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WO2025183398A1 - Force-torque sensor and robot - Google Patents

Force-torque sensor and robot

Info

Publication number
WO2025183398A1
WO2025183398A1 PCT/KR2025/002303 KR2025002303W WO2025183398A1 WO 2025183398 A1 WO2025183398 A1 WO 2025183398A1 KR 2025002303 W KR2025002303 W KR 2025002303W WO 2025183398 A1 WO2025183398 A1 WO 2025183398A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carrier
lead
force
torque sensor
base
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
PCT/KR2025/002303
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김대영
문영섭
김민환
고현지
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Innotek Co Ltd
Original Assignee
LG Innotek Co Ltd
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
Application filed by LG Innotek Co Ltd filed Critical LG Innotek Co Ltd
Publication of WO2025183398A1 publication Critical patent/WO2025183398A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/165Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in capacitance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/106Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving electrostatic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0028Force sensors associated with force applying means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0076Force sensors associated with manufacturing machines
    • G01L5/009Force sensors associated with material gripping devices

Definitions

  • the present embodiment relates to a force-torque sensor.
  • Robots are used in a variety of fields, including industry, medicine, service, and other fields, and their scope of application is constantly expanding. To improve the performance and ensure safety of robotic systems, accurate monitoring and control of robot movements are essential. In particular, the forces and torques generated when a robot interacts with its environment or handles objects are crucial information.
  • Patent Document 1 KR 10-2023-0123723 A
  • the present embodiment seeks to provide a force-torque sensor capable of measuring z-axis force and torque force separately.
  • a force-torque sensor comprises: a base; a lead disposed on the base; and a first carrier and a second carrier disposed between the base and the lead, wherein when the lead is pressed in a first axial direction, the lead, the first carrier, and the second carrier move in the first axial direction with respect to the base, and when the lead is pressed in a first circumferential direction centered on the first axis, the lead can move in the first circumferential direction with respect to the first carrier.
  • the lead and the first carrier can move relative to the second carrier.
  • the lead and the first carrier can move relative to the second carrier.
  • the lead and the first carrier can move relative to the second carrier.
  • the above lead may include a flange portion and a carrier portion connected to the flange portion through a first elastic member.
  • the force-torque sensor includes a first ball disposed between the lead and the first carrier, at least one of the lead and the first carrier includes a first rail on which the first ball is disposed, and the first rail can extend in the first circumferential direction.
  • the force-torque sensor may include a second ball disposed between the first carrier and the second carrier.
  • the force-torque sensor includes a first ball disposed between the lead and the first carrier; and a second ball disposed between the first carrier and the second carrier, wherein at least a portion of the first ball can overlap the second ball in the first axial direction.
  • the force-torque sensor may include a first magnet disposed on one of the second carrier and the base; and a first sensor disposed on the other of the second carrier and the base and detecting the first magnet.
  • the force-torque sensor may include a second magnet disposed on one of the lead and the base; and a second sensor disposed on the other of the lead and the base and detecting the second magnet.
  • the force-torque sensor may include a second elastic member connecting the carrier portion of the lead and the first carrier; a third elastic member connecting the first carrier and the second carrier; and a fourth elastic member connecting the second carrier and the base.
  • the force-torque sensor may include a capacitance sensor that measures a change in capacitance between the lead and the base or between the second carrier and the base.
  • the force-torque sensor may include a man-power magnet disposed on one of the lead, the first carrier, the second carrier, and the base; and a yoke disposed on another of the lead, the first carrier, the second carrier, and the base, on which man-power acts with the man-power magnet.
  • the robot according to the present embodiment may include the force-torque sensor.
  • the force-torque sensor according to this embodiment can measure Z-axis force and torque force separately. This minimizes the influence of noise due to crosstalk on the detection values for each axis. In other words, the measurement accuracy of the force-torque sensor can be improved.
  • Figure 1 is a perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1.
  • Figure 3 is a B-B cross-sectional view of Figure 1.
  • Figures 4 and 5 are cross-sectional views of the force-torque sensor according to the present embodiment, cut perpendicular to the z-axis and viewed from above.
  • Figure 6 is an exploded perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 7 is an exploded perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment viewed from a different direction than Fig. 6.
  • Fig. 9 is a perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment, with the lead and carrier omitted.
  • FIG. 12 is a bottom perspective view illustrating the lead and carrier and related configuration of the force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 13 is a bottom perspective view of Fig. 12 with the second carrier and related components omitted.
  • Fig. 14 is a bottom perspective view showing the first carrier and related configuration of the force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 15 is a side view illustrating a first carrier of a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 16 is a drawing for explaining when a force in the z-axis direction is applied to a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 17 is a drawing for explaining when a roll direction force is applied to a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 18 is a drawing for explaining when forces in the x-axis direction, y-axis direction, yaw direction, and pitch direction are applied to the force-torque sensor according to the present embodiment.
  • a component when a component is described as being 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, it may include not only cases where the component is 'connected', 'coupled', or 'connected' directly to the other component, but also cases where the component is 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between the component and the other component.
  • “above” or “below” when described as being formed or arranged “above” or “below” each component, “above” or “below” includes not only cases where the two components are in direct contact with each other, but also cases where one or more other components are formed or arranged between the two components. Furthermore, when expressed as “above” or “below,” the meaning may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
  • the base (100) may be referred to as a “fixed part”.
  • the lead (200), the first carrier (310), and the second carrier (320) may be referred to as “moving parts.”
  • one of the lead (200), the first carrier (310), and the second carrier (320) may be referred to as the “first moving part,” the other may be referred to as the “second moving part,” and the other may be referred to as the “third moving part.”
  • one of the upper rail (230), the upper rail (311a), the lower rail (312a), and the lower rail (321) may be referred to as the “first rail,” the other may be referred to as the “second rail,” the other may be referred to as the “third rail,” and the other may be referred to as the “fourth rail.”
  • any two configurations of the upper rail (230), the upper rail (311a), the lower rail (312a), and the lower rail (321) may be collectively referred to as the “first rail,” etc.
  • one of the z-axis magnet (610) and the side magnet (630) may be referred to as the “first magnet” and the other may be referred to as the “second magnet.”
  • one of the z-axis sensor (620) and the side sensor (640) may be referred to as a “first sensor” and the other may be referred to as a “second sensor.”
  • one of the z-axis, x-axis, and y-axis may be referred to as the “first axis,” the other as the “second axis,” and the other as the “third axis.”
  • first circumferential direction another may be referred to as a “second circumferential direction”
  • second circumferential direction another may be referred to as a “third circumferential direction.”
  • roll direction, yaw direction, and pitch direction may be referred to as “first to third directions.”
  • Fig. 1 is a perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 2 is an A-A cross-sectional view of Fig. 1.
  • Fig. 3 is a B-B cross-sectional view of Fig. 1.
  • Figs. 4 and 5 are cross-sectional views of the force-torque sensor according to the present embodiment when cut perpendicular to the z-axis and viewed from above.
  • Fig. 6 is an exploded perspective view of the force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 7 is an exploded perspective view of the force-torque sensor according to the present embodiment when viewed from a different direction from Fig. 6.
  • Fig. 1 is a perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 2 is an A-A cross-sectional view of Fig. 1.
  • Fig. 3 is a B-B cross-sectional view of Fig. 1.
  • Fig. 8 is a perspective view of the force-torque sensor according to the present embodiment with the flange portion of the lead omitted.
  • Fig. 9 is a perspective view of the force-torque sensor according to the present embodiment with the lead and carrier omitted.
  • Fig. 10 is a perspective view illustrating a carrier and related components of the force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 11 is a perspective view of Fig. 10 with the carrier portion of the lead omitted.
  • Fig. 12 is a bottom perspective view illustrating the lead and carrier and related components of the force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 13 is a bottom perspective view of Fig. 12 with the second carrier and related components omitted.
  • Fig. 14 is a bottom perspective view illustrating the first carrier and related components of the force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 15 is a side view illustrating the first carrier of the force-torque sensor according to the present embodiment
  • a force-torque sensor can be used to detect and measure forces and torques applied to a robot in real time.
  • a force-torque sensor can detect a force applied to the force-torque sensor.
  • a force-torque sensor can measure a force applied to the force-torque sensor.
  • a force-torque sensor can detect a torque applied to the force-torque sensor.
  • a force-torque sensor can measure a torque applied to the force-torque sensor.
  • a force-torque sensor can be a six-axis force-torque sensor.
  • a force-torque sensor can detect and measure forces in six directions, namely the x-axis, y-axis, z-axis, yaw, pitch, and roll directions.
  • a force-torque sensor can be a finger sensor of a robot.
  • a force-torque sensor may include a fixed part.
  • the fixed part may be a part that is relatively fixed when the moving part moves, as distinguished from the moving part.
  • a force-torque sensor may include a base (100).
  • a fixing member may include the base (100).
  • a lead (200) may be disposed on the base (100). At least a portion of the lead (200) may be accommodated on the base (100).
  • a first carrier (310) may be disposed on the base (100). At least a portion of the first carrier (310) may be accommodated on the base (100).
  • a second carrier (320) may be disposed on the base (100). At least a portion of the second carrier (320) may be accommodated on the base (100).
  • a ball may be disposed on the base (100).
  • An elastic member may be disposed on the base (100).
  • a sensing structure may be disposed on the base (100).
  • the base (100) may be formed in a cylindrical shape with an open top. As a variation, the base (100) may be formed in the shape of a square pillar with an open top.
  • the base (100) may include a lower plate (110).
  • the lower plate (110) may be a base plate.
  • the lower plate (110) may be a bottom plate.
  • the lower plate (110) may include a hole (111).
  • the hole (111) may be hollow.
  • the lower plate (110) may be formed in a circular shape. Alternatively, the lower plate (110) may be formed in a square shape.
  • the base (100) may include a side plate (120).
  • the side plate (120) may extend from the lower plate (110).
  • the side plate (120) may extend upward from the lower plate (110).
  • the side plate (120) may be formed in a circular ring shape when viewed from above. Alternatively, the side plate (120) may be formed in a square ring shape when viewed from above.
  • the force-torque sensor may include a moving part.
  • the moving part may be a part that moves in response to an external force. That is, the moving part can move relative to the fixed part when an external force is applied to the force-torque sensor.
  • the force-torque sensor may include a roll moving unit.
  • the roll moving unit may move in the roll direction.
  • the roll moving unit may rotate in the roll direction.
  • the force-torque sensor may include a lead (200).
  • the lead (200) may be disposed on the base (100).
  • the lead (200) may be disposed on the base (100). At least a portion of the lead (200) may be disposed within the base (100). At least a portion of the lead (200) may be accommodated in the base (100).
  • the lead (200) may be movably disposed on the base (100).
  • the lead (200) may be movable in the roll direction.
  • the lead (200) may be movable relative to the base (100).
  • the lead (200) may be movable relative to the first carrier (310).
  • the lead (200) may be movable relative to the second carrier (320).
  • the lead (200) may include a flange portion (210).
  • the flange portion (210) may be formed in a flange shape.
  • the flange portion (210) may be formed in a plate shape.
  • the flange portion (210) may be a portion to which an external force is applied.
  • the flange portion (210) may be disposed on the base (100).
  • the flange portion (210) may be disposed on the upper side of the base (100).
  • the flange portion (210) may be disposed spaced apart from the base (100).
  • the flange portion (210) may be formed in a circular shape. As a variation, the flange portion (210) may be formed in a square shape.
  • the flange portion (210) may include a first hole (211).
  • the first hole (211) may be hollow.
  • the flange portion (210) may include a second hole (212).
  • the second hole (212) may be a joining hole.
  • the second hole (212) may include a plurality of holes. Screws or the like that are joined to other components of the robot may be assembled into the second hole (212).
  • the lead (200) may include a carrier portion (220).
  • the carrier portion (220) may be disposed below the flange portion (210).
  • the flange portion (210) may be disposed on the carrier portion (220).
  • the carrier portion (220) may be disposed spaced apart from the flange portion (210).
  • the carrier portion (220) may be connected to the flange portion (210) through a first elastic member (510).
  • the carrier portion (220) and the flange portion (210) may be elastically connected by the first elastic member (510).
  • the carrier portion (220) and the flange portion (210) may move together.
  • the carrier portion (220) and the flange portion (210) may move together in all directions.
  • the amount of movement of the carrier part (220) may be the same as the amount of movement of the flange part (210). However, as a variation, the amount of movement of the carrier part (220) and the amount of movement of the flange part (210) may be different.
  • the carrier portion (220) may be formed integrally with the flange portion (210). Through this, the carrier portion (220) may move integrally with the flange portion (210).
  • the lead (200) may include an upper rail (230).
  • the upper rail (230) may be an upper guide ball rail.
  • An upper guide ball (410) may be arranged on the upper rail (230).
  • the upper rail (230) may extend in the roll direction.
  • the upper rail (230) may guide the upper guide ball (410) to move in the roll direction.
  • the upper rail (230) may guide the upper guide ball (410) to rotate on the upper rail (230).
  • the upper rail (230) may be formed by a groove.
  • the upper rail (230) may include a groove.
  • the upper rail (230) may be a groove.
  • the force-torque sensor may include a tilting member.
  • the tilting member may be tiltable relative to a fixed member.
  • the tilting member may be a rotational member.
  • the force-torque sensor may include a first carrier (310).
  • the first carrier (310) may be disposed between the base (100) and the lid (200).
  • the first carrier (310) may be disposed within the base (100).
  • the first carrier (310) may be disposed on the base (100).
  • the first carrier (310) may be movably disposed on the base (100). At least a portion of the first carrier (310) may be accommodated in the base (100).
  • the first carrier (310) may be disposed on the lower side of the lid (200).
  • the first carrier (310) may be disposed on the lower side of the flange portion (210) of the lid (200).
  • the first carrier (310) may be placed on the inside of the lead (200).
  • the first carrier (310) may be placed on the inside of the carrier section (220) of the lead (200).
  • the first carrier (310) may be placed between the lead (200) and the second carrier (320).
  • the first carrier (310) can move in any direction except the roll direction.
  • the first carrier (310) can move relative to the base (100).
  • the first carrier (310) can move together with the lead (200) in any direction except the roll direction.
  • the first carrier (310) may include an upper flange portion (311).
  • the upper flange portion (311) may be disposed on a lower flange portion (312).
  • the first carrier (310) may include a lower flange portion (312).
  • the diameter of the upper flange portion (311) may be larger than the diameter of the lower flange portion (312).
  • the first carrier (310) may include a connecting portion (313).
  • the connecting portion (313) may connect the upper flange portion (311) and the lower flange portion (312).
  • the diameter of the connecting portion (313) may be smaller than the diameters of each of the upper flange portion (311) and the lower flange portion (312).
  • An upper guide ball (410) may be disposed on the upper flange portion (311).
  • a lower guide ball (420) may be disposed on the lower flange portion (312).
  • the upper flange portion (311), the lower flange portion (312), and the connection portion (313) can be formed integrally.
  • the upper flange portion (311), the lower flange portion (312), and the connection portion (313) can move integrally.
  • the first carrier (310) may include an upper rail (311a).
  • the upper flange portion (311) may include the upper rail (311a).
  • the upper rail (311a) may be an upper guide ball rail.
  • An upper guide ball (410) may be arranged on the upper rail (311a).
  • the upper rail (311a) may extend in the roll direction.
  • the upper rail (311a) may guide the upper guide ball (410) to move in the roll direction.
  • the upper rail (311a) may guide the upper guide ball (410) to rotate on the upper rail (311a).
  • the upper rail (311a) may be formed by a groove.
  • the upper rail (311a) may include a groove.
  • the upper rail (311a) may be a groove.
  • the first carrier (310) may include a lower rail (312a).
  • the lower flange portion (312) may include the lower rail (312a).
  • the lower rail (312a) may be a lower guide ball rail.
  • a lower guide ball (420) may be arranged on the lower rail (312a).
  • the lower rail (312a) may guide the lower guide ball (420) to rotate on the lower rail (312a).
  • the lower rail (312a) may guide the lower guide ball (420) to tilt on the lower rail (312a).
  • the lower rail (312a) may be formed by a groove.
  • the lower rail (312a) may include a groove.
  • the lower rail (312a) may be a groove.
  • the force-torque sensor may include a z-axis moving member.
  • the z-axis moving member may move in the z-axis direction.
  • the force-torque sensor may include a second carrier (320).
  • the second carrier (320) may be disposed between the base (100) and the lid (200).
