多維力傳感器的工作原理和實(shí)際案例應(yīng)用

多維力傳感器和扭矩傳感器是一種提供三軸力和三軸力矩反饋的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人控制、機(jī)械實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究等不同場(chǎng)景。與其他常見的力測(cè)量?jī)x器不同，多維力和扭矩傳感器可以測(cè)量完整的六自由度環(huán)境力數(shù)據(jù)，以適應(yīng)更多的應(yīng)用。各行各業(yè)都在思考如何提高效率和降低成本。中國(guó)共產(chǎn)黨第十九屆全國(guó)代表大會(huì)的報(bào)告指出，中國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)從快速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。工業(yè)作為新中國(guó)成立以來經(jīng)濟(jì)建設(shè)的首要任務(wù)，在新時(shí)代的背景下率先走上了創(chuàng)新促進(jìn)發(fā)展的道路。以機(jī)器人為代表的先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備具有高效、可靠、經(jīng)濟(jì)先進(jìn)的特點(diǎn)，已被證明是科學(xué)產(chǎn)業(yè)最有效的方向。多維力和扭矩傳感器以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展了新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，也為研究人員分析和測(cè)量提供了新的工具。

隨著機(jī)器人力控制技術(shù)的發(fā)展，基于六軸力/扭矩傳感器系統(tǒng)的力控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，以機(jī)器人為主體的現(xiàn)代制造和加工已成為時(shí)代的寵兒。六軸力/扭矩傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用使機(jī)器人感知，提高精度和靈活性。機(jī)器人力控制能快速準(zhǔn)確地適應(yīng)加工材料或零件的表面輪廓和連續(xù)性，有效提高加工效果，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短節(jié)拍時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

分析多維力傳感器的現(xiàn)狀。

目前，多維力和扭矩傳感器已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，特別是在機(jī)器人領(lǐng)域。隨著機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)入智能機(jī)器人階段，智能機(jī)器人的觸覺，多維力和扭矩傳感器作為測(cè)量機(jī)器人終端操作員與外部環(huán)境接觸或抓取力和扭矩傳感器，為機(jī)器人力控制和運(yùn)動(dòng)控制提供力信息，完成一些復(fù)雜、精細(xì)的操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能起著重要作用。

各種力傳感器設(shè)備可以提供一個(gè)或多個(gè)維度的力和扭矩反饋。它們的共同工作原理是通過不同的感應(yīng)元件將外力信號(hào)轉(zhuǎn)換為用戶的電信號(hào)。多維力和扭矩傳感器是最復(fù)雜、最全面的信息之一。傳感器的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，應(yīng)用場(chǎng)景也不同。在本次直播中，蘇哲將分享六維扭矩傳感器的工作原理和實(shí)際案例應(yīng)用。

如何選擇合適的多維力和扭矩傳感器。

根據(jù)敏感元件的類型，多維力和扭矩傳感器可分為電阻應(yīng)變式、壓電式、電容式、光學(xué)式等。ATI六軸扭矩傳感器采用硅應(yīng)變片原理，將硅應(yīng)變片粘貼在扭矩梁上。硅應(yīng)變片應(yīng)產(chǎn)生外力后的電阻變化，然后轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后根據(jù)電壓變化對(duì)應(yīng)輸出和扭矩值。傳感器向機(jī)器人控制器輸出六個(gè)值Fx、Fy、Fz、Tx、Ty和Tz。不同的機(jī)器人根據(jù)自己的機(jī)器人控制系統(tǒng)開發(fā)自己的軟件包，計(jì)算成可執(zhí)行程序，從而改變機(jī)器人工具和工件之間的接觸。