六維力傳感器 - 機(jī)器人智能化和高效化的重要部件
來(lái)源：鑫精誠(chéng)-Charlie
發(fā)布時(shí)間：2024-6-28
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1. 六維力傳感器簡(jiǎn)介
力傳感器，是利用力敏感元件和轉(zhuǎn)換元件及處理單元把一個(gè)或多個(gè)力學(xué)量（張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變等）轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出（電壓、電流、總線等）的器件。而六維傳感器則能夠同時(shí)測(cè)量三個(gè)力分量和三個(gè)力矩分量的傳感器，也是多維力傳感器最完整的形態(tài)，目前主要應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人等領(lǐng)域。力傳感器的研制涉及到力學(xué)、機(jī)械、材料、計(jì)量等多學(xué)科交叉融合，壁壘較高。
2. 企業(yè)痛點(diǎn)
之前國(guó)內(nèi)工程項(xiàng)目所使用傳感器主要依靠進(jìn)口，但是這種方式存在種種弊端，例如價(jià)格高、采購(gòu)時(shí)間長(zhǎng)、延誤工期等弊端。另外，進(jìn)口國(guó)外傳感器在使用一年左右后會(huì)發(fā)生漂移、測(cè)量不準(zhǔn)確，需要返回到國(guó)外重新標(biāo)定，大約3個(gè)月左右，這樣，既花費(fèi)費(fèi)用，又耽誤了一段時(shí)間。為了解決這些痛點(diǎn)，我們必須發(fā)展自有技術(shù)、自主品牌的傳感器。
六維力傳感器產(chǎn)品的背景
力感知傳感器測(cè)量技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)廣闊，在國(guó)際和國(guó)內(nèi)都是重要的、熱門的源技術(shù)研究領(lǐng)域，這種力感知傳感器的應(yīng)用可以說(shuō)無(wú)處不在。
1. 航空航天：作用在處于發(fā)射狀態(tài)的火箭上的隨著時(shí)間變化的力的方向和大小等的數(shù)據(jù)可以通過(guò)安裝在發(fā)射架上的力感知傳感器測(cè)量；
2. 人工智能機(jī)器人：機(jī)器人在與外部環(huán)境接觸時(shí)受到的力和力矩等可以通過(guò)安裝在指尖上的力感知傳感器測(cè)量，能夠?yàn)闄C(jī)器人提供感知力或是力矩的環(huán)境，主要包括物體外部形狀跟蹤、直接示教的機(jī)器人零力控制、多臂協(xié)同工作、防物體掉落的自動(dòng)裝卸、參與醫(yī)療外科手術(shù)、協(xié)助病人的康復(fù)鍛煉等。
3. 康復(fù)機(jī)器人：大多數(shù)康復(fù)機(jī)器人都以力-力矩信號(hào)作為人機(jī)相互作用的表現(xiàn)形式，力感知傳感器能夠建立力和人的意圖關(guān)系，幫助康復(fù)治療更有效和更安全。
4. 生命運(yùn)動(dòng)學(xué)：在跳高和跳遠(yuǎn)比賽中運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間跳躍力的大小和方向可以通過(guò)力感知傳感器測(cè)量；
5. 汽車制動(dòng)測(cè)試：汽車各個(gè)車輪的力和力矩方向可以通過(guò)力感知傳感器測(cè)量。
創(chuàng)新之處
1. 科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)和分析：傳感器本體（彈性體）采用超級(jí)計(jì)算機(jī)和強(qiáng)大的商業(yè)軟件進(jìn)行了多次的科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)和分析，而不是憑設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
2. 傳感器精度高：從硬件（合理的本體結(jié)構(gòu)和應(yīng)變片貼片方案）和軟件（信號(hào)輸出解耦算法）兩方面解決了多維間耦合問(wèn)題。提升了各種傳感器的精度。
3. 尺寸?。菏忻嫔狭餍械拇蠖际浅叽巛^大的傳感器，容易制作，大尺寸傳感器由于本身的重量和慣性會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量精度。小尺寸的傳感器制作就要解決許多困難，例如，本體的加工，傳感器安裝，應(yīng)變片布置，應(yīng)變片貼片，等等。
4. 動(dòng)態(tài)性能顯著改進(jìn)：包括響應(yīng)頻率的寬度和響應(yīng)速度，傳感器有靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能，動(dòng)態(tài)性能對(duì)傳感器的測(cè)量精度尤其重要。在以往的傳感器大都還是集中在靜態(tài)性能方面，對(duì)動(dòng)態(tài)性能方面的研究少之又少。本產(chǎn)品對(duì)傳感器彈性體的靜態(tài)-動(dòng)態(tài)性能都有改善。
力傳感器賦予了機(jī)器人觸覺(jué)，讓機(jī)器人更好的感知這個(gè)世界，隨著智能化機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富，六維力傳感器將成為未來(lái)人機(jī)交互的重要橋梁。
深圳市鑫精誠(chéng)技術(shù)有限公司主要從事于拉壓力傳感器、微型測(cè)力傳感器、高精度稱重傳感器、扭矩傳感器、S型傳感器、懸臂梁傳感器、多維力傳感器、張力傳感器、變送器、控制儀表的研發(fā)生產(chǎn)及力控系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商
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