專利名稱：力檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測沿1軸方向施加的操作者的操作力的力檢測裝置。
背景技術(shù)：
以往，提出過具有利用動(dòng)力來輔助人力的動(dòng)力輔助功能的臺(tái)車。圖10表示了以往的帶有動(dòng)力輔助功能的臺(tái)車8的構(gòu)成，在該帶有動(dòng)力輔助功能的臺(tái)車8的保持部84上設(shè)有操作者施加操作力的把手80，在該把手80的兩個(gè)端部配備有一對(duì)力檢測裝置9、9(例如參照日本國公開專利公報(bào)平9-202235號(hào))。
所述保持部84被借助4根支柱83～83支承在基座保持部85上。在該基座保持部85上，配備有2個(gè)馬達(dá)82、82、控制該馬達(dá)82的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)控制裝置86和向馬達(dá)82供給電能的電池87，兩馬達(dá)82、82分別與一對(duì)齒輪81、81連結(jié)。
圖11表示了力檢測裝置9的構(gòu)成，在所述支柱83的上部設(shè)有合頁(hinge)94，在該合頁94上連結(jié)有把手80的基端部。另外，在合頁94的上方配備有由壓力傳感器構(gòu)成的測壓元件93，該測壓元件93的一端被安裝于把手80上，另一端被安裝于支柱83上。
在支柱83上的測壓元件93的上方位置突出設(shè)有把手鎖合部90。在該把手鎖合部90上開設(shè)有長孔狀的把手鎖合孔91，把手80貫穿該把手鎖合孔91。在該把手鎖合部90的上方，在把手80和支柱83之間拉設(shè)有彈簧92，利用該彈簧92對(duì)測壓元件93施加預(yù)壓力。
當(dāng)操作者對(duì)把手80施加操作力時(shí)，該把手80即以合頁94為中心擺動(dòng)。當(dāng)減小該操作力時(shí)，因彈簧92的反彈力，把手80恢復(fù)到合頁94的正上方位置。操作者施加在把手80上的操作力可以根據(jù)各測壓元件93的檢測值與所述預(yù)壓力的差求得，驅(qū)動(dòng)控制裝置86被與該力的大小對(duì)應(yīng)地控制。
但是，在所述力檢測裝置9中，由于把手80以合頁94為中心擺動(dòng)，因此當(dāng)在該把手80略為傾斜的狀態(tài)下，操作者對(duì)把手80沿前進(jìn)方向施加力時(shí)，就會(huì)在測壓元件93上作用該力的水平方向的分力和垂直方向的分力。這里，作為壓力傳感器的測壓元件93是僅檢測1軸方向的力的傳感器，然而如上所述，由于在測壓元件93上不僅作用有所述1軸方向的力，還作用有與之正交的方向的力，因此無法高精度地檢測水平方向的分力。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)力檢測裝置的檢測精度的提高。
本發(fā)明的力檢測裝置是檢測施加在1軸方向上的操作者的操作力的裝置，其特征是，具備接受所述操作力的受力部11；設(shè)于支承體6上而檢測所述1軸方向的力的力檢測部5；被配置成相對(duì)于所述支承體6可以沿所述1軸方向的直線上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，將所述受力部11所受到的操作力向所述力檢測部5側(cè)傳播的力傳播體3；設(shè)于所述支承體6上，引導(dǎo)所述力傳播體3的往復(fù)移動(dòng)的導(dǎo)引部；被所述力傳播體3樞軸支承，在沿著所述1軸方向的平面內(nèi)能夠擺動(dòng)的預(yù)壓力接受部2；夾持所述預(yù)壓力接受部2的擺動(dòng)軸而與兩側(cè)部連結(jié)，向所述力檢測部5提供預(yù)壓力的一對(duì)彈性構(gòu)件。
在所述本發(fā)明的力檢測裝置中，假使操作者沿相對(duì)于所述1軸方向傾斜的方向施加操作力時(shí)，則沿所述傾斜方向施加的力被分解為沿著所述1軸方向的分力和沿與所述1軸方向正交的方向的分力，利用所述1軸方向的分力，力傳播體3沿著支承體6的導(dǎo)引部移動(dòng)。另外，與該1軸方向正交的方向的分力被支承體6承受。所以，在力檢測部5上僅施加該1軸方向的分力，而未施加與該1軸方向正交的方向的分力。