  • the second carrier (320) may be disposed within the base (100).
  • the second carrier (320) may be disposed on the base (100).
  • the second carrier (320) may be movably disposed on the base (100). At least a portion of the second carrier (320) may be accommodated in the base (100).
  • the second carrier (320) may be disposed on the lower side of the lid (200).
  • the second carrier (320) may be disposed on the lower side of the flange portion (210) of the lid (200).
  • the second carrier (320) may be placed on the inside of the lead (200).
  • the second carrier (320) may be placed on the inside of the carrier portion (220) of the lead (200).
  • the second carrier (320) may be placed between the first carrier (310) and the base (100).
  • the second carrier (320) can move in the z-axis direction.
  • the second carrier (320) can move with respect to the base (100).
  • the second carrier (320) can move with respect to the base (100) in the z-axis direction.
  • the second carrier (320) can move only in the z-axis direction.
  • the second carrier (320) may include a lower rail (321).
  • the lower rail (321) may be a lower guide ball rail.
  • a lower guide ball (420) may be arranged on the lower rail (321).
  • the lower rail (321) may guide the lower guide ball (420) to rotate on the lower rail (321).
  • the lower rail (321) may guide the lower guide ball (420) to tilt on the lower rail (321).
  • the lower rail (321) may be formed by a groove.
  • the lower rail (321) may include a groove.
  • the lower rail (321) may be a groove.
  • the force-torque sensor may include a guide member.
  • the guide member may guide the movement of the moving member relative to the fixed member.
  • the force-torque sensor may include a ball.
  • the guide member may include a ball.
  • the ball may guide the movement of the moving part relative to the fixed part.
  • the ball may direct the movement of the moving part relative to the fixed part in a specific direction.
  • the ball may be formed of a ceramic ball.
  • the force-torque sensor may include an upper guide ball (410).
  • the upper guide ball (410) may be a roll guide ball.
  • the upper guide ball (410) may limit the movement of the lead (200) relative to the first carrier (310) in the roll direction.
  • the upper guide ball (410) may guide the movement of the lead (200) relative to the first carrier (310) in the roll direction.
  • the upper guide ball (410) may guide the lead (200) to move in the roll direction relative to the base (100).
  • the upper guide ball (410) may be disposed between the lead (200) and the first carrier (310).
  • the upper guide ball (410) may be disposed on the lead (200).
  • the upper guide ball (410) may be in contact with the lead (200).
  • the upper guide ball (410) may move along the lead (200).
  • the upper guide ball (410) may be disposed on the first carrier (310).
  • the upper guide ball (410) may be in contact with the first carrier (310).
  • the upper guide ball (410) may move along the first carrier (310).
  • the upper guide ball (410) may be disposed on the carrier portion (220) of the lead (200).
  • the upper guide ball (410) may be in contact with the carrier portion (220) of the lead (200).
  • the upper guide ball (410) can move along the carrier part (220) of the lead (200).
  • the upper guide ball (410) may be placed between the upper rail (230) of the lead (200) and the upper rail (311a) of the first carrier (310).
  • the upper guide ball (410) may be placed on the upper rail (230) of the lead (200).
  • the upper guide ball (410) may move along the upper rail (230) of the lead (200).
  • the upper guide ball (410) may be placed on the upper rail (311a) of the first carrier (310).
  • the upper guide ball (410) may move along the upper rail (311a) of the first carrier (310).
  • the upper guide ball (410) may include a plurality of balls. At least three upper guide balls (410) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. Four upper guide balls (410) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. Fifteen upper guide balls (410) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above.
  • the upper guide ball (410) may include a plurality of balls overlapping in the roll direction.
  • the upper guide balls (410) may be arranged in one layer in the z-axis direction. However, as a modification, the upper guide balls (410) may be arranged in multiple layers in the z-axis direction.
  • the force-torque sensor may include a lower guide ball (420).
  • the lower guide ball (420) may be a rotational guide ball.
  • the lower guide ball (420) may limit the movement of the first carrier (310) relative to the second carrier (320) in a rotational direction.
  • the lower guide ball (420) may guide the movement of the first carrier (310) relative to the second carrier (320) in a rotational direction.
  • the lower guide ball (420) may guide the first carrier (310) to rotate relative to the second carrier (320).
  • the lower guide ball (420) may be placed between the first carrier (310) and the second carrier (320).
  • the lower guide ball (420) may be placed on the first carrier (310).
  • the lower guide ball (420) may be in contact with the first carrier (310).
  • the lower guide ball (420) may move along the first carrier (310).
  • the lower guide ball (420) may be placed on the second carrier (320).
  • the lower guide ball (420) may be in contact with the second carrier (320).
  • the lower guide ball (420) may move along the second carrier (320).
  • the lower guide ball (420) may be placed between the lower rail (312a) of the first carrier (310) and the lower rail (321) of the second carrier (320).
  • the lower guide ball (420) may be placed on the lower rail (312a) of the first carrier (310).
  • the lower guide ball (420) may rotate on the lower rail (312a) of the first carrier (310).
  • the lower guide ball (420) may be placed on the lower rail (321) of the second carrier (320).
  • the lower guide ball (420) may rotate on the lower rail (321) of the second carrier (320).
  • the lower guide ball (420) may include multiple balls. At least three lower guide balls (420) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. Four lower guide balls (420) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. The lower guide balls (420) may be arranged in one layer in the z-axis direction.
  • At least a portion of the upper guide ball (410) may overlap the lower guide ball (420) in the z-axis direction.
  • the force-torque sensor may include a restoring member.
  • the restoring member can return the moving part to its original position when the external force acting on the force-torque sensor is removed.
  • the force-torque sensor may include a ball pressure member.
  • the ball pressure member may pressurize the upper guide ball (410) so that the upper guide ball (410) remains in contact with the lead (200) and the first carrier (310) without moving out of a preset position.
  • the ball pressure member may pressurize the lower guide ball (420) so that the lower guide ball (420) remains in contact with the first carrier (310) and the second carrier (320) without moving out of a preset position.
  • the force-torque sensor may include an elastic member.
  • the restoring member may include an elastic member.
  • the ball pressurizing member may include an elastic member.
  • the elastic member may move the moving member to its original position when the external force applied thereto is removed.
  • the elastic member may maintain the ball's pressurized state.
  • the elastic member may include a spring.
  • the elastic member may have elasticity.
  • the elastic member may have an elastic restoring force.
  • the force-torque sensor may include a first elastic member (510).
  • the first elastic member (510) may include a spring.
  • the first elastic member (510) may connect a flange portion (210) of a lead (200) and a carrier portion (220) of the lead (200).
  • the first elastic member (510) may elastically connect the flange portion (210) of the lead (200) and the carrier portion (220) of the lead (200).
  • the first elastic member (510) may be coupled to the flange portion (210) of the lead (200).
  • the first elastic member (510) may be coupled to the carrier portion (220) of the lead (200).
  • the first elastic member (510) may be arranged parallel to the z-axis.
  • the force-torque sensor may include a second elastic member (520).
  • the second elastic member (520) may include a spring.
  • the second elastic member (520) may connect the carrier portion (220) of the lead (200) and the first carrier (310).
  • the second elastic member (520) may elastically connect the carrier portion (220) of the lead (200) and the first carrier (310).
  • the second elastic member (520) may connect the lead (200) and the first carrier (310).
  • the second elastic member (520) may be coupled to the carrier portion (220) of the lead (200).
  • the second elastic member (520) may be coupled to the first carrier (310).
  • the second elastic member (520) may be arranged perpendicular to the z-axis.
  • the second elastic member (520) can be combined with the lower surface of the carrier portion (220) of the lead (200) and the lower surface of the upper flange portion (311) of the first carrier (310).
  • the force-torque sensor may include a third elastic member (530).
  • the third elastic member (530) may include a spring.
  • the third elastic member (530) may connect the first carrier (310) and the second carrier (320).
  • the third elastic member (530) may elastically connect the first carrier (310) and the second carrier (320).
  • the third elastic member (530) may be coupled to the first carrier (310).
  • the third elastic member (530) may be coupled to the second carrier (320).
  • the third elastic member (530) may be arranged perpendicular to the z-axis.
  • the third elastic member (530) can be combined with the upper surface of the lower flange portion (312) of the first carrier (310) and the upper surface of the second carrier (320).
  • the force-torque sensor may include a fourth elastic member (540).
  • the fourth elastic member (540) may include a spring.
  • the fourth elastic member (540) may connect the second carrier (320) and the base (100).
  • the fourth elastic member (540) may elastically connect the second carrier (320) and the base (100).
  • the fourth elastic member (540) may be coupled to the second carrier (320).
  • the fourth elastic member (540) may be coupled to the base (100).
  • the fourth elastic member (540) may be arranged perpendicular to the z-axis.
  • the fourth elastic member (540) may be coupled to the bottom surface of the base (100) and the lower surface of the second carrier (320).
  • the base (100) may include a step to which the fourth elastic member (540) is coupled. The step may protrude from the bottom surface of the base (100).
  • the force-torque sensor may include a sensing member.
  • the sensing member may detect movement of a moving member relative to a fixed member.
  • the sensing member may measure the amount of movement of the moving member relative to the fixed member.
  • the sensing member may include a magnet and a Hall sensor.
  • the magnet may be disposed on one of the lead (200) and the base (100).
  • the sensor may be disposed on the other of the lead (200) and the base (100).
  • the magnet may be disposed on one of the second carrier (320) and the base (100).
  • the sensor may be disposed on the other of the second carrier (320) and the base (100).
  • the sensor may detect the magnet.
  • the sensor may be a Hall sensor.
  • the force-torque sensor may include a z-axis sensing element.
  • the z-axis sensing element may detect movement of the lead (200) in the z-axis direction.
  • the z-axis sensing element may measure the amount of movement of the lead (200) in the z-axis direction.
  • the force-torque sensor may include a z-axis magnet (610).
  • the z-axis magnet (610) may be disposed on the lower surface of the second carrier (320).
  • the z-axis magnet (610) may be disposed on the second carrier (320).
  • the z-axis magnet (610) may move together with the second carrier (320).
  • the force-torque sensor may include a z-axis sensor (620).
  • the z-axis sensor (620) may face the z-axis magnet (610).
  • the z-axis sensor (620) may be positioned at a position corresponding to the z-axis magnet (610).
  • the z-axis sensor (620) may be positioned on the lower plate (110) of the base (100).
  • the z-axis sensor (620) may be positioned on the base (100).
  • the z-axis sensor (620) can detect the z-axis magnet (610).
  • the z-axis sensor (620) can measure the amount of movement of the z-axis magnet (610).
  • the z-axis sensor (620) can detect the magnetic field of the z-axis magnet (610).
  • the z-axis sensor (620) can be a Hall sensor.
  • the z-axis magnet (610) may be placed on the base (100) and the z-axis sensor (620) may be placed on the second carrier (320).
  • the force-torque sensor may include a rotation sensing element.
  • the rotation sensing element may detect the rotation of the lead (200).
  • the rotation sensing element may measure the amount of rotation of the lead (200).
  • the force-torque sensor may include a side magnet (630).
  • the side magnet (630) may be disposed on the outer surface of the lead (200).
  • the side magnet (630) may be disposed on the lead (200).
  • the side magnet (630) may move together with the lead (200).
  • the side magnet (630) may be disposed on the carrier portion (220) of the lead (200).
  • the side magnet (630) may be placed on the base (100) and the side sensor (640) may be placed on the lead (200).
  • the side sensor (640) may include multiple sensors.
  • the side sensor (640) may include four sensors.
  • the side sensor (640) may include first to fourth sensors (641, 642, 643, 644).
  • the side sensor (640) may include a first side sensor (641), a second side sensor (642), a third side sensor (643), and a fourth side sensor (644) that detect the side magnet (630).
  • the first side sensor (641), the second side sensor (642), the third side sensor (643), and the fourth side sensor (644) may be arranged on the side plate (120) of the base (100).
  • the first side sensor (641) may be arranged on the upper side of the side magnet (630)
  • the second side sensor (642) may be arranged on the lower side of the side magnet (630)
  • the third side sensor (643) may be arranged on the left side of the side magnet (630)
  • the fourth side sensor (644) may be arranged on the right side of the side magnet (630).
  • the lead (200) when the lead (200) is pressed in the z-axis direction, the lead (200), the first carrier (310), and the second carrier (320) can move in the z-axis direction with respect to the base (100). That is, when the lead (200) moves in the z-axis direction, the first carrier (310) and the second carrier (320) can move integrally with the lead (200).
  • the lead (200) When the lead (200) is pressed in the roll direction centered on the z-axis, the lead (200) can move in the roll direction with respect to the first carrier (310).
  • the lead (200) and the first carrier (310) can move relative to the second carrier (320).
  • the lead (200) and the first carrier (310) can move relative to the second carrier (320).
  • a ball may be placed between the moving part or between the moving part and the fixed part.
  • the ball may be pressed by an elastic member.
  • the ball may be pressed by the attractive force between the magnet and the yoke.
  • the cross-section of the rail on which the ball is placed may be formed into a curved shape or a polygonal shape such as a triangle or square.
  • the force in the z-axis direction is measured separately from the force in other directions, thereby minimizing the occurrence of crosstalk. Furthermore, this embodiment can also simplify the structure.
  • the elasticity of one of the springs among the elastic members can be increased to design it to be stably supported in the initial position.
  • the force-torque sensor according to the modified example may have a difference in the sensing element from the present embodiment.
  • the force-torque sensor according to the modified example may include a coil instead of a magnet.
  • the force-torque sensor may include a coil.
  • the coil may be disposed on either the lead (200) or the base (100).
  • the sensor may be disposed on the other of the lead (200) or the base (100). Additionally, the coil may be disposed on either the second carrier (320) or the base (100).
  • the sensor may be disposed on the other of the second carrier (320) or the base (100).
  • the sensor may detect an electromagnetic field of the coil when current is applied to the coil.
  • the force-torque sensor may include a z-axis coil.
  • the z-axis coil may be disposed on the lower surface of the second carrier (320).
  • the z-axis coil may be disposed on the second carrier (320).
  • the z-axis coil may move together with the second carrier (320).
  • the force-torque sensor may include a side coil.
  • the side coil may be positioned on the outer surface of the lead (200).
  • the side coil may be positioned on the lead (200).
  • the side coil may move together with the lead (200).
  • the sensing element may be equipped with a capacitive sensor instead of a magnet and a Hall sensor.
  • the force-torque sensor may include a capacitance sensor that measures a change in capacitance between the lead (200) and the base (100) or between the second carrier (320) and the base (100).
  • a predetermined potential may be applied to the lead (200), and a different potential may be applied to the base (100).
  • a predetermined potential may be applied to the second carrier (320), and a different potential may be applied to the base (100).
  • the capacitance may change according to the movement of the lead (200) and the second carrier (320).
  • a capacitance sensor that detects this may be provided.
  • the ball press member may be provided with a man-power magnet and a yoke.
  • the manpower magnet may be placed on any one of the lead (200), the first carrier (310), the second carrier (320), and the base (100).
  • the yoke may be placed on another one of the lead (200), the first carrier (310), the second carrier (320), and the base (100) so that the manpower magnet and the manpower can act together.
  • the manpower magnet may be placed on any one of the lead (200) and the first carrier (310).
  • the yoke may be placed on the other one of the lead (200) and the first carrier (310) so that the manpower magnet and the manpower can act together.
  • the manpower magnet may be placed on any one of the lead (200) and the second carrier (320).
  • the yoke may be placed on the other one of the lead (200) and the second carrier (320) so that the manpower magnet and the manpower can act together.
  • Fig. 16 is a drawing for explaining when a force in the z-axis direction is applied to a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • Fig. 17 is a drawing for explaining when a roll direction force is applied to a force-torque sensor according to the present embodiment.
  • the lead (200) (see A of FIG. 17) can rotate or tilt around the z-axis (see B of FIG. 17).
  • the side sensor (640) arranged on the base (100) detects the side magnet (630) arranged on the lead (200), so that the amount of movement of the lead (200) can be measured. Through this, the force of the roll direction component of the external force applied to the lead (200) can be measured.
  • Fig. 18 is a drawing for explaining when forces in the x-axis direction, y-axis direction, yaw direction, and pitch direction are applied to the force-torque sensor according to the present embodiment.
  • the lead (200) and the first carrier (310) can be rotated or tilted around the x-axis as a whole (see A of FIG. 18) (see B of FIG. 18).
  • the side sensor (640) arranged on the base (100) can detect the side magnet (630) arranged on the lead (200) to measure the amount of movement of the lead (200).
  • the side sensor (640) can detect the movement of the first carrier (310).
  • the lead (200) and the first carrier (310) can be rotated or tilted integrally (see A of FIG. 18) around the y-axis (see C of FIG. 18).
  • the side sensor (640) arranged on the base (100) detects the side magnet (630) arranged on the lead (200), so that the amount of movement of the lead (200) can be measured.
  • the x-axis direction component and the pitch direction component of the external force applied to the lead (200) can be measured.
  • a robot may include a body.
  • the robot may include an arm connected to the body.
  • the arm of the robot may include a gripping portion.
  • the gripping portion may include, for example, a finger shape.
  • the force-torque sensor of the present embodiment may be disposed on the gripping portion of the arm.
  • the arm of the robot may include a joint.
  • the force-torque sensor of the present embodiment may be disposed on a joint of the arm.

