 adjacent to the inner end of the elastic beam 30 while simultaneously forming the outer slit 22 through the inner circumferential portion of the robot connector 20 adjacent to the outer end of the elastic beam 30. By forming the inner slit 12 through the outer circumferential portion of the), the section between the outer slit 22 and the inner slit 12 becomes an elastic beam 30 having a reduced length.

이렇게 탄성빔(30)의 길이를 축소시키면서, 그 양단부에 외부 슬릿(22)과 내부 슬릿(12)이 관통된 상태로 위치됨에 따라, 탄성빔(30)의 탄성 변형을 유도할 수 있다.As the length of the elastic beam 30 is reduced, the outer slit 22 and the inner slit 12 are positioned at both ends thereof, and thus the elastic deformation of the elastic beam 30 can be induced.

위와 같이, 탄성빔의 길이를 짧게한 경우는 전체적인 센서의 사이즈는 줄이는 것이 가능하지만, 상대적으로 길이방향의 측정에는 어려움이 생길 수 밖에 없으며, 따라서 미세한 변화에 민감성을 가지는 정전용량 방식으로의 측정을 적용하는 것이 유리하다.As described above, when the length of the elastic beam is shortened, the overall size of the sensor can be reduced, but the measurement in the longitudinal direction is inevitably difficult, and thus the measurement by the capacitive method having sensitivity to minute changes is performed. It is advantageous to apply.

본 발명의 탄성빔(30)들은 그 길이가 축소됨에 따라 일종의 토션빔과 같이 임의의 힘과 토크가 가해졌을 때 탄성 복원력을 가지면서 비틀리는 등의 기계적인 변형이 미세하기 때문에 힘과 토크를 측정하는 방식을 정전용량 방식으로 적용하게 된다.As the elastic beams 30 of the present invention are reduced in length, a force and torque are measured because the mechanical deformation, such as twisting, has a resilient restoring force when a certain force and torque are applied, such as a kind of torsion beam. This method is applied to the capacitive method.

이를 위해, 상기 로봇연결체(20)와 공구연결체(10) 간에 정전용량 측정수단(40)이 부가적으로 장착된다.To this end, the capacitance measuring means 40 is additionally mounted between the robot connector 20 and the tool connector 10.

상기 정전용량 측정수단(40)의 일 구성으로서, 로봇연결체(20)의 전후면에 일체로 장착되어 공구연결체(10)의 테두리 영역까지 연장되는 커버(42)를 포함하는 바, 이 커버(42)는 정전용량의 변화를 측정하기 위하여 주어진 힘, 토크에 대하여 상대적인 위치 변화를 유도하고자 채택된 것이며, 또한 상기 커버(42)는 로봇연결체(20)이 일체가 되면서 공구연결체(10)의 영역까지 외팔보 형태로 연장된다.As a configuration of the capacitance measuring means 40, the cover includes a cover 42 which is integrally mounted on the front and rear surfaces of the robot connector 20 and extends to the edge region of the tool connector 10, the cover. 42 is adopted to induce a change in position relative to a given force and torque in order to measure the change in capacitance, and the cover 42 is a tool connector 10 while the robot connector 20 is integrated. Extends in the form of cantilever beams up to

이때, 상기 커버(42)의 내면과, 이와 마주보는 공구연결체(10)의 테두리 영역 전후면에는 상대적인 위치 변화를 감지하여 정전용량의 변화를 측정하기 위한 정전용량 측정용 전극(44)이 각각 부착된다.At this time, the inner surface of the cover 42 and the front and rear surfaces of the edge region of the tool connecting body 10 facing the capacitive measurement electrode 44 for measuring the change in capacitance by detecting a relative position change, respectively Attached.

상기 정전용량 측정용 전극(44)은 평평한 평면형 전극으로 채택되거나, 측정 감도 향상을 위하여 서로 지그 재그 형태로 마주보는 한 빗살 구조 형태의 전극으로 채택될 수 있다.The capacitance measuring electrode 44 may be adopted as a flat planar electrode or as an electrode having a comb-tooth structure facing each other in a zigzag form to improve measurement sensitivity.

따라서, 상기 공구연결체(10)와 로봇연결체(20)에 힘이 작용하여, 탄성빔(30)에 미세한 탄성 변형이 일어날 때, 상기 커버(42)의 내면과 이와 마주보는 공구연결체(10)의 테두리 영역 전후면에 부착된 정전용량 측정용 전극(44)이 상대적인 위치 변화를 하게 되고, 이때의 상대적인 위치 변화를 감지하여 정전용량의 변화를 측정할 수 있으며, 또한 측정된 정전용량 변화값이 제어기로 전송되어 공구 연결체 및 로봇 연결체에 작용하는 힘과 토크로 환산 계산될 수 있다.Therefore, when a force acts on the tool connecting body 10 and the robot connecting body 20 so that a minute elastic deformation occurs in the elastic beam 30, the inner surface of the cover 42 and the tool connecting body facing the same ( The capacitance measuring electrode 44 attached to the front and rear of the edge region of 10) changes relative position, and the change in capacitance can be measured by detecting the relative position change at this time, and the measured capacitance change Values can be transferred to the controller and converted into forces and torques acting on the tool and robotic connections.