另外，由于預(yù)壓力接受部2與一對(duì)彈性構(gòu)件的反彈力的差對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)，因此一對(duì)彈性構(gòu)件的反彈力相等，對(duì)于力傳播體3不會(huì)作用偏轉(zhuǎn)方向的力。這樣，力傳播體3就能夠?qū)崿F(xiàn)沿著所述1軸方向的平穩(wěn)的往復(fù)移動(dòng)。
在具體的構(gòu)成中，預(yù)壓力接受部2的中央部推壓力檢測部5，向該力檢測部5提供預(yù)壓力，并且由力傳播體3傳播的操作力被提供給該力檢測部5。
另外，在具體的構(gòu)成中，一對(duì)彈性構(gòu)件由夾持力檢測部5而在其兩側(cè)沿1軸方向延伸的一對(duì)螺旋彈簧4、4構(gòu)成，各螺旋彈簧4被拉設(shè)于預(yù)壓力接受部2和支承體6之間。在該具體的構(gòu)成中，通過將一對(duì)螺旋彈簧4、4設(shè)于力檢測部5的兩側(cè)的空間，整體變得十分緊湊，這樣就可以將力檢測裝置小型化。
另外，在具體的構(gòu)成中，力傳播體3具備沿著所述導(dǎo)引部的表面轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)輥30。根據(jù)該具體的構(gòu)成，力傳播體3就會(huì)基本上不受阻力地平穩(wěn)地移動(dòng)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的力檢測裝置，可以獲得高檢測精度。


圖1是本發(fā)明的帶有動(dòng)力輔助功能的臺(tái)車的立體圖。
圖2是本發(fā)明的力檢測裝置的立體圖。
圖3是本發(fā)明的力檢測裝置的側(cè)視圖。
圖4是表示力檢測裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖5是將圖4的一部分省略表示的立體圖。
圖6是力傳播體的立體圖。
圖7是表示將力傳播體分解了的狀態(tài)的立體圖。
圖8是將其他的實(shí)施方式的力檢測裝置的一部分省略了的立體圖。
圖9是將圖8的一部分放大表示的立體圖。
圖10是以往的帶有動(dòng)力輔助功能的臺(tái)車的立體圖。
圖11是以往的力檢測裝置的立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面將依照附圖，對(duì)將本發(fā)明的力檢測裝置在帶有動(dòng)力輔助功能的臺(tái)車中實(shí)施的方式進(jìn)行具體說明。如圖1所示，本發(fā)明的帶有動(dòng)力輔助功能的臺(tái)車13具備承載臺(tái)17，在該承載臺(tái)17的背面，在臺(tái)車13的行進(jìn)方向的前部配備有一對(duì)驅(qū)動(dòng)輪14、14，并且在臺(tái)車13的后部配備有一對(duì)輔助輪15、15。在兩驅(qū)動(dòng)輪14、14上連結(jié)有馬達(dá)18、18。
在承載臺(tái)17的后端部，豎立設(shè)有一對(duì)支承構(gòu)件16、16，在兩支承構(gòu)件16、16上配備有支承體6，在構(gòu)成該支承體6的頂板60和底座61的兩側(cè)部配備有一對(duì)力檢測裝置1、1。在2個(gè)力檢測裝置1、1上，架設(shè)有操作者所把持而施加操作力的把手10，當(dāng)操作者對(duì)把手10施加力時(shí)，2個(gè)力檢測裝置1、1即檢測臺(tái)車13的前進(jìn)·后退方向的操作力，通過基于該檢測結(jié)果，控制賦予兩馬達(dá)18、18的力矩和旋轉(zhuǎn)方向，來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輔助功能。構(gòu)成所述支承體6的底座61被固定于支承構(gòu)件16、16的上端部。
如圖2所示，頂板60和底座61在相互面對(duì)的位置上被借助多根支柱62相互連結(jié)。在支承體6的頂板60的背面，形成有沿著沿所述前進(jìn)·后退方向的1軸方向延伸的槽狀的頂軌64，在支承體6的底座61的表面，形成有沿所述1軸方向延伸的槽狀的底軌65，兩軌道64、65相互面對(duì)。