Landscapes

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Abstract

The present invention relates to a force-torque sensor, the force-torque sensor according to an embodiment of the present invention comprising: a base; a lid disposed on top of the base; and first and second carriers disposed between the base and lid, the lid and first and second carriers moving in the first axial direction relative to the base when the lid is pressed in the first axial direction, and the lid moving in the first circumferential direction relative to the first carrier when the lid is pressed in the first circumferential direction with the first axis as the center.

Description

힘-토크 센서 및 로봇Force-torque sensors and robots

본 실시예는 힘-토크 센서에 관한 것이다.The present embodiment relates to a force-torque sensor.

로봇은 산업, 의료, 서비스 및 기타 다양한 분야에서 사용되며, 그 적용 범위는 점점 확대되고 있다. 로봇 시스템의 성능을 향상시키고 안전성을 확보하기 위해서는 로봇의 동작을 정확하게 모니터링하고 제어해야 한다. 특히 로봇이 환경과 상호작용하거나 물체를 다룰 때 발생하는 힘과 토크는 중요한 정보이다.Robots are used in a variety of fields, including industry, medicine, service, and other fields, and their scope of application is constantly expanding. To improve the performance and ensure safety of robotic systems, accurate monitoring and control of robot movements are essential. In particular, the forces and torques generated when a robot interacts with its environment or handles objects are crucial information.

종래의 로봇 센서 기술은 주로 위치, 속도 및 가속도 등의 운동 상태를 감지하는 데 초점을 맞추었다. 그러나 힘과 토크는 로봇의 상호작용과 작업 환경에 대한 정보를 제공하는 데 있어서 결정적인 역할을 한다. 힘-토크 센서는 로봇이 물체를 안전하게 집거나 조작하고 환경에 대응하는 데 필수적이다. 또한, 이러한 센서를 활용하여 로봇의 작업 효율성을 높이고 오작동을 예방할 수 있다.Conventional robot sensor technology has primarily focused on detecting motion states such as position, velocity, and acceleration. However, forces and torques play a crucial role in providing information about robot interactions and the working environment. Force-torque sensors are essential for robots to safely grasp and manipulate objects and respond to their environment. Furthermore, these sensors can be utilized to improve robot efficiency and prevent malfunctions.

종래의 힘-토크 센서는 가해지는 외력을 각 축의 힘으로 분리할 수 없어 동시에 입력을 받아 그 힘을 분해하기에, 각 축 별 감지값에 크로스 토크(cross talk)에 따른 노이즈가 섞이는 문제가 있다. 특히, z축과 토크(torque) 힘이 혼합될 때 노이즈가 커지는 문제가 있다.Conventional force-torque sensors cannot separate the applied external force into the forces of each axis. Instead, they receive input simultaneously and decompose the forces. This causes crosstalk noise to be mixed into the detection values for each axis. In particular, noise increases when the Z-axis and torque forces are mixed.

(특허문헌 1) KR 10-2023-0123723 A(Patent Document 1) KR 10-2023-0123723 A

본 실시예는 z축 힘과 토크 힘을 분리하여 측정 가능한 힘-토크 센서를 제공하고자 한다.The present embodiment seeks to provide a force-torque sensor capable of measuring z-axis force and torque force separately.

이를 통해, 로봇 제어 및 작업 프로세스를 향상시키고자 한다.Through this, we aim to improve robot control and work processes.

본 실시예에 따른 힘-토크 센서는 베이스; 상기 베이스 상에 배치되는 리드; 및 상기 베이스와 상기 리드 사이에 배치되는 제1캐리어와 제2캐리어를 포함하고, 상기 리드가 제1축 방향으로 가압되는 경우, 상기 리드와 상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어는 상기 베이스에 대해 상기 제1축 방향으로 이동하고, 상기 리드가 상기 제1축을 중심으로 하는 제1원주방향으로 가압되는 경우, 상기 리드는 상기 제1캐리어에 대해 상기 제1원주방향으로 이동할 수 있다.A force-torque sensor according to the present embodiment comprises: a base; a lead disposed on the base; and a first carrier and a second carrier disposed between the base and the lead, wherein when the lead is pressed in a first axial direction, the lead, the first carrier, and the second carrier move in the first axial direction with respect to the base, and when the lead is pressed in a first circumferential direction centered on the first axis, the lead can move in the first circumferential direction with respect to the first carrier.

상기 리드가 상기 제1축과 상기 제1원주방향이 아닌 다른 방향으로 가압되는 경우, 상기 리드와 상기 제1캐리어는 상기 제2캐리어에 대해 이동할 수 있다.When the lead is pressed in a direction other than the first axis and the first circumferential direction, the lead and the first carrier can move relative to the second carrier.

상기 리드가 상기 제1축에 수직한 제2축 방향 또는 상기 제1축과 상기 제2축 모두와 수직한 제3축 방향으로 가압되는 경우, 상기 리드와 상기 제1캐리어는 상기 제2캐리어에 대해 이동할 수 있다.When the lead is pressed in a second axis direction perpendicular to the first axis or in a third axis direction perpendicular to both the first axis and the second axis, the lead and the first carrier can move relative to the second carrier.

상기 리드가 상기 제2축을 중심으로 하는 제2원주방향 또는 상기 제3축을 중심으로 하는 제3원주방향으로 가압되는 경우, 상기 리드와 상기 제1캐리어는 상기 제2캐리어에 대해 이동할 수 있다.When the lead is pressed in a second circumferential direction centered on the second axis or in a third circumferential direction centered on the third axis, the lead and the first carrier can move relative to the second carrier.

상기 리드는 플랜지부와, 상기 플랜지부와 제1탄성부재를 통해 연결되는 캐리어부를 포함할 수 있다.The above lead may include a flange portion and a carrier portion connected to the flange portion through a first elastic member.

상기 힘-토크 센서는 상기 리드와 상기 제1캐리어 사이에 배치되는 제1볼을 포함하고, 상기 리드와 상기 제1캐리어 중 적어도 하나는 상기 제1볼이 배치되는 제1레일을 포함하고, 상기 제1레일은 상기 제1원주방향으로 연장될 수 있다.The force-torque sensor includes a first ball disposed between the lead and the first carrier, at least one of the lead and the first carrier includes a first rail on which the first ball is disposed, and the first rail can extend in the first circumferential direction.

상기 힘-토크 센서는 상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어 사이에 배치되는 제2볼을 포함할 수 있다.The force-torque sensor may include a second ball disposed between the first carrier and the second carrier.

상기 힘-토크 센서는 상기 리드와 상기 제1캐리어 사이에 배치되는 제1볼; 및 상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어 사이에 배치되는 제2볼을 포함하고, 상기 제1볼의 적어도 일부는 상기 제2볼과 상기 제1축 방향으로 중첩될 수 있다.The force-torque sensor includes a first ball disposed between the lead and the first carrier; and a second ball disposed between the first carrier and the second carrier, wherein at least a portion of the first ball can overlap the second ball in the first axial direction.

상기 힘-토크 센서는 상기 제2캐리어와 상기 베이스 중 어느 하나에 배치되는 제1마그넷; 및 상기 제2캐리어와 상기 베이스 중 다른 하나에 배치되고 상기 제1마그넷을 감지하는 제1센서를 포함할 수 있다.The force-torque sensor may include a first magnet disposed on one of the second carrier and the base; and a first sensor disposed on the other of the second carrier and the base and detecting the first magnet.

상기 힘-토크 센서는 상기 리드와 상기 베이스 중 어느 하나에 배치되는 제2마그넷; 및 상기 리드와 상기 베이스 중 다른 하나에 배치되고 상기 제2마그넷을 감지하는 제2센서를 포함할 수 있다.The force-torque sensor may include a second magnet disposed on one of the lead and the base; and a second sensor disposed on the other of the lead and the base and detecting the second magnet.

상기 힘-토크 센서는 상기 리드의 상기 캐리어부와 상기 제1캐리어를 연결하는 제2탄성부재; 상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어를 연결하는 제3탄성부재; 및 상기 제2캐리어와 상기 베이스를 연결하는 제4탄성부재를 포함할 수 있다.The force-torque sensor may include a second elastic member connecting the carrier portion of the lead and the first carrier; a third elastic member connecting the first carrier and the second carrier; and a fourth elastic member connecting the second carrier and the base.

상기 힘-토크 센서는 상기 캐리어와 상기 베이스 중 어느 하나에 배치되는 코일; 및 상기 캐리어와 상기 베이스 중 다른 하나에 배치되고 상기 코일에 전류가 인가되는 경우 상기 코일의 전자기장을 감지하는 센서를 포함할 수 있다.The force-torque sensor may include a coil disposed on one of the carrier and the base; and a sensor disposed on the other of the carrier and the base and detecting an electromagnetic field of the coil when current is applied to the coil.

상기 힘-토크 센서는 상기 리드와 상기 베이스 사이 또는 상기 제2캐리어와 상기 베이스 사이의 정전 용량의 변화를 측정하는 정전 용량 센서를 포함할 수 있다.The force-torque sensor may include a capacitance sensor that measures a change in capacitance between the lead and the base or between the second carrier and the base.

상기 힘-토크 센서는 상기 리드, 상기 제1캐리어, 상기 제2캐리어 및 상기 베이스 중 어느 하나에 배치되는 인력 마그넷; 및 상기 리드, 상기 제1캐리어, 상기 제2캐리어 및 상기 베이스 중 다른 하나에 배치되어 상기 인력 마그넷과 인력이 작용하는 요크를 포함할 수 있다.The force-torque sensor may include a man-power magnet disposed on one of the lead, the first carrier, the second carrier, and the base; and a yoke disposed on another of the lead, the first carrier, the second carrier, and the base, on which man-power acts with the man-power magnet.

본 실시예에 따른 로봇은 상기 힘-토크 센서를 포함할 수 있다.The robot according to the present embodiment may include the force-torque sensor.

본 실시예에 따른 힘-토크 센서를 통해 z축 힘과 토크 힘을 분리하여 측정 가능하다. 이를 통해 각 축 별 감지값에 대한 크로스 토크에 따른 노이즈의 영향이 최소화될 수 있다. 즉, 힘-토크 센서의 측정 정확성이 향상될 수 있다.The force-torque sensor according to this embodiment can measure Z-axis force and torque force separately. This minimizes the influence of noise due to crosstalk on the detection values for each axis. In other words, the measurement accuracy of the force-torque sensor can be improved.

도 1은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 사시도이다.Figure 1 is a perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment.

도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1.

도 3은 도 1의 B-B 단면도이다.Figure 3 is a B-B cross-sectional view of Figure 1.

도 4와 도 5는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서를 z축과 수직하게 절단하고 위에서 본 단면도이다.Figures 4 and 5 are cross-sectional views of the force-torque sensor according to the present embodiment, cut perpendicular to the z-axis and viewed from above.

도 6은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 분해사시도이다.Figure 6 is an exploded perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment.