이와 같이, 기존의 6축 힘-토크 센서는 토크 센서에 작용하는 힘에 의한 변형을 스트레인 게이지를 통하여 직접 그 변화를 계측하여 측정하였지만, 이에 반하여 정전용량 측정용 전극의 상대적 위치변화에 따른 정전용량 변화값을 측정하도록 함으로써, 센서의 측정 정밀도를 높이는 동시에 전체 센서의 소형화가 가능한 잇점을 제공할 수 있다.
As described above, the conventional 6-axis force-torque sensor measures the change due to the force acting on the torque sensor by directly measuring the change through the strain gauge, but on the contrary, the capacitance due to the relative position change of the electrode for measuring the capacitance By measuring the change value, it is possible to increase the measurement accuracy of the sensor and at the same time provide an advantage that can be miniaturized the entire sensor.

10 : 공구연결체
12 : 내부슬릿
20 : 로봇연결체
22 : 외부슬릿
30 : 탄성빔
32 : 스트레인 게이지
40 : 정전용량 측정수단
42 : 커버
44 : 정전용량 측정용 전극10: Tool connector
12: inner slit
20: robot connector
22: outside slit
30: elastic beam
32: strain gauge
40: capacitance measuring means
42: cover
44 electrode for measuring capacitance

Claims (4)

말단기구부(공구)와 연결되는 공구연결체(10)와, 로봇의 암에 연결되는 로봇연결체(20)와, 공구연결체(10)의 외경과 로봇연결체(20)의 내경 간에 연결되는 다수개의 탄성빔(30)을 포함하되, 상기 탄성빔(30)의 외끝단과 인접하는 로봇연결체(20)의 내주부위에 외부슬릿(22)을 관통 형성하는 동시에 탄성빔(30)의 내끝단과 인접하는 공구연결체(10)의 외주부위에 내부슬릿(12)을 관통 형성하여, 탄성빔(30)의 길이를 외부슬릿(22)과 내부슬릿(12) 사이 구간으로 축소 한정시키고, 상기 로봇연결체(20)와 공구연결체(10) 간에 정전용량 측정수단(40)을 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서.
The tool connector 10 is connected to the terminal mechanism (tool), the robot connector 20 is connected to the arm of the robot, the outer diameter of the tool connector 10 and the inner diameter of the robot connector 20 is connected It includes a plurality of elastic beams 30, the outer slit 22 is formed through the inner peripheral portion of the robot connector 20 adjacent to the outer end of the elastic beam 30 and at the same time inside the elastic beam 30 By forming the inner slit 12 through the outer circumferential portion of the tool connecting body 10 adjacent to the end, and narrows the length of the elastic beam 30 to the section between the outer slit 22 and the inner slit 12, Small 6-axis force-torque sensor of the capacitive measurement method characterized in that by mounting the capacitance measuring means 40 between the robot connector 20 and the tool connector (10).
청구항 1에 있어서,
상기 정전용량 측정수단(40)은:
로봇연결체(20)의 전후면에 일체로 장착되어 공구연결체(10)의 테두리 영역까지 연장되는 커버(42)와;
상기 커버(42)의 내면과, 이와 마주보는 공구연결체(10)의 테두리 영역 전후면에 부착된 정전용량 측정용 전극(44);
으로 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서.
The method according to claim 1,
The capacitance measuring means 40 is:
A cover 42 integrally mounted to the front and rear surfaces of the robot connecting body 20 and extending to the edge region of the tool connecting body 10;
An electrode 44 for capacitance measurement attached to an inner surface of the cover 42 and front and rear surfaces of an edge region of the tool connector 10 facing the cover 42;
Small six-axis force-torque sensor of the capacitive measurement method, characterized in that consisting of.
청구항 2에 있어서,
상기 정전용량 측정용 전극(44)은 평평한 평면형 전극으로 채택된 것을 특징으로 하는 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서.
The method according to claim 2,
The capacitance measuring electrode (44) is a small six-axis force-torque sensor of the capacitance measurement method, characterized in that adopted as a flat planar electrode.
청구항 2에 있어서,
상기 정전용량 측정용 전극(44)은 감도 향상을 위한 빗살 구조 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량 측정 방식의 소형 6축 힘-토크 센서.The method according to claim 2,
The capacitance measuring electrode 44 is a small six-axis force-torque sensor of the capacitance measuring method, characterized in that formed in the form of a comb structure for improving sensitivity.
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