兩個(gè)力檢測裝置1、1由于具有相對(duì)于從把手10的中央部沿所述1軸方向延伸的中心線左右對(duì)稱的構(gòu)造，因此以下僅對(duì)一方的力檢測裝置1進(jìn)行說明。如圖2所示，在把手10的端部安裝有受力部11。該受力部11如圖3所示，具有開口12，在該開口12中嵌合有圖2所示的把手10的端部。
如圖3所示，在受力部11上連結(jié)有力傳播體3，在該力傳播體3的上部和下部分別并列設(shè)有2個(gè)輥30、30。上部的2個(gè)輥30、30沿著所述頂軌64轉(zhuǎn)動(dòng)，下部的2個(gè)輥30、30沿著底軌65轉(zhuǎn)動(dòng)。在力傳播體3的端部，沿上下延伸的撐條狀的預(yù)壓力接受部2在中央部被樞軸支承。
如圖6及圖7所示，力傳播體3具備一對(duì)側(cè)板31a、31b，兩側(cè)板31a、31b具有預(yù)壓力接受部2側(cè)的端部朝向預(yù)壓力接受部2突出的形狀。在一方的側(cè)板31a上安裝有5個(gè)軸部32～32，在另一方的側(cè)板32b上與該軸部32～32相面對(duì)的位置上開設(shè)有5個(gè)孔33～33。4個(gè)軸部32～32貫穿開設(shè)于4個(gè)輥30的中心部的4個(gè)孔35～35，側(cè)板31a的4個(gè)軸部32～32與側(cè)板31b的4個(gè)孔33～33嵌合。另外，軸部32貫穿開設(shè)于預(yù)壓力接受部2的中央部的軸孔21，側(cè)板31a的軸部32與側(cè)板31b的孔33嵌合，從而將兩側(cè)板31a、31b連結(jié)。這樣，預(yù)壓力接受部2就能夠在沿著1軸方向的平面內(nèi)擺動(dòng)地被力傳播體3支承。
如圖3所示，在預(yù)壓力接受部2的兩個(gè)端部開設(shè)有彈簧勾掛孔20、20。在與受力部11相反一側(cè)的支承體6的端部配備有垂直平板63，該垂直平板63被設(shè)于底座61上。在垂直平板63的上部和下部貫穿有彈簧柱7、7，在兩彈簧柱7、7上螺合有預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺栓70，并且在兩彈簧柱7、8的端部開設(shè)有彈簧勾掛孔71。這里，通過旋轉(zhuǎn)預(yù)壓力調(diào)節(jié)螺檢70，將彈簧柱7沿所述1軸方向移動(dòng)，就可以使后述的螺旋彈簧4彈性變形，由此就可以調(diào)節(jié)施加在力檢測部5上的預(yù)壓力。
如圖4所示，在預(yù)壓力接受部2和垂直平板63之間配備有力檢測部5。該力檢測部5由以能夠僅檢測所述1軸方向的推壓力的壓力傳感器形成的力檢測傳感器50、將該力檢測傳感器50支承于底座61上的一對(duì)支承部51、51構(gòu)成。
如圖5所示，在力檢測部5的上方和下方配備有一對(duì)螺旋彈簧4、4，該螺旋彈簧4、4被拉設(shè)于所述預(yù)壓力接受部2的彈簧勾掛孔20、20與垂直平板63的彈簧勾掛部71、71之間。利用螺旋彈簧4、4的反彈力，預(yù)壓力接受部2的前方中央部將力檢測傳感器50沿所述1軸方向推壓，這樣就對(duì)該力檢測傳感器50提供了預(yù)壓力。所以，當(dāng)在圖2所示的把手10上未施加外力時(shí)，由力檢測傳感器50檢測出一定的預(yù)壓力，當(dāng)對(duì)把手10施加了外力時(shí)，則會(huì)由力檢測傳感器50檢測出預(yù)壓力和外力的合力。
根據(jù)所述本發(fā)明的力檢測裝置，當(dāng)操作者對(duì)把手10施加相對(duì)于水平方向傾斜的方向的力時(shí)，該力即被分解為水平方向的分力和垂直方向的分力。由于力傳播體3能夠沿所述1軸方向移動(dòng)，而在與所述1軸方向正交的方向的移動(dòng)被限制，因此垂直方向的分力就被支承體6的底座64或底軌65承受。所以，由于在力檢測傳感器50上僅施加所述1軸方向的力，而未施加與所述1軸方向正交的方向的力，因此就可以精度優(yōu)良地檢測力。
另外，由于在能夠在沿著1軸方向的平面內(nèi)擺動(dòng)的預(yù)壓力接受部2上連結(jié)有一對(duì)螺旋彈簧4、4，預(yù)壓力接受部2與一對(duì)螺旋彈簧4、4的反彈力的差對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)，因此一對(duì)螺旋彈簧4、4的反彈力相等，對(duì)力傳播體3不會(huì)作用偏轉(zhuǎn)方向的力。這樣，力傳播體3就能夠?qū)崿F(xiàn)沿著所述1軸方向的平穩(wěn)的往復(fù)移動(dòng)。