도 7은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서를 도 6와 다른 방향에서 바라본 분해사시도이다.Fig. 7 is an exploded perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment viewed from a different direction than Fig. 6.

도 8은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에서 리드의 플랜지부를 생략한 사시도이다.Fig. 8 is a perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment, with the flange portion of the lead omitted.

도 9는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에서 리드와 캐리어를 생략한 사시도이다.Fig. 9 is a perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment, with the lead and carrier omitted.

도 10은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 캐리어와 관련 구성을 도시하는 사시도이다.Fig. 10 is a perspective view illustrating a carrier and related configuration of a force-torque sensor according to the present embodiment.

도 11은 도 10에서 리드의 캐리어부를 생략한 사시도이다.Fig. 11 is a perspective view of Fig. 10 with the carrier portion of the lead omitted.

도 12는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 리드와 캐리어 및 관련 구성을 도시하는 저면사시도이다.FIG. 12 is a bottom perspective view illustrating the lead and carrier and related configuration of the force-torque sensor according to the present embodiment.

도 13은 도 12에서 제2캐리어와 관련 구성을 생략한 상태의 저면사시도이다.Fig. 13 is a bottom perspective view of Fig. 12 with the second carrier and related components omitted.

도 14는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 제1캐리어와 관련 구성을 도시하는 저면사시도이다.Fig. 14 is a bottom perspective view showing the first carrier and related configuration of the force-torque sensor according to the present embodiment.

도 15는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 제1캐리어를 도시하는 측면도이다.Fig. 15 is a side view illustrating a first carrier of a force-torque sensor according to the present embodiment.

도 16은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에 z축 방향 힘이 작용할 때를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 16 is a drawing for explaining when a force in the z-axis direction is applied to a force-torque sensor according to the present embodiment.

도 17은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에 롤 방향 힘이 작용할 때를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 17 is a drawing for explaining when a roll direction force is applied to a force-torque sensor according to the present embodiment.

도 18은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에 x축 방향, y축 방향, 요 방향, 피치 방향 힘이 작용할 때를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 18 is a drawing for explaining when forces in the x-axis direction, y-axis direction, yaw direction, and pitch direction are applied to the force-torque sensor according to the present embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the embodiments described, but can be implemented in various different forms, and within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components between the embodiments can be selectively combined or substituted for use.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be interpreted as having a meaning that can be generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, unless explicitly and specifically defined and described, and terms that are commonly used, such as terms defined in a dictionary, may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the relevant technology.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. Additionally, the terms used in the embodiments of the present invention are intended to describe the embodiments and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated otherwise in the phrase, and when it is described as “A and/or at least one (or more) of B, C”, it may include one or more of all combinations that can be combined with A, B, C.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.Additionally, in describing components of embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only intended to distinguish the components from other components, and are not intended to limit the nature, order, or sequence of the components.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being 'connected', 'coupled', or 'connected' to another component, it may include not only cases where the component is 'connected', 'coupled', or 'connected' directly to the other component, but also cases where the component is 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between the component and the other component.

또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다. Additionally, when described as being formed or arranged "above" or "below" each component, "above" or "below" includes not only cases where the two components are in direct contact with each other, but also cases where one or more other components are formed or arranged between the two components. Furthermore, when expressed as "above" or "below," the meaning may include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.

이하에서 베이스(100)는 "고정부"라 할 수 있다.Hereinafter, the base (100) may be referred to as a “fixed part”.

이하에서 리드(200)와 제1캐리어(310)와 제2캐리어(320)는 "이동부"라 할 수 있다. 이하에서 리드(200)와 제1캐리어(310)와 제2캐리어(320) 중 하나를 "제1이동부"라 하고 다른 하나를 "제2이동부"라 하고 다른 하나를 "제3이동부"라 할 수 있다.Hereinafter, the lead (200), the first carrier (310), and the second carrier (320) may be referred to as “moving parts.” Hereinafter, one of the lead (200), the first carrier (310), and the second carrier (320) may be referred to as the “first moving part,” the other may be referred to as the “second moving part,” and the other may be referred to as the “third moving part.”

이하에서 상부 레일(230)과, 상부 레일(311a)과, 하부 레일(312a)과, 하부 레일(321) 중 하나를 "제1레일"이라 하고 다른 하나를 "제2레일"이라 하고 다른 하나를 "제3레일"이라 하고 다른 하나를 "제4레일"이라 할 수 있다. 또한, 상부 레일(230)과, 상부 레일(311a)과, 하부 레일(312a)과, 하부 레일(321) 중 어느 두 구성을 통칭하여 "제1레일" 등으로 호칭할 수도 있다.Hereinafter, one of the upper rail (230), the upper rail (311a), the lower rail (312a), and the lower rail (321) may be referred to as the “first rail,” the other may be referred to as the “second rail,” the other may be referred to as the “third rail,” and the other may be referred to as the “fourth rail.” In addition, any two configurations of the upper rail (230), the upper rail (311a), the lower rail (312a), and the lower rail (321) may be collectively referred to as the “first rail,” etc.

이하에서 상부 가이드볼(410)과 하부 가이드볼(420) 중 하나를 "제1볼"이라 하고 다른 하나를 "제2볼"이라 할 수 있다.Hereinafter, one of the upper guide ball (410) and the lower guide ball (420) may be referred to as the “first ball” and the other may be referred to as the “second ball”.

이하에서 z축 마그넷(610)과 측부 마그넷(630) 중 하나를 "제1마그넷"이라 하고 다른 하나를 "제2마그넷"이라 할 수 있다.Hereinafter, one of the z-axis magnet (610) and the side magnet (630) may be referred to as the “first magnet” and the other may be referred to as the “second magnet.”

이하에서 z축 센서(620)와 측부 센서(640) 중 하나를 "제1센서"라 하고 다른 하나를 "제2센서"라 할 수 있다.Hereinafter, one of the z-axis sensor (620) and the side sensor (640) may be referred to as a “first sensor” and the other may be referred to as a “second sensor.”

이하에서 z축, x축, y축 중 하나를 "제1축"이라 하고 다른 하나를 "제2축"이라 하고 다른 하나를 "제3축"이라 할 수 있다.Hereinafter, one of the z-axis, x-axis, and y-axis may be referred to as the “first axis,” the other as the “second axis,” and the other as the “third axis.”

이하에서 롤(roll) 방향, 요(yaw) 방향, 피치(pitch) 방향 중 하나를 "제1원주방향"이라 하고 다른 하나를 "제2원주방향"이라 하고 다른 하나를 "제3원주방향"이라 할 수 있다. 또한, 롤(roll) 방향, 요(yaw) 방향, 피치(pitch) 방향을 "제1 내지 제3방향"이라 할 수 있다.Hereinafter, one of the roll direction, yaw direction, and pitch direction may be referred to as a “first circumferential direction,” another may be referred to as a “second circumferential direction,” and another may be referred to as a “third circumferential direction.” In addition, the roll direction, yaw direction, and pitch direction may be referred to as “first to third directions.”

이하에서는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.Below, the configuration of the force-torque sensor according to the present embodiment is described with reference to the drawings.

도 1은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B 단면도이다. 도 4와 도 5는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서를 z축과 수직하게 절단하고 위에서 본 단면도이다. 도 6은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 분해사시도이다. 도 7은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서를 도 6와 다른 방향에서 바라본 분해사시도이다. 도 8은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에서 리드의 플랜지부를 생략한 사시도이다. 도 9는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에서 리드와 캐리어를 생략한 사시도이다. 도 10은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 캐리어와 관련 구성을 도시하는 사시도이다. 도 11은 도 10에서 리드의 캐리어부를 생략한 사시도이다. 도 12는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 리드와 캐리어 및 관련 구성을 도시하는 저면사시도이다. 도 13은 도 12에서 제2캐리어와 관련 구성을 생략한 상태의 저면사시도이다. 도 14는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 제1캐리어와 관련 구성을 도시하는 저면사시도이다. 도 15는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 제1캐리어를 도시하는 측면도이다.Fig. 1 is a perspective view of a force-torque sensor according to the present embodiment. Fig. 2 is an A-A cross-sectional view of Fig. 1. Fig. 3 is a B-B cross-sectional view of Fig. 1. Figs. 4 and 5 are cross-sectional views of the force-torque sensor according to the present embodiment when cut perpendicular to the z-axis and viewed from above. Fig. 6 is an exploded perspective view of the force-torque sensor according to the present embodiment. Fig. 7 is an exploded perspective view of the force-torque sensor according to the present embodiment when viewed from a different direction from Fig. 6. Fig. 8 is a perspective view of the force-torque sensor according to the present embodiment with the flange portion of the lead omitted. Fig. 9 is a perspective view of the force-torque sensor according to the present embodiment with the lead and carrier omitted. Fig. 10 is a perspective view illustrating a carrier and related components of the force-torque sensor according to the present embodiment. Fig. 11 is a perspective view of Fig. 10 with the carrier portion of the lead omitted. Fig. 12 is a bottom perspective view illustrating the lead and carrier and related components of the force-torque sensor according to the present embodiment. Fig. 13 is a bottom perspective view of Fig. 12 with the second carrier and related components omitted. Fig. 14 is a bottom perspective view illustrating the first carrier and related components of the force-torque sensor according to the present embodiment. Fig. 15 is a side view illustrating the first carrier of the force-torque sensor according to the present embodiment.

힘-토크 센서는 로봇에 가해지는 힘과 토크를 실시간으로 감지하고 측정하는데 사용될 수 있다. 힘-토크 센서는 힘-토크 센서에 가해지는 힘을 감지할 수 있다. 힘-토크 센서는 힘-토크 센서에 가해지는 힘을 측정할 수 있다. 힘-토크 센서는 힘-토크 센서에 가해지는 토크를 감지할 수 있다. 힘-토크 센서는 힘-토크 센서에 가해지는 토크를 측정할 수 있다. 힘-토크 센서는 6축 힘-토크 센서일 수 있다. 힘-토크 센서는 6축 즉, x축, y축, z축, 요(yaw), 피치(pitch), 롤(roll) 방향으로의 힘을 감지하고 측정할 수 있다. 힘-토크 센서는 로봇의 핑거 센서일 수 있다.A force-torque sensor can be used to detect and measure forces and torques applied to a robot in real time. A force-torque sensor can detect a force applied to the force-torque sensor. A force-torque sensor can measure a force applied to the force-torque sensor. A force-torque sensor can detect a torque applied to the force-torque sensor. A force-torque sensor can measure a torque applied to the force-torque sensor. A force-torque sensor can be a six-axis force-torque sensor. A force-torque sensor can detect and measure forces in six directions, namely the x-axis, y-axis, z-axis, yaw, pitch, and roll directions. A force-torque sensor can be a finger sensor of a robot.

힘-토크 센서는 고정부를 포함할 수 있다. 고정부는 이동부와 구분되는 개념으로 이동부가 이동할 때 상대적으로 고정된 부분일 수 있다.A force-torque sensor may include a fixed part. The fixed part may be a part that is relatively fixed when the moving part moves, as distinguished from the moving part.

힘-토크 센서는 베이스(100)를 포함할 수 있다. 고정부는 베이스(100)를 포함할 수 있다. 베이스(100)에는 리드(200)가 배치될 수 있다. 베이스(100)에는 리드(200)의 적어도 일부가 수용될 수 있다. 베이스(100)에는 제1캐리어(310)가 배치될 수 있다. 베이스(100)에는 제1캐리어(310)의 적어도 일부가 수용될 수 있다. 베이스(100)에는 제2캐리어(320)가 배치될 수 있다. 베이스(100)에는 제2캐리어(320)의 적어도 일부가 수용될 수 있다. 베이스(100)에는 볼이 배치될 수 있다. 베이스(100)에는 탄성부재가 배치될 수 있다. 베이스(100)에는 센싱 구조가 배치될 수 있다. 베이스(100)는 상부가 오픈된 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 변형례로, 베이스(100)는 상부가 오픈된 사각기둥 형상으로 형성될 수 있다.A force-torque sensor may include a base (100). A fixing member may include the base (100). A lead (200) may be disposed on the base (100). At least a portion of the lead (200) may be accommodated on the base (100). A first carrier (310) may be disposed on the base (100). At least a portion of the first carrier (310) may be accommodated on the base (100). A second carrier (320) may be disposed on the base (100). At least a portion of the second carrier (320) may be accommodated on the base (100). A ball may be disposed on the base (100). An elastic member may be disposed on the base (100). A sensing structure may be disposed on the base (100). The base (100) may be formed in a cylindrical shape with an open top. As a variation, the base (100) may be formed in the shape of a square pillar with an open top.

베이스(100)는 하판(110)을 포함할 수 있다. 하판(110)은 베이스판일 수 있다. 하판(110)은 저면판일 수 있다. 하판(110)은 홀(111)을 포함할 수 있다. 홀(111)은 중공일 수 있다. 하판(110)은 원형으로 형성될 수 있다. 변형례로, 하판(110)은 사각형으로 형성될 수 있다.The base (100) may include a lower plate (110). The lower plate (110) may be a base plate. The lower plate (110) may be a bottom plate. The lower plate (110) may include a hole (111). The hole (111) may be hollow. The lower plate (110) may be formed in a circular shape. Alternatively, the lower plate (110) may be formed in a square shape.

베이스(100)는 측판(120)을 포함할 수 있다. 측판(120)은 하판(110)으로부터 연장될 수 있다. 측판(120)은 하판(110)으로부터 상측으로 연장될 수 있다. 측판(120)은 위에서 볼 때 원형의 링 형상으로 형성될 수 있다. 변형례로, 측판(120)은 위에서 볼 때 사각의 링 형상으로 형성될 수 있다.The base (100) may include a side plate (120). The side plate (120) may extend from the lower plate (110). The side plate (120) may extend upward from the lower plate (110). The side plate (120) may be formed in a circular ring shape when viewed from above. Alternatively, the side plate (120) may be formed in a square ring shape when viewed from above.

힘-토크 센서는 이동부를 포함할 수 있다. 이동부는 외력에 의해 이동하는 부분일 수 있다. 즉, 이동부는 힘-토크 센서에 외력이 가해지면 고정부에 대해 이동할 수 있다.The force-torque sensor may include a moving part. The moving part may be a part that moves in response to an external force. That is, the moving part can move relative to the fixed part when an external force is applied to the force-torque sensor.

힘-토크 센서는 롤 이동부를 포함할 수 있다. 롤 이동부는 롤 방향으로 이동할 수 있다. 롤 이동부는 롤 방향으로 회전할 수 있다.The force-torque sensor may include a roll moving unit. The roll moving unit may move in the roll direction. The roll moving unit may rotate in the roll direction.

