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力覺(jué)傳感器指的是用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人手臂所產(chǎn)生的力及其所受反力的傳感器，該傳感器可較為靈敏地控制機(jī)器人的一些任務(wù)作業(yè)，尤其是一些精配任務(wù)中，起著至關(guān)重要的作用。力覺(jué)傳感器的元件大多運(yùn)用于半導(dǎo)體應(yīng)變片，在工業(yè)場(chǎng)所中的應(yīng)用場(chǎng)景也越來(lái)越多。那么接下來(lái)就為大家介紹一下力覺(jué)傳感器工作原理和分類。

1.力覺(jué)傳感器工作原理

力覺(jué)傳感器根據(jù)力的檢測(cè)方式不同，可分成：應(yīng)變片式、運(yùn)用壓電元件式及差動(dòng)變壓器、電容位移計(jì)式。其中，應(yīng)變片式壓力傳感器較為普遍，商品化的力傳感器大多數(shù)是這一種。壓電元件很早就用在刀具的受力測(cè)量中，但它不可以測(cè)量靜態(tài)負(fù)載。電阻應(yīng)變片式壓力傳感器是運(yùn)用金屬拉伸時(shí)電阻增大的現(xiàn)象，將它粘貼在加力方向上，可根據(jù)輸出電壓檢測(cè)出電阻的改變所示。電阻應(yīng)變片在左、右方向上加力，用導(dǎo)線接到外部電路。

·腕力傳感器

腕力傳感器是一個(gè)兩邊分別與機(jī)器人腕部和手爪相連接的力覺(jué)傳感器。當(dāng)機(jī)械手夾住工件開(kāi)展操作時(shí)，借助腕力傳感器可以輸出六維(三維力和三維力矩)分量反饋給機(jī)器人控制系統(tǒng)，以操控或調(diào)節(jié)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，開(kāi)展所要求的工作。腕力傳感器分成問(wèn)接輸出型和直接輸出型兩類。間接地輸出型腕力傳感器敏感體本身的構(gòu)造調(diào)節(jié)，但需對(duì)傳感器開(kāi)展校準(zhǔn)，要通過(guò)復(fù)雜的計(jì)算求出傳遞矩陣系數(shù)，運(yùn)用時(shí)開(kāi)展矩陣運(yùn)算后才能提取出六維分量。

·握力傳感器

光纖握力覺(jué)傳感器單元所示，所用的光纖是50μm、125μm的多模光纖，波紋板是由兩個(gè)相互嚙合的V形槽板組成，為了更好地保持平衡，在槽的另一端放置一根不通光的虛設(shè)光纖，板的厚度為3mm。當(dāng)物體壓力作用于握力覺(jué)傳感器時(shí)，波紋板的上蓋相對(duì)于下蓋位移，使光纖形成變形，借助測(cè)量光信號(hào)的衰減可間接地得知壓力的大小。

·腳力傳感器

二足步行機(jī)器人在人類生活的環(huán)境中運(yùn)用比較方便，但不穩(wěn)定，操控較復(fù)雜。為掌握步行時(shí)的狀態(tài)，需裝各種傳感器，在其中腳力傳感器是與外界接觸的傳感器，對(duì)步行操控來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的。手指式力傳感器

手指式力傳感器，一般通過(guò)應(yīng)變片或壓阻敏感元件測(cè)量多維力而形成輸出信號(hào)，常用于小范圍工作，如靈巧手抓雞蛋等實(shí)驗(yàn)，精度高、可靠性好，逐漸成為力操控研究的一個(gè)重要方向，但多指協(xié)調(diào)復(fù)雜。

2.力覺(jué)傳感器運(yùn)用現(xiàn)狀

力控制技術(shù)尚未實(shí)用化的主要原因：一個(gè)是目前的機(jī)器人技術(shù)還尚未完全達(dá)到開(kāi)展力操控的水平;二是力操控的理論體系尚未完善。此外，從理論上掌握機(jī)器人動(dòng)作和環(huán)境的系統(tǒng)配置及相應(yīng)的通用機(jī)器人語(yǔ)言還有待更進(jìn)一步研究。這一系列研究開(kāi)發(fā)工作需要開(kāi)展傳感器反饋控制，具有通用硬件和軟件的機(jī)器人控制系統(tǒng)。而目前商品化的機(jī)器人主要是以位置操控為基礎(chǔ)的操控或示教方式。

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力覺(jué)傳感器的分類及運(yùn)用現(xiàn)狀

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