在所述力檢測裝置1中，如圖4所示，由于夾持著力檢測傳感器50在兩側(cè)拉設(shè)有一對(duì)螺旋彈簧4、4，因此整體變得緊湊，由此可以將力檢測傳感器小型化。
而且，本發(fā)明的各部構(gòu)成并不限定于所述實(shí)施方式，對(duì)于技術(shù)人員來說，在不脫離技術(shù)方案所記載的本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)各種變形。例如，根據(jù)所述實(shí)施例，雖然是利用預(yù)壓力接受部2來推壓力檢測傳感器50，然而也可以如圖8及圖9所示，通過形成如下的突部34，即，力傳播體3側(cè)的端部比預(yù)壓力接受部2更向力檢測傳感器50側(cè)突出而將該預(yù)壓力接受部2包圍，從而利用力傳播體3來推壓力檢測傳感器50。另外，力檢測傳感器50除了使用一般的測壓元件以外，還可以使用超磁變形式傳感器或壓敏橡膠式傳感器等。
權(quán)利要求
1.一種力檢測裝置，是檢測施加在1軸方向上的操作者的操作力的裝置，其特征是，具備接受所述操作力的受力部；設(shè)于支承體上而檢測所述1軸方向的力的力檢測部；力傳播體，其被配置成相對(duì)于所述支承體可以沿所述1軸方向的直線上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，將所述受力部所受到的操作力向所述力檢測部側(cè)傳播；設(shè)于所述支承體上，引導(dǎo)所述力傳播體的往復(fù)移動(dòng)的導(dǎo)引部；被所述力傳播體樞軸支承，在沿著所述1軸方向的平面內(nèi)能夠擺動(dòng)的預(yù)壓力接受部；夾持所述預(yù)壓力接受部的擺動(dòng)軸而在兩側(cè)部連結(jié)，向所述力檢測部提供預(yù)壓力的一對(duì)彈性構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力檢測裝置，其特征是，所述預(yù)壓力接受部的中央部推壓所述力檢測部，向該力檢測部提供預(yù)壓力，并且由力傳播體傳播的操作力被提供給該力檢測部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力檢測裝置，其特征是，所述一對(duì)彈性構(gòu)件由夾持所述力檢測部而在其兩側(cè)沿1軸方向延伸的一對(duì)螺旋彈簧構(gòu)成，各螺旋彈簧被拉設(shè)于所述預(yù)壓力接受部和支承體之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力檢測裝置，其特征是，所述力傳播體具備沿著所述導(dǎo)引部的表面轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)輥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種力檢測裝置，是檢測施加在1軸方向上的操作者的操作力的裝置，具備接受操作力的受力部；設(shè)于支承體上而檢測所述1軸方向的力的力檢測部；力傳播體，其被配置成相對(duì)于所述支承體可以沿所述1軸方向的直線上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，將所述受力部所受到的操作力向所述力檢測部側(cè)傳播；設(shè)于所述支承體上而引導(dǎo)力傳播體的往復(fù)移動(dòng)的導(dǎo)引部；被力傳播體樞軸支承而能夠在沿著所述1軸方向的平面內(nèi)擺動(dòng)的預(yù)壓力接受部；夾持預(yù)壓力接受部的擺動(dòng)軸而與兩側(cè)部連結(jié)，向力檢測部提供預(yù)壓力的一對(duì)螺旋彈簧。該力檢測裝置可以實(shí)現(xiàn)檢測精度的提高。
文檔編號(hào)B62B3/00GK1854700SQ200610075508
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者村上誠治, 東條直人 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社