힘-토크 센서는 리드(200)를 포함할 수 있다. 리드(200)는 베이스(100)에 배치될 수 있다. 리드(200)는 베이스(100) 상에 배치될 수 있다. 리드(200)의 적어도 일부는 베이스(100) 내에 배치될 수 있다. 리드(200)의 적어도 일부는 베이스(100)에 수용될 수 있다. 리드(200)는 베이스(100) 상에 이동가능하게 배치될 수 있다. 리드(200)는 롤 방향으로 이동할 수 있다. 리드(200)는 베이스(100)에 대해 이동할 수 있다. 리드(200)는 제1캐리어(310)에 대해 이동할 수 있다. 리드(200)는 제2캐리어(320)에 대해 이동할 수 있다.The force-torque sensor may include a lead (200). The lead (200) may be disposed on the base (100). The lead (200) may be disposed on the base (100). At least a portion of the lead (200) may be disposed within the base (100). At least a portion of the lead (200) may be accommodated in the base (100). The lead (200) may be movably disposed on the base (100). The lead (200) may be movable in the roll direction. The lead (200) may be movable relative to the base (100). The lead (200) may be movable relative to the first carrier (310). The lead (200) may be movable relative to the second carrier (320).

리드(200)는 플랜지부(210)를 포함할 수 있다. 플랜지부(210)는 플랜지 형상으로 형성될 수 있다. 플랜지부(210)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 플랜지부(210)는 외력이 가해지는 부분일 수 있다. 플랜지부(210)는 베이스(100) 상에 배치될 수 잇다. 플랜지부(210)는 베이스(100)의 상측에 배치될 수 있다. 플랜지부(210)는 베이스(100)와 이격되어 배치될 수 있다. 플랜지부(210)는 원형상으로 형성될 수 있다. 변형례로, 플랜지부(210)는 사각형상으로 형성될 수 있다.The lead (200) may include a flange portion (210). The flange portion (210) may be formed in a flange shape. The flange portion (210) may be formed in a plate shape. The flange portion (210) may be a portion to which an external force is applied. The flange portion (210) may be disposed on the base (100). The flange portion (210) may be disposed on the upper side of the base (100). The flange portion (210) may be disposed spaced apart from the base (100). The flange portion (210) may be formed in a circular shape. As a variation, the flange portion (210) may be formed in a square shape.

플랜지부(210)는 제1홀(211)을 포함할 수 있다. 제1홀(211)은 중공일 수 있다. 플랜지부(210)는 제2홀(212)을 포함할 수 있다. 제2홀(212)은 결합홀일 수 있다. 제2홀(212)은 복수의 홀을 포함할 수 있다. 제2홀(212)에는 로봇의 다른 구성과 결합되는 나사 등이 조립될 수 있다.The flange portion (210) may include a first hole (211). The first hole (211) may be hollow. The flange portion (210) may include a second hole (212). The second hole (212) may be a joining hole. The second hole (212) may include a plurality of holes. Screws or the like that are joined to other components of the robot may be assembled into the second hole (212).

리드(200)는 캐리어부(220)를 포함할 수 있다. 캐리어부(220)는 플랜지부(210)의 아래에 배치될 수 있다. 플랜지부(210)는 캐리어부(220) 상에 배치될 수 있다. 캐리어부(220)는 플랜지부(210)와 이격되어 배치될 수 있다. 캐리어부(220)는 플랜지부(210)와 제1탄성부재(510)를 통해 연결될 수 있다. 캐리어부(220)와 플랜지부(210)는 제1탄성부재(510)에 의해 탄성적으로 연결될 수 있다. 캐리어부(220)와 플랜지부(210)는 함께 이동할 수 있다. 캐리어부(220)와 플랜지부(210)는 모든 방향으로 함께 이동할 수 있다. 캐리어부(220)와 플랜지부(210)가 함께 이동할 때 캐리어부(220)의 이동량은 플랜지부(210)의 이동량과 같을 수 있다. 다만, 변형례로 캐리어부(220)의 이동량과 플랜지부(210)의 이동량이 상이할 수 있다.The lead (200) may include a carrier portion (220). The carrier portion (220) may be disposed below the flange portion (210). The flange portion (210) may be disposed on the carrier portion (220). The carrier portion (220) may be disposed spaced apart from the flange portion (210). The carrier portion (220) may be connected to the flange portion (210) through a first elastic member (510). The carrier portion (220) and the flange portion (210) may be elastically connected by the first elastic member (510). The carrier portion (220) and the flange portion (210) may move together. The carrier portion (220) and the flange portion (210) may move together in all directions. When the carrier part (220) and the flange part (210) move together, the amount of movement of the carrier part (220) may be the same as the amount of movement of the flange part (210). However, as a variation, the amount of movement of the carrier part (220) and the amount of movement of the flange part (210) may be different.

변형례로, 캐리어부(220)는 플랜지부(210)와 일체로 형성될 수 있다. 이를 통해, 캐리어부(220)는 플랜지부(210)와 일체로 이동할 수 있다.As a variation, the carrier portion (220) may be formed integrally with the flange portion (210). Through this, the carrier portion (220) may move integrally with the flange portion (210).

리드(200)는 상부 레일(230)을 포함할 수 있다. 상부 레일(230)은 상부 가이드볼 레일일 수 있다. 상부 레일(230)에는 상부 가이드볼(410)이 배치될 수 있다. 상부 레일(230)은 롤 방향으로 연장될 수 있다. 상부 레일(230)은 상부 가이드볼(410)이 롤 방향으로 이동하도록 가이드할 수 있다. 상부 레일(230)은 상부 가이드볼(410)이 상부 레일(230) 상에서 회전하도록 가이드할 수 있다. 상부 레일(230)은 홈에 의해 형성될 수 있다. 상부 레일(230)은 홈을 포함할 수 있다. 상부 레일(230)은 홈일 수 있다.The lead (200) may include an upper rail (230). The upper rail (230) may be an upper guide ball rail. An upper guide ball (410) may be arranged on the upper rail (230). The upper rail (230) may extend in the roll direction. The upper rail (230) may guide the upper guide ball (410) to move in the roll direction. The upper rail (230) may guide the upper guide ball (410) to rotate on the upper rail (230). The upper rail (230) may be formed by a groove. The upper rail (230) may include a groove. The upper rail (230) may be a groove.

힘-토크 센서는 틸트 이동부를 포함할 수 있다. 틸트 이동부는 고정부에 대해 틸트될 수 있다. 틸트 이동부는 회전 이동부일 수 있다.The force-torque sensor may include a tilting member. The tilting member may be tiltable relative to a fixed member. The tilting member may be a rotational member.

힘-토크 센서는 제1캐리어(310)를 포함할 수 있다. 제1캐리어(310)는 베이스(100)와 리드(200) 사이에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 베이스(100) 내에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 베이스(100)에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 베이스(100) 상에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 베이스(100) 상에 이동가능하게 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)의 적어도 일부는 베이스(100)에 수용될 수 있다. 제1캐리어(310)는 리드(200)의 하측에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 리드(200)의 플랜지부(210)의 하측에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 리드(200)의 내측에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 리드(200)의 캐리어부(220)의 내측에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 리드(200)와 제2캐리어(320) 사이에 배치될 수 있다.The force-torque sensor may include a first carrier (310). The first carrier (310) may be disposed between the base (100) and the lid (200). The first carrier (310) may be disposed within the base (100). The first carrier (310) may be disposed on the base (100). The first carrier (310) may be movably disposed on the base (100). At least a portion of the first carrier (310) may be accommodated in the base (100). The first carrier (310) may be disposed on the lower side of the lid (200). The first carrier (310) may be disposed on the lower side of the flange portion (210) of the lid (200). The first carrier (310) may be placed on the inside of the lead (200). The first carrier (310) may be placed on the inside of the carrier section (220) of the lead (200). The first carrier (310) may be placed between the lead (200) and the second carrier (320).

제1캐리어(310)는 롤 방향을 제외한 모든 방향으로 이동할 수 있다. 제1캐리어(310)는 베이스(100)에 대해 이동할 수 있다. 제1캐리어(310)는 롤 방향을 제외한 모든 방향으로 리드(200)와 함께 이동할 수 있다.The first carrier (310) can move in any direction except the roll direction. The first carrier (310) can move relative to the base (100). The first carrier (310) can move together with the lead (200) in any direction except the roll direction.

제1캐리어(310)는 상부 플랜지부(311)를 포함할 수 있다. 상부 플랜지부(311)는 하부 플랜지부(312) 상에 배치될 수 있다. 제1캐리어(310)는 하부 플랜지부(312)를 포함할 수 있다. 상부 플랜지부(311)의 직경은 하부 플랜지부(312)의 직경보다 클 수 있다. 제1캐리어(310)는 연결부(313)를 포함할 수 있다. 연결부(313)는 상부 플랜지부(311)와 하부 플랜지부(312)를 연결할 수 있다. 연결부(313)의 직경은 상부 플랜지부(311)와 하부 플랜지부(312) 각각의 직경보다 작을 수 있다. 상부 플랜지부(311)에는 상부 가이드볼(410)이 배치될 수 있다. 하부 플랜지부(312)에는 하부 가이드볼(420)이 배치될 수 있다.The first carrier (310) may include an upper flange portion (311). The upper flange portion (311) may be disposed on a lower flange portion (312). The first carrier (310) may include a lower flange portion (312). The diameter of the upper flange portion (311) may be larger than the diameter of the lower flange portion (312). The first carrier (310) may include a connecting portion (313). The connecting portion (313) may connect the upper flange portion (311) and the lower flange portion (312). The diameter of the connecting portion (313) may be smaller than the diameters of each of the upper flange portion (311) and the lower flange portion (312). An upper guide ball (410) may be disposed on the upper flange portion (311). A lower guide ball (420) may be disposed on the lower flange portion (312).

상부 플랜지부(311)와 하부 플랜지부(312)와 연결부(313)는 일체로 형성될 수 있다. 상부 플랜지부(311)와 하부 플랜지부(312)와 연결부(313)는 일체로 이동할 수 있다.The upper flange portion (311), the lower flange portion (312), and the connection portion (313) can be formed integrally. The upper flange portion (311), the lower flange portion (312), and the connection portion (313) can move integrally.

제1캐리어(310)는 상부 레일(311a)를 포함할 수 있다. 상부 플랜지부(311)는 상부 레일(311a)을 포함할 수 있다. 상부 레일(311a)은 상부 가이드볼 레일일 수 있다. 상부 레일(311a)에는 상부 가이드볼(410)이 배치될 수 있다. 상부 레일(311a)은 롤 방향으로 연장될 수 있다. 상부 레일(311a)은 상부 가이드볼(410)이 롤 방향으로 이동하도록 가이드할 수 있다. 상부 레일(311a)은 상부 가이드볼(410)이 상부 레일(311a) 상에서 회전하도록 가이드할 수 있다. 상부 레일(311a)은 홈에 의해 형성될 수 있다. 상부 레일(311a)은 홈을 포함할 수 있다. 상부 레일(311a)은 홈일 수 있다.The first carrier (310) may include an upper rail (311a). The upper flange portion (311) may include the upper rail (311a). The upper rail (311a) may be an upper guide ball rail. An upper guide ball (410) may be arranged on the upper rail (311a). The upper rail (311a) may extend in the roll direction. The upper rail (311a) may guide the upper guide ball (410) to move in the roll direction. The upper rail (311a) may guide the upper guide ball (410) to rotate on the upper rail (311a). The upper rail (311a) may be formed by a groove. The upper rail (311a) may include a groove. The upper rail (311a) may be a groove.

제1캐리어(310)는 하부 레일(312a)를 포함할 수 있다. 하부 플랜지부(312)는 하부 레일(312a)을 포함할 수 있다. 하부 레일(312a)은 하부 가이드볼 레일일 수 있다. 하부 레일(312a)에는 하부 가이드볼(420)이 배치될 수 있다. 하부 레일(312a)은 하부 가이드볼(420)이 하부 레일(312a) 상에서 회전하도록 가이드할 수 있다. 하부 레일(312a)은 하부 가이드볼(420)이 하부 레일(312a) 상에서 틸트되도록 가이드할 수 있다. 하부 레일(312a)은 홈에 의해 형성될 수 있다. 하부 레일(312a)은 홈을 포함할 수 있다. 하부 레일(312a)은 홈일 수 있다.The first carrier (310) may include a lower rail (312a). The lower flange portion (312) may include the lower rail (312a). The lower rail (312a) may be a lower guide ball rail. A lower guide ball (420) may be arranged on the lower rail (312a). The lower rail (312a) may guide the lower guide ball (420) to rotate on the lower rail (312a). The lower rail (312a) may guide the lower guide ball (420) to tilt on the lower rail (312a). The lower rail (312a) may be formed by a groove. The lower rail (312a) may include a groove. The lower rail (312a) may be a groove.

힘-토크 센서는 z축 이동부를 포함할 수 있다. z축 이동부는 z축 방향으로 이동할 수 있다.The force-torque sensor may include a z-axis moving member. The z-axis moving member may move in the z-axis direction.

힘-토크 센서는 제2캐리어(320)를 포함할 수 있다. 제2캐리어(320)는 베이스(100)와 리드(200) 사이에 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)는 베이스(100) 내에 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)는 베이스(100)에 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)는 베이스(100) 상에 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)는 베이스(100) 상에 이동가능하게 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)의 적어도 일부는 베이스(100)에 수용될 수 있다. 제2캐리어(320)는 리드(200)의 하측에 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)는 리드(200)의 플랜지부(210)의 하측에 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)는 리드(200)의 내측에 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)는 리드(200)의 캐리어부(220)의 내측에 배치될 수 있다. 제2캐리어(320)는 제1캐리어(310)와 베이스(100) 사이에 배치될 수 있다.The force-torque sensor may include a second carrier (320). The second carrier (320) may be disposed between the base (100) and the lid (200). The second carrier (320) may be disposed within the base (100). The second carrier (320) may be disposed on the base (100). The second carrier (320) may be movably disposed on the base (100). At least a portion of the second carrier (320) may be accommodated in the base (100). The second carrier (320) may be disposed on the lower side of the lid (200). The second carrier (320) may be disposed on the lower side of the flange portion (210) of the lid (200). The second carrier (320) may be placed on the inside of the lead (200). The second carrier (320) may be placed on the inside of the carrier portion (220) of the lead (200). The second carrier (320) may be placed between the first carrier (310) and the base (100).

제2캐리어(320)는 z축 방향으로 이동할 수 있다. 제2캐리어(320)는 베이스(100)에 대해 이동할 수 있다. 제2캐리어(320)는 z축 방향으로 베이스(100)에 대해 이동할 수 있다. 제2캐리어(320)는 오직 z축 방향으로만 이동할 수 있다.The second carrier (320) can move in the z-axis direction. The second carrier (320) can move with respect to the base (100). The second carrier (320) can move with respect to the base (100) in the z-axis direction. The second carrier (320) can move only in the z-axis direction.

제2캐리어(320)는 하부 레일(321)을 포함할 수 있다. 하부 레일(321)은 하부 가이드볼 레일일 수 있다. 하부 레일(321)에는 하부 가이드볼(420)이 배치될 수 있다. 하부 레일(321)은 하부 가이드볼(420)이 하부 레일(321) 상에서 회전하도록 가이드할 수 있다. 하부 레일(321)은 하부 가이드볼(420)이 하부 레일(321) 상에서 틸트되도록 가이드할 수 있다. 하부 레일(321)은 홈에 의해 형성될 수 있다. 하부 레일(321)은 홈을 포함할 수 있다. 하부 레일(321)은 홈일 수 있다.The second carrier (320) may include a lower rail (321). The lower rail (321) may be a lower guide ball rail. A lower guide ball (420) may be arranged on the lower rail (321). The lower rail (321) may guide the lower guide ball (420) to rotate on the lower rail (321). The lower rail (321) may guide the lower guide ball (420) to tilt on the lower rail (321). The lower rail (321) may be formed by a groove. The lower rail (321) may include a groove. The lower rail (321) may be a groove.

힘-토크 센서는 가이드부재를 포함할 수 있다. 가이드부재는 고정부에 대한 이동부의 이동을 가이드할 수 있다.The force-torque sensor may include a guide member. The guide member may guide the movement of the moving member relative to the fixed member.

힘-토크 센서는 볼을 포함할 수 있다. 가이드부재는 볼을 포함할 수 있다. 볼은 고정부에 대한 이동부의 이동을 가이드할 수 있다. 볼은 고정부에 대한 이동부의 이동을 특정 방향으로 유도할 수 있다. 본 실시예에서 볼은 세라믹 볼로 형성될 수 있다.The force-torque sensor may include a ball. The guide member may include a ball. The ball may guide the movement of the moving part relative to the fixed part. The ball may direct the movement of the moving part relative to the fixed part in a specific direction. In the present embodiment, the ball may be formed of a ceramic ball.

힘-토크 센서는 상부 가이드볼(410)을 포함할 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 롤 가이드볼일 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)의 제1캐리어(310)에 대한 이동을 롤 방향으로 제한할 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)의 제1캐리어(310)에 대한 이동을 롤 방향으로 유도할 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)가 베이스(100)에 대해 롤 방향으로 이동하도록 가이드할 수 있다. The force-torque sensor may include an upper guide ball (410). The upper guide ball (410) may be a roll guide ball. The upper guide ball (410) may limit the movement of the lead (200) relative to the first carrier (310) in the roll direction. The upper guide ball (410) may guide the movement of the lead (200) relative to the first carrier (310) in the roll direction. The upper guide ball (410) may guide the lead (200) to move in the roll direction relative to the base (100).

상부 가이드볼(410)은 리드(200)와 제1캐리어(310) 사이에 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)에 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)에 접촉될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)를 따라 이동할 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 제1캐리어(310)에 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 제1캐리어(310)에 접촉될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 제1캐리어(310)를 따라 이동할 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)의 캐리어부(220)에 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)의 캐리어부(220)에 접촉될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)의 캐리어부(220)를 따라 이동할 수 있다.The upper guide ball (410) may be disposed between the lead (200) and the first carrier (310). The upper guide ball (410) may be disposed on the lead (200). The upper guide ball (410) may be in contact with the lead (200). The upper guide ball (410) may move along the lead (200). The upper guide ball (410) may be disposed on the first carrier (310). The upper guide ball (410) may be in contact with the first carrier (310). The upper guide ball (410) may move along the first carrier (310). The upper guide ball (410) may be disposed on the carrier portion (220) of the lead (200). The upper guide ball (410) may be in contact with the carrier portion (220) of the lead (200). The upper guide ball (410) can move along the carrier part (220) of the lead (200).

상부 가이드볼(410)은 리드(200)의 상부 레일(230)과 제1캐리어(310)의 상부 레일(311a) 사이에 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)의 상부 레일(230)에 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 리드(200)의 상부 레일(230)을 따라 이동할 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 제1캐리어(310)의 상부 레일(311a)에 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 제1캐리어(310)의 상부 레일(311a)을 따라 이동할 수 있다.The upper guide ball (410) may be placed between the upper rail (230) of the lead (200) and the upper rail (311a) of the first carrier (310). The upper guide ball (410) may be placed on the upper rail (230) of the lead (200). The upper guide ball (410) may move along the upper rail (230) of the lead (200). The upper guide ball (410) may be placed on the upper rail (311a) of the first carrier (310). The upper guide ball (410) may move along the upper rail (311a) of the first carrier (310).

상부 가이드볼(410)은 복수의 볼을 포함할 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 위에서 볼 때 적어도 3개가 롤방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 위에서 볼 때 4개가 롤방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 위에서 볼 때 15개가 롤방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 롤 방향으로 중첩되는 복수의 볼을 포함할 수 있다. 상부 가이드볼(410)은 z축 방향으로 1층으로 배치될 수 있다. 다만, 변형례로 상부 가이드볼(410)은 z축 방향으로 복수의 층으로 배치될 수 있다.The upper guide ball (410) may include a plurality of balls. At least three upper guide balls (410) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. Four upper guide balls (410) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. Fifteen upper guide balls (410) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. The upper guide ball (410) may include a plurality of balls overlapping in the roll direction. The upper guide balls (410) may be arranged in one layer in the z-axis direction. However, as a modification, the upper guide balls (410) may be arranged in multiple layers in the z-axis direction.

힘-토크 센서는 하부 가이드볼(420)을 포함할 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 회전 가이드볼일 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)의 제2캐리어(320)에 대한 이동을 회전 방향으로 제한할 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)의 제2캐리어(320)에 대한 이동을 회전 방향으로 유도할 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)가 제2캐리어(320)에 대해 회전하도록 가이드할 수 있다.The force-torque sensor may include a lower guide ball (420). The lower guide ball (420) may be a rotational guide ball. The lower guide ball (420) may limit the movement of the first carrier (310) relative to the second carrier (320) in a rotational direction. The lower guide ball (420) may guide the movement of the first carrier (310) relative to the second carrier (320) in a rotational direction. The lower guide ball (420) may guide the first carrier (310) to rotate relative to the second carrier (320).

하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)와 제2캐리어(320) 사이에 배치될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)에 배치될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)에 접촉될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)를 따라 이동할 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제2캐리어(320)에 배치될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제2캐리어(320)에 접촉될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제2캐리어(320)를 따라 이동할 수 있다.The lower guide ball (420) may be placed between the first carrier (310) and the second carrier (320). The lower guide ball (420) may be placed on the first carrier (310). The lower guide ball (420) may be in contact with the first carrier (310). The lower guide ball (420) may move along the first carrier (310). The lower guide ball (420) may be placed on the second carrier (320). The lower guide ball (420) may be in contact with the second carrier (320). The lower guide ball (420) may move along the second carrier (320).

하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)의 하부 레일(312a)과 제2캐리어(320)의 하부 레일(321) 사이에 배치될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)의 하부 레일(312a)에 배치될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제1캐리어(310)의 하부 레일(312a) 상에서 회전할 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제2캐리어(320)의 하부 레일(321)에 배치될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 제2캐리어(320)의 하부 레일(321) 상에서 회전할 수 있다.The lower guide ball (420) may be placed between the lower rail (312a) of the first carrier (310) and the lower rail (321) of the second carrier (320). The lower guide ball (420) may be placed on the lower rail (312a) of the first carrier (310). The lower guide ball (420) may rotate on the lower rail (312a) of the first carrier (310). The lower guide ball (420) may be placed on the lower rail (321) of the second carrier (320). The lower guide ball (420) may rotate on the lower rail (321) of the second carrier (320).

하부 가이드볼(420)은 복수의 볼을 포함할 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 위에서 볼 때 적어도 3개가 롤방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 위에서 볼 때 4개가 롤방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 하부 가이드볼(420)은 z축 방향으로 1층으로 배치될 수 있다.The lower guide ball (420) may include multiple balls. At least three lower guide balls (420) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. Four lower guide balls (420) may be arranged spaced apart in the roll direction when viewed from above. The lower guide balls (420) may be arranged in one layer in the z-axis direction.

상부 가이드볼(410)의 적어도 일부는 하부 가이드볼(420)과 z축 방향으로 중첩될 수 있다.At least a portion of the upper guide ball (410) may overlap the lower guide ball (420) in the z-axis direction.

힘-토크 센서는 복원부재를 포함할 수 있다. 복원부재는 힘-토크 센서에 작용하는 외력이 사라지는 경우 이동부를 원위치로 이동시킬 수 있다.The force-torque sensor may include a restoring member. The restoring member can return the moving part to its original position when the external force acting on the force-torque sensor is removed.

힘-토크 센서는 볼가압부재를 포함할 수 있다. 볼가압부재는 상부 가이드볼(410)이 기설정된 위치를 벗어나지 않도록 리드(200)와 제1캐리어(310)와의 접촉 상태가 유지되도록 상부 가이드볼(410)을 가압할 수 있다. 볼가압부재는 하부 가이드볼(420)이 기설정된 위치를 벗어나지 않도록 제1캐리어(310)와 제2캐리어(320)와의 접촉 상태가 유지되도록 하부 가이드볼(420)을 가압할 수 있다.The force-torque sensor may include a ball pressure member. The ball pressure member may pressurize the upper guide ball (410) so that the upper guide ball (410) remains in contact with the lead (200) and the first carrier (310) without moving out of a preset position. The ball pressure member may pressurize the lower guide ball (420) so that the lower guide ball (420) remains in contact with the first carrier (310) and the second carrier (320) without moving out of a preset position.

힘-토크 센서는 탄성부재를 포함할 수 있다. 복원부재는 탄성부재를 포함할 수 있다. 볼가압부재는 탄성부재를 포함할 수 있다. 탄성부재는 작용하는 외력이 사라지는 경우 이동부를 원위치로 이동시킬 수 있다. 탄성부재는 볼의 가압상태를 유지할 수 있다. 탄성부재는 스프링을 포함할 수 있다. 탄성부재는 탄성을 가질 수 있다. 탄성부재는 탄성 복원력을 가질 수 있다.The force-torque sensor may include an elastic member. The restoring member may include an elastic member. The ball pressurizing member may include an elastic member. The elastic member may move the moving member to its original position when the external force applied thereto is removed. The elastic member may maintain the ball's pressurized state. The elastic member may include a spring. The elastic member may have elasticity. The elastic member may have an elastic restoring force.

힘-토크 센서는 제1탄성부재(510)를 포함할 수 있다. 제1탄성부재(510)는 스프링을 포함할 수 있다. 제1탄성부재(510)는 리드(200)의 플랜지부(210)와 리드(200)의 캐리어부(220)를 연결할 수 있다. 제1탄성부재(510)는 리드(200)의 플랜지부(210)와 리드(200)의 캐리어부(220)를 탄성적으로 연결할 수 있다. 제1탄성부재(510)는 리드(200)의 플랜지부(210)와 결합될 수 있다. 제1탄성부재(510)는 리드(200)의 캐리어부(220)와 결합될 수 있다. 제1탄성부재(510)는 z축과 평행하게 배치될 수 있다.The force-torque sensor may include a first elastic member (510). The first elastic member (510) may include a spring. The first elastic member (510) may connect a flange portion (210) of a lead (200) and a carrier portion (220) of the lead (200). The first elastic member (510) may elastically connect the flange portion (210) of the lead (200) and the carrier portion (220) of the lead (200). The first elastic member (510) may be coupled to the flange portion (210) of the lead (200). The first elastic member (510) may be coupled to the carrier portion (220) of the lead (200). The first elastic member (510) may be arranged parallel to the z-axis.

힘-토크 센서는 제2탄성부재(520)를 포함할 수 있다. 제2탄성부재(520)는 스프링을 포함할 수 있다. 제2탄성부재(520)는 리드(200)의 캐리어부(220)와 제1캐리어(310)를 연결할 수 있다. 제2탄성부재(520)는 리드(200)의 캐리어부(220)와 제1캐리어(310)를 탄성적으로 연결할 수 있다. 제2탄성부재(520)는 리드(200)와 제1캐리어(310)를 연결할 수 있다. 제2탄성부재(520)는 리드(200)의 캐리어부(220)와 결합될 수 있다. 제2탄성부재(520)는 제1캐리어(310)와 결합될 수 있다. 제2탄성부재(520)는 z축과 수직하게 배치될 수 있다. 제2탄성부재(520)는 리드(200)의 캐리어부(220)의 하면과 제1캐리어(310)의 상부 플랜지부(311)의 하면과 결합될 수 있다.The force-torque sensor may include a second elastic member (520). The second elastic member (520) may include a spring. The second elastic member (520) may connect the carrier portion (220) of the lead (200) and the first carrier (310). The second elastic member (520) may elastically connect the carrier portion (220) of the lead (200) and the first carrier (310). The second elastic member (520) may connect the lead (200) and the first carrier (310). The second elastic member (520) may be coupled to the carrier portion (220) of the lead (200). The second elastic member (520) may be coupled to the first carrier (310). The second elastic member (520) may be arranged perpendicular to the z-axis. The second elastic member (520) can be combined with the lower surface of the carrier portion (220) of the lead (200) and the lower surface of the upper flange portion (311) of the first carrier (310).

힘-토크 센서는 제3탄성부재(530)를 포함할 수 있다. 제3탄성부재(530)는 스프링을 포함할 수 있다. 제3탄성부재(530)는 제1캐리어(310)와 제2캐리어(320)를 연결할 수 있다. 제3탄성부재(530)는 제1캐리어(310)와 제2캐리어(320)를 탄성적으로 연결할 수 있다. 제3탄성부재(530)는 제1캐리어(310)와 결합될 수 있다. 제3탄성부재(530)는 제2캐리어(320)와 결합될 수 있다. 제3탄성부재(530)는 z축과 수직하게 배치될 수 있다. 제3탄성부재(530)는 제1캐리어(310)의 하부 플랜지부(312)의 상면과 제2캐리어(320)의 상면과 결합될 수 있다.The force-torque sensor may include a third elastic member (530). The third elastic member (530) may include a spring. The third elastic member (530) may connect the first carrier (310) and the second carrier (320). The third elastic member (530) may elastically connect the first carrier (310) and the second carrier (320). The third elastic member (530) may be coupled to the first carrier (310). The third elastic member (530) may be coupled to the second carrier (320). The third elastic member (530) may be arranged perpendicular to the z-axis. The third elastic member (530) can be combined with the upper surface of the lower flange portion (312) of the first carrier (310) and the upper surface of the second carrier (320).

힘-토크 센서는 제4탄성부재(540)를 포함할 수 있다. 제4탄성부재(540)는 스프링을 포함할 수 있다. 제4탄성부재(540)는 제2캐리어(320)와 베이스(100)를 연결할 수 있다. 제4탄성부재(540)는 제2캐리어(320)와 베이스(100)를 탄성적으로 연결할 수 있다. 제4탄성부재(540)는 제2캐리어(320)와 결합될 수 있다. 제4탄성부재(540)는 베이스(100)와 결합될 수 있다. 제4탄성부재(540)는 z축과 수직하게 배치될 수 있다. 제4탄성부재(540)는 베이스(100)의 바닥면과 제2캐리어(320)의 하면과 결합될 수 있다. 베이스(100)는 제4탄성부재(540)가 결합되는 단턱을 포함할 수 있다. 단턱은 베이스(100)의 바닥면으로부터 돌출될 수 있다.The force-torque sensor may include a fourth elastic member (540). The fourth elastic member (540) may include a spring. The fourth elastic member (540) may connect the second carrier (320) and the base (100). The fourth elastic member (540) may elastically connect the second carrier (320) and the base (100). The fourth elastic member (540) may be coupled to the second carrier (320). The fourth elastic member (540) may be coupled to the base (100). The fourth elastic member (540) may be arranged perpendicular to the z-axis. The fourth elastic member (540) may be coupled to the bottom surface of the base (100) and the lower surface of the second carrier (320). The base (100) may include a step to which the fourth elastic member (540) is coupled. The step may protrude from the bottom surface of the base (100).

힘-토크 센서는 센싱부재를 포함할 수 있다. 센싱부재는 고정부에 대한 이동부의 이동을 감지할 수 있다. 센싱부재는 고정부에 대한 이동부의 이동량을 측정할 수 있다. 센싱부재는 마그넷과 홀센서(Hall sensor)를 포함할 수 있다. 마그넷은 리드(200)와 베이스(100) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 센서는 리드(200)와 베이스(100) 중 다른 하나에 배치될 수 있다. 또한, 마그넷은 제2캐리어(320)와 베이스(100) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 센서는 제2캐리어(320)와 베이스(100) 중 다른 하나에 배치될 수 있다. 센서는 마그넷을 감지할 수 있다. 센서는 홀센서일 수 있다.The force-torque sensor may include a sensing member. The sensing member may detect movement of a moving member relative to a fixed member. The sensing member may measure the amount of movement of the moving member relative to the fixed member. The sensing member may include a magnet and a Hall sensor. The magnet may be disposed on one of the lead (200) and the base (100). The sensor may be disposed on the other of the lead (200) and the base (100). In addition, the magnet may be disposed on one of the second carrier (320) and the base (100). The sensor may be disposed on the other of the second carrier (320) and the base (100). The sensor may detect the magnet. The sensor may be a Hall sensor.

힘-토크 센서는 z축 센싱부재를 포함할 수 있다. z축 센싱부재는 리드(200)의 z축 방향으로의 이동을 감지할 수 있다. z축 센싱부재는 리드(200)의 z축 방향으로의 이동량을 측정할 수 있다.The force-torque sensor may include a z-axis sensing element. The z-axis sensing element may detect movement of the lead (200) in the z-axis direction. The z-axis sensing element may measure the amount of movement of the lead (200) in the z-axis direction.

힘-토크 센서는 z축 마그넷(610)을 포함할 수 있다. z축 마그넷(610)은 제2캐리어(320)의 하면에 배치될 수 있다. z축 마그넷(610)은 제2캐리어(320)에 배치될 수 있다. z축 마그넷(610)은 제2캐리어(320)와 함께 이동할 수 있다.The force-torque sensor may include a z-axis magnet (610). The z-axis magnet (610) may be disposed on the lower surface of the second carrier (320). The z-axis magnet (610) may be disposed on the second carrier (320). The z-axis magnet (610) may move together with the second carrier (320).

힘-토크 센서는 z축 센서(620)를 포함할 수 있다. z축 센서(620)는 z축 마그넷(610)과 대향할 수 있다. z축 센서(620)는 z축 마그넷(610)과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. z축 센서(620)는 베이스(100)의 하판(110)에 배치될 수 있다. z축 센서(620)는 베이스(100)에 배치될 수 있다. The force-torque sensor may include a z-axis sensor (620). The z-axis sensor (620) may face the z-axis magnet (610). The z-axis sensor (620) may be positioned at a position corresponding to the z-axis magnet (610). The z-axis sensor (620) may be positioned on the lower plate (110) of the base (100). The z-axis sensor (620) may be positioned on the base (100).

z축 센서(620)는 z축 마그넷(610)을 감지할 수 있다. z축 센서(620)는 z축 마그넷(610)의 이동량을 측정할 수 있다. z축 센서(620)는 z축 마그넷(610)의 자기장을 감지할 수 있다. z축 센서(620)는 홀센서일 수 있다.The z-axis sensor (620) can detect the z-axis magnet (610). The z-axis sensor (620) can measure the amount of movement of the z-axis magnet (610). The z-axis sensor (620) can detect the magnetic field of the z-axis magnet (610). The z-axis sensor (620) can be a Hall sensor.

변형례로, z축 마그넷(610)은 베이스(100)에 배치되고 z축 센서(620)는 제2캐리어(320)에 배치될 수 있다.As a variation, the z-axis magnet (610) may be placed on the base (100) and the z-axis sensor (620) may be placed on the second carrier (320).

힘-토크 센서는 회전 센싱부재를 포함할 수 있다. 회전 센싱부재는 리드(200)의 회전을 감지할 수 있다. 회전 센싱부재는 리드(200)의 회전량을 측정할 수 있다.The force-torque sensor may include a rotation sensing element. The rotation sensing element may detect the rotation of the lead (200). The rotation sensing element may measure the amount of rotation of the lead (200).

힘-토크 센서는 측부 마그넷(630)을 포함할 수 있다. 측부 마그넷(630)은 리드(200)의 외측면에 배치될 수 있다. 측부 마그넷(630)은 리드(200)에 배치될 수 있다. 측부 마그넷(630)은 리드(200)와 함께 이동할 수 있다. 측부 마그넷(630)은 리드(200)의 캐리어부(220)에 배치될 수 있다.The force-torque sensor may include a side magnet (630). The side magnet (630) may be disposed on the outer surface of the lead (200). The side magnet (630) may be disposed on the lead (200). The side magnet (630) may move together with the lead (200). The side magnet (630) may be disposed on the carrier portion (220) of the lead (200).

힘-토크 센서는 측부 센서(640)를 포함할 수 있다. 측부 센서(640)는 측부 마그넷(630)을 감지할 수 있다. 측부 센서(640)는 측부 마그넷(630)의 이동량을 측정할 수 있다. 측부 센서(640)는 측부 마그넷(630)의 자기장을 감지할 수 있다. 측부 센서(640)는 홀센서일 수 있다. 측부 센서(640)는 측부 마그넷(630)과 대향할 수 있다. 측부 센서(640)는 측부 마그넷(630)과 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 측부 센서(640)는 베이스(100)의 측판(120)에 배치될 수 있다. 측부 센서(640)는 베이스(100)에 배치될 수 있다.The force-torque sensor may include a side sensor (640). The side sensor (640) may detect a side magnet (630). The side sensor (640) may measure the amount of movement of the side magnet (630). The side sensor (640) may detect a magnetic field of the side magnet (630). The side sensor (640) may be a Hall sensor. The side sensor (640) may face the side magnet (630). The side sensor (640) may be positioned corresponding to the side magnet (630). The side sensor (640) may be positioned on a side plate (120) of the base (100). The side sensor (640) may be positioned on the base (100).

변형례로, 측부 마그넷(630)은 베이스(100)에 배치되고 측부 센서(640)는 리드(200)에 배치될 수 있다.Alternatively, the side magnet (630) may be placed on the base (100) and the side sensor (640) may be placed on the lead (200).

측부 센서(640)는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 측부 센서(640)는 4개의 센서를 포함할 수 있다. 측부 센서(640)는 제1 내지 제4센서(641, 642, 643, 644)를 포함할 수 있다. 측부 마그넷(630)을 감지하는 제1측부 센서(641)와 제2측부 센서(642)와 제3측부 센서(643)와 제4측부 센서(644)를 포함할 수 있다.The side sensor (640) may include multiple sensors. The side sensor (640) may include four sensors. The side sensor (640) may include first to fourth sensors (641, 642, 643, 644). The side sensor (640) may include a first side sensor (641), a second side sensor (642), a third side sensor (643), and a fourth side sensor (644) that detect the side magnet (630).

제1측부 센서(641)와 제2측부 센서(642)와 제3측부 센서(643)와 제4측부 센서(644)는 베이스(100)의 측판(120)에 배치될 수 있다. 내측에서 볼 때, 제1측부 센서(641)는 측부 마그넷(630)의 상측에 배치되고 제2측부 센서(642)는 측부 마그넷(630)의 하측에 배치되고 제3측부 센서(643)는 측부 마그넷(630)의 좌측에 배치되고 제4측부 센서(644)는 측부 마그넷(630)의 우측에 배치될 수 있다.The first side sensor (641), the second side sensor (642), the third side sensor (643), and the fourth side sensor (644) may be arranged on the side plate (120) of the base (100). When viewed from the inside, the first side sensor (641) may be arranged on the upper side of the side magnet (630), the second side sensor (642) may be arranged on the lower side of the side magnet (630), the third side sensor (643) may be arranged on the left side of the side magnet (630), and the fourth side sensor (644) may be arranged on the right side of the side magnet (630).

본 실시예에서는 리드(200)가 z축 방향으로 가압되는 경우, 리드(200)와 제1캐리어(310)와 제2캐리어(320)는 베이스(100)에 대해 z축 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 리드(200)가 z축 방향으로 이동할 때 제1캐리어(310)와 제2캐리어(320)가 리드(200)와 일체로 이동할 수 있다.In this embodiment, when the lead (200) is pressed in the z-axis direction, the lead (200), the first carrier (310), and the second carrier (320) can move in the z-axis direction with respect to the base (100). That is, when the lead (200) moves in the z-axis direction, the first carrier (310) and the second carrier (320) can move integrally with the lead (200).

리드(200)가 z축을 중심으로 하는 롤방향으로 가압되는 경우, 리드(200)는 제1캐리어(310)에 대해 롤방향으로 이동할 수 있다.When the lead (200) is pressed in the roll direction centered on the z-axis, the lead (200) can move in the roll direction with respect to the first carrier (310).

리드(200)가 z축과 롤방향이 아닌 다른 방향으로 가압되는 경우, 리드(200)와 제1캐리어(310)는 제2캐리어(320)에 대해 이동할 수 있다. 이때, 리드(200)와 제1캐리어(310)의 이동량은 상이할 수 있다. 다만, 리드(200)와 제1캐리어(310)는 이동하고 제2캐리어(320)와 베이스(100)는 고정될 수 있다.When the lead (200) is pressed in a direction other than the z-axis and the roll direction, the lead (200) and the first carrier (310) can move relative to the second carrier (320). At this time, the movement amounts of the lead (200) and the first carrier (310) may be different. However, the lead (200) and the first carrier (310) may move, and the second carrier (320) and the base (100) may be fixed.

리드(200)가 z축에 수직한 x축 방향 또는 z축과 x축 모두와 수직한 y축 방향으로 가압되는 경우, 리드(200)와 제1캐리어(310)는 제2캐리어(320)에 대해 이동할 수 있다.When the lead (200) is pressed in the x-axis direction perpendicular to the z-axis or in the y-axis direction perpendicular to both the z-axis and the x-axis, the lead (200) and the first carrier (310) can move relative to the second carrier (320).

리드(200)가 x축을 중심으로 하는 요방향 또는 y축을 중심으로 하는 피치방향으로 가압되는 경우, 리드(200)와 제1캐리어(310)는 제2캐리어(320)에 대해 이동할 수 있다.When the lead (200) is pressed in the y-axis-centered direction or the pitch direction centered on the y-axis, the lead (200) and the first carrier (310) can move relative to the second carrier (320).

본 실시예에 따른 힘-토크 센서에서는 이동부 사이 또는 이동부와 고정부 사이에 볼이 배치될 수 있다. 볼은 탄성부재에 의해 가압될 수 있다. 또는, 변형례로 마그넷과 요크 사이의 인력으로 볼이 가압될 수 있다. 볼이 배치되는 레일의 단면은 곡선으로 형성되거나, 삼각 또는 사각 등 다각 형상으로 형성될 수 있다.In the force-torque sensor according to the present embodiment, a ball may be placed between the moving part or between the moving part and the fixed part. The ball may be pressed by an elastic member. Alternatively, as a variation, the ball may be pressed by the attractive force between the magnet and the yoke. The cross-section of the rail on which the ball is placed may be formed into a curved shape or a polygonal shape such as a triangle or square.

본 실시예에서는 z축 방향으로의 힘을 다른 방향의 힘과 분리해서 측정하므로 크로스 토크(cross talk)의 발생이 최소화될 수 있다. 나아가, 본 실시예를 통해 구조도 단순해질 수 있다.In this embodiment, the force in the z-axis direction is measured separately from the force in other directions, thereby minimizing the occurrence of crosstalk. Furthermore, this embodiment can also simplify the structure.

변형례에서는 탄성부재 중 한 쪽 스프링의 탄성을 더 크게 하여 초기위치에서 안정적으로 지지되도록 설계될 수 있다.In a variation, the elasticity of one of the springs among the elastic members can be increased to design it to be stably supported in the initial position.

변형례에 따른 힘-토크 센서는 본 실시예와 센싱부재에서 차이를 가질 수 있다. 변형례에 따른 힘-토크 센서는 마그넷을 대신하여 코일을 포함할 수 있다.The force-torque sensor according to the modified example may have a difference in the sensing element from the present embodiment. The force-torque sensor according to the modified example may include a coil instead of a magnet.

힘-토크 센서는 코일을 포함할 수 있다. 코일은 리드(200)와 베이스(100) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 센서는 리드(200)와 베이스(100) 중 다른 하나에 배치될 수 있다. 또한, 코일은 제2캐리어(320)와 베이스(100) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 센서는 제2캐리어(320)와 베이스(100) 중 다른 하나에 배치될 수 있다. 센서는 코일에 전류가 인가되는 경우 코일의 전자기장을 감지할 수 있다.The force-torque sensor may include a coil. The coil may be disposed on either the lead (200) or the base (100). The sensor may be disposed on the other of the lead (200) or the base (100). Additionally, the coil may be disposed on either the second carrier (320) or the base (100). The sensor may be disposed on the other of the second carrier (320) or the base (100). The sensor may detect an electromagnetic field of the coil when current is applied to the coil.

힘-토크 센서는 z축 코일을 포함할 수 있다. z축 코일은 제2캐리어(320)의 하면에 배치될 수 있다. z축 코일은 제2캐리어(320)에 배치될 수 있다. z축 코일은 제2캐리어(320)와 함께 이동할 수 있다.The force-torque sensor may include a z-axis coil. The z-axis coil may be disposed on the lower surface of the second carrier (320). The z-axis coil may be disposed on the second carrier (320). The z-axis coil may move together with the second carrier (320).

힘-토크 센서는 측부 코일을 포함할 수 있다. 측부 코일은 리드(200)의 외측면에 배치될 수 있다. 측부 코일은 리드(200)에 배치될 수 있다. 측부 코일은 리드(200)와 함께 이동할 수 있다.The force-torque sensor may include a side coil. The side coil may be positioned on the outer surface of the lead (200). The side coil may be positioned on the lead (200). The side coil may move together with the lead (200).

다른 변형례에서 센싱부재는 마그넷과 홀센서 대신 정전 용량 센서가 구비될 수 있다.In another variation, the sensing element may be equipped with a capacitive sensor instead of a magnet and a Hall sensor.

힘-토크 센서는 리드(200)와 베이스(100) 사이 또는 제2캐리어(320)와 베이스(100) 사이의 정전 용량의 변화를 측정하는 정전 용량 센서를 포함할 수 있다. 리드(200)에 소정의 전위가 인가되고, 베이스(100)에 다른 전위가 인가될 수 있다. 제2캐리어(320)에 소정의 전위가 인가되고, 베이스(100)에 다른 전위가 인가될 수 있다. 이를 통해 리드(200)와 제2캐리어(320)의 이동에 따라 정전 용량이 변화될 수 있다. 변형례에서는 이를 감지하는 정전 용량 센서가 구비될 수 있다.The force-torque sensor may include a capacitance sensor that measures a change in capacitance between the lead (200) and the base (100) or between the second carrier (320) and the base (100). A predetermined potential may be applied to the lead (200), and a different potential may be applied to the base (100). A predetermined potential may be applied to the second carrier (320), and a different potential may be applied to the base (100). Through this, the capacitance may change according to the movement of the lead (200) and the second carrier (320). In a variation, a capacitance sensor that detects this may be provided.

다른 변형례에서 볼가압부재로 인력 마그넷과 요크가 구비될 수 있다. In another variation, the ball press member may be provided with a man-power magnet and a yoke.

인력 마그넷은 리드(200), 제1캐리어(310), 제2캐리어(320) 및 베이스(100) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 요크는 리드(200), 제1캐리어(310), 제2캐리어(320) 및 베이스(100) 중 다른 하나에 배치되어 인력 마그넷과 인력이 작용할 수 있다. 인력 마그넷은 리드(200)와 제1캐리어(310) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 요크는 리드(200)와 제1캐리어(310) 중 다른 하나에 배치되어 인력 마그넷과 인력이 작용할 수 있다. 또한, 인력 마그넷은 리드(200)와 제2캐리어(320) 중 어느 하나에 배치될 수 있다. 요크는 리드(200)와 제2캐리어(320) 중 다른 하나에 배치되어 인력 마그넷과 인력이 작용할 수 있다.The manpower magnet may be placed on any one of the lead (200), the first carrier (310), the second carrier (320), and the base (100). The yoke may be placed on another one of the lead (200), the first carrier (310), the second carrier (320), and the base (100) so that the manpower magnet and the manpower can act together. The manpower magnet may be placed on any one of the lead (200) and the first carrier (310). The yoke may be placed on the other one of the lead (200) and the first carrier (310) so that the manpower magnet and the manpower can act together. In addition, the manpower magnet may be placed on any one of the lead (200) and the second carrier (320). The yoke may be placed on the other one of the lead (200) and the second carrier (320) so that the manpower magnet and the manpower can act together.

이하에서는 본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 작동을 도면을 참조하여 설명한다.Below, the operation of the force-torque sensor according to the present embodiment is described with reference to the drawings.

도 16은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에 z축 방향 힘이 작용할 때를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 16 is a drawing for explaining when a force in the z-axis direction is applied to a force-torque sensor according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 리드(200)의 플랜지부(210)에 z축 방향 성분을 갖는 외력이 작용하면 리드(200)와, 제1캐리어(310)와, 제2캐리어(320)가 일체로(도 16의 A 참조) z축 방향으로 이동할 수 있다(도 16의 B 참조). 이때, 베이스(100)는 고정된 상태로 유지되므로 베이스(100)에 배치된 z축 센서(620)가 제2캐리어(320)에 배치된 z축 마그넷(610)을 감지하여 리드(200)의 z축 방향 이동량이 측정될 수 있다. 이를 통해, 리드(200)에 가해진 외력의 z축 방향 성분 힘이 측정될 수 있다.When an external force having a z-axis component is applied to the flange portion (210) of the lead (200) of the force-torque sensor according to the present embodiment, the lead (200), the first carrier (310), and the second carrier (320) can move in the z-axis direction as a whole (see A of FIG. 16) (see B of FIG. 16). At this time, since the base (100) is maintained in a fixed state, the z-axis sensor (620) disposed on the base (100) detects the z-axis magnet (610) disposed on the second carrier (320), so that the amount of movement of the lead (200) in the z-axis direction can be measured. Through this, the z-axis component of the external force applied to the lead (200) can be measured.

도 17은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에 롤 방향 힘이 작용할 때를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 17 is a drawing for explaining when a roll direction force is applied to a force-torque sensor according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 리드(200)의 플랜지부(210)에 롤 방향의 성분을 갖는 외력이 작용하면 리드(200)(도 17의 A 참조)가 z축을 중심으로 회전 또는 틸트될 수 있다(도 17의 B 참조). 이때, 베이스(100)는 고정된 상태로 유지되므로 베이스(100)에 배치된 측부 센서(640)가 리드(200)에 배치된 측부 마그넷(630)을 감지하여 리드(200)의 이동량이 측정될 수 있다. 이를 통해, 리드(200)에 가해진 외력의 롤 방향 성분의 힘이 측정될 수 있다.When an external force having a roll direction component is applied to the flange portion (210) of the lead (200) of the force-torque sensor according to the present embodiment, the lead (200) (see A of FIG. 17) can rotate or tilt around the z-axis (see B of FIG. 17). At this time, since the base (100) is maintained in a fixed state, the side sensor (640) arranged on the base (100) detects the side magnet (630) arranged on the lead (200), so that the amount of movement of the lead (200) can be measured. Through this, the force of the roll direction component of the external force applied to the lead (200) can be measured.

도 18은 본 실시예에 따른 힘-토크 센서에 x축 방향, y축 방향, 요 방향, 피치 방향 힘이 작용할 때를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 18 is a drawing for explaining when forces in the x-axis direction, y-axis direction, yaw direction, and pitch direction are applied to the force-torque sensor according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 리드(200)의 플랜지부(210)에 y축 방향과 요 방향 중 어느 한 방향 이상의 성분을 갖는 외력이 작용하면 리드(200)와 제1캐리어(310)가 일체로(도 18의 A 참조) x축을 중심으로 회전 또는 틸트될 수 있다(도 18의 B 참조). 이때, 베이스(100)는 고정된 상태로 유지되므로 베이스(100)에 배치된 측부 센서(640)가 리드(200)에 배치된 측부 마그넷(630)을 감지하여 리드(200)의 이동량이 측정될 수 있다. 이를 통해, 리드(200)에 가해진 외력의 y축 방향 성분의 힘과 요 방향 성분의 힘이 측정될 수 있다. 변형례로, 측부 센서(640)는 제1캐리어(310)의 이동을 감지할 수 있다.When an external force having a component in at least one of the y-axis direction and the yaw direction is applied to the flange portion (210) of the lead (200) of the force-torque sensor according to the present embodiment, the lead (200) and the first carrier (310) can be rotated or tilted around the x-axis as a whole (see A of FIG. 18) (see B of FIG. 18). At this time, since the base (100) is maintained in a fixed state, the side sensor (640) arranged on the base (100) can detect the side magnet (630) arranged on the lead (200) to measure the amount of movement of the lead (200). Through this, the y-axis direction component and the yaw direction component of the external force applied to the lead (200) can be measured. As a variation, the side sensor (640) can detect the movement of the first carrier (310).

본 실시예에 따른 힘-토크 센서의 리드(200)의 플랜지부(210)에 x축 방향과 피치 방향 중 어느 한 방향 이상의 성분을 갖는 외력이 작용하면 리드(200)와 제1캐리어(310)가 일체로(도 18의 A 참조) y축을 중심으로 회전 또는 틸트될 수 있다(도 18의 C 참조). 이때, 베이스(100)는 고정된 상태로 유지되므로 베이스(100)에 배치된 측부 센서(640)가 리드(200)에 배치된 측부 마그넷(630)을 감지하여 리드(200)의 이동량이 측정될 수 있다. 이를 통해, 리드(200)에 가해진 외력의 x축 방향 성분의 힘과 피치 방향 성분의 힘이 측정될 수 있다.When an external force having a component in at least one direction of the x-axis direction and the pitch direction is applied to the flange portion (210) of the lead (200) of the force-torque sensor according to the present embodiment, the lead (200) and the first carrier (310) can be rotated or tilted integrally (see A of FIG. 18) around the y-axis (see C of FIG. 18). At this time, since the base (100) is maintained in a fixed state, the side sensor (640) arranged on the base (100) detects the side magnet (630) arranged on the lead (200), so that the amount of movement of the lead (200) can be measured. Through this, the x-axis direction component and the pitch direction component of the external force applied to the lead (200) can be measured.

이하에서는 본 실시예에 따른 로봇의 구성을 설명한다.Below, the configuration of the robot according to this embodiment is described.

로봇은 몸체를 포함할 수 있다. 로봇은 몸체에 연결되는 암부재를 포함할 수 있다. 로봇의 암부재는 파지부를 포함할 수 있다. 파지부는 일례로 손가락 형상을 포함할 수 있다. 본 실시예의 힘-토크 센서는 암부재의 파지부에 배치될 수 있다. 로봇의 암부재는 관절을 포함할 수 있다. 본 실시예의 힘-토크 센서는 암부재의 관절에 배치될 수 있다.A robot may include a body. The robot may include an arm connected to the body. The arm of the robot may include a gripping portion. The gripping portion may include, for example, a finger shape. The force-torque sensor of the present embodiment may be disposed on the gripping portion of the arm. The arm of the robot may include a joint. The force-torque sensor of the present embodiment may be disposed on a joint of the arm.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without altering the technical concept or essential features thereof. Therefore, the embodiments described above should be understood to be illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (10)

베이스;base; 상기 베이스 상에 배치되는 리드; 및a lead arranged on the base; and 상기 베이스와 상기 리드 사이에 배치되는 제1캐리어와 제2캐리어를 포함하고,Including a first carrier and a second carrier arranged between the base and the lead, 상기 리드가 제1축 방향으로 가압되는 경우, 상기 리드와 상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어는 상기 베이스에 대해 상기 제1축 방향으로 이동하고,When the lead is pressed in the first axial direction, the lead, the first carrier, and the second carrier move in the first axial direction with respect to the base, 상기 리드가 상기 제1축을 중심으로 하는 제1원주방향으로 가압되는 경우, 상기 리드는 상기 제1캐리어에 대해 상기 제1원주방향으로 이동하는 힘-토크 센서.A force-torque sensor in which, when the lead is pressed in a first circumferential direction centered on the first axis, the lead moves in the first circumferential direction with respect to the first carrier. 제1항에 있어서,In the first paragraph, 상기 리드가 상기 제1축과 상기 제1원주방향이 아닌 다른 방향으로 가압되는 경우, 상기 리드와 상기 제1캐리어는 상기 제2캐리어에 대해 이동하는 힘-토크 센서.A force-torque sensor in which the lead and the first carrier move relative to the second carrier when the lead is pressed in a direction other than the first axis and the first circumferential direction. 제1항에 있어서,In the first paragraph, 상기 리드가 상기 제1축에 수직한 제2축 방향 또는 상기 제1축과 상기 제2축 모두와 수직한 제3축 방향으로 가압되는 경우, 상기 리드와 상기 제1캐리어는 상기 제2캐리어에 대해 이동하는 힘-토크 센서.A force-torque sensor in which the lead and the first carrier move relative to the second carrier when the lead is pressed in a second axis direction perpendicular to the first axis or in a third axis direction perpendicular to both the first axis and the second axis. 제3항에 있어서,In the third paragraph, 상기 리드가 상기 제2축을 중심으로 하는 제2원주방향 또는 상기 제3축을 중심으로 하는 제3원주방향으로 가압되는 경우, 상기 리드와 상기 제1캐리어는 상기 제2캐리어에 대해 이동하는 힘-토크 센서.A force-torque sensor in which the lead and the first carrier move relative to the second carrier when the lead is pressed in a second circumferential direction centered on the second axis or in a third circumferential direction centered on the third axis. 제1항에 있어서,In the first paragraph, 상기 리드는 플랜지부와, 상기 플랜지부와 제1탄성부재를 통해 연결되는 캐리어부를 포함하는 힘-토크 센서.A force-torque sensor comprising a flange portion and a carrier portion connected to the flange portion through a first elastic member. 제1항에 있어서,In the first paragraph, 상기 리드와 상기 제1캐리어 사이에 배치되는 제1볼을 포함하고,A first ball is disposed between the lead and the first carrier, 상기 리드와 상기 제1캐리어 중 적어도 하나는 상기 제1볼이 배치되는 제1레일을 포함하고,At least one of the lead and the first carrier includes a first rail on which the first ball is placed, 상기 제1레일은 상기 제1원주방향으로 연장되는 힘-토크 센서.The above first rail is a force-torque sensor extending in the first circumferential direction. 제1항에 있어서,In the first paragraph, 상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어 사이에 배치되는 제2볼을 포함하는 힘-토크 센서.A force-torque sensor including a second ball disposed between the first carrier and the second carrier. 제2항에 있어서,In the second paragraph, 상기 리드와 상기 제1캐리어 사이에 배치되는 제1볼; 및A first ball disposed between the lead and the first carrier; and 상기 제1캐리어와 상기 제2캐리어 사이에 배치되는 제2볼을 포함하고,Including a second ball disposed between the first carrier and the second carrier, 상기 제1볼의 적어도 일부는 상기 제2볼과 상기 제1축 방향으로 중첩되는 힘-토크 센서.A force-torque sensor in which at least a portion of the first ball overlaps the second ball in the first axis direction. 제1항에 있어서,In the first paragraph, 상기 제2캐리어와 상기 베이스 중 어느 하나에 배치되는 제1마그넷; 및A first magnet arranged on either the second carrier or the base; and 상기 제2캐리어와 상기 베이스 중 다른 하나에 배치되고 상기 제1마그넷을 감지하는 제1센서를 포함하는 힘-토크 센서.A force-torque sensor comprising a first sensor disposed on the other of the second carrier and the base and detecting the first magnet. 제1항에 있어서,In the first paragraph, 상기 리드와 상기 베이스 중 어느 하나에 배치되는 제2마그넷; 및a second magnet disposed on one of the above lead and the above base; and 상기 리드와 상기 베이스 중 다른 하나에 배치되고 상기 제2마그넷을 감지하는 제2센서를 포함하는 힘-토크 센서.A force-torque sensor comprising a second sensor disposed on the other of the lead and the base and detecting the second magnet.
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