在某些場合,不需要測量完整的六個力和力矩分量而只需要測量其中某幾個分量,因此,就有了二、三、四、五維的多維力傳感器,其中每一種傳感器都可能包含有多種組合形式。多維力傳感器與單軸力傳感器比較,除了要解決對所測力分量敏感的單調(diào)性和一致性問題外,還要解決因結(jié)構(gòu)加工和工藝誤差引起的維間(軸間)干擾問題、動靜態(tài)標定問題以及矢量運算中的解耦算法和電路實現(xiàn)等。我們已經(jīng)解決了多維力傳感器研究中的科學(xué)問題,如彈性體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、力學(xué)性能評估、矢量解耦算法等,也掌握了核心制造技術(shù),具有從宏觀機械到微機械的設(shè)計加工能力。產(chǎn)品覆蓋了二維到六維的全系列多維傳感器,量程范圍從幾百克力到幾十噸,并獲得彈性體結(jié)構(gòu)和矢量解耦電路等方面多項zhuanli技術(shù)。多維力傳感器廣泛應(yīng)用于機器人手指、手爪研究;機器人外科手術(shù)研究;指力研究;牙齒研究;力反饋;剎車檢測;精密裝配、切削;復(fù)原研究;整形外科研究;產(chǎn)品測試;觸覺反饋;示教學(xué)習(xí)。行業(yè)覆蓋了機器人、汽車制造、自動化流水線裝配、生物力學(xué)、航空航天、輕紡工業(yè)等領(lǐng)域。
多維力傳感器-結(jié)構(gòu)類別
三維力傳感器能同時檢測三維空間的三個力信息(Fx、Fy、Fz),通過它控制系統(tǒng)不但能檢測和控制機器人手爪取物體的握力,而且還可以檢測抓物體的重量,以及在抓取操作過程中是否有滑動、振動等。三維指力傳感器有側(cè)裝和頂裝式兩種,側(cè)裝式三維力指力傳感器一般用于二指的機器人夾持器,頂裝式三維指力傳感器一般用于機器人多指靈巧手。六維力傳感器是智能機器人重要的傳感器,它能同時檢測三維空間(笛卡爾坐標系)的全力信息,即三個力分量和三個力矩分量。本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于精密裝配,自動磨削、輪廓跟蹤、雙手協(xié)調(diào)、零力示教等作業(yè)中,在航空、航天及機械加工,汽車等行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。傳感器彈性體采用zhuanli結(jié)構(gòu),靈敏度高、剛性好、維間耦合小、有機械過載保護功能。綜合解耦橋路信號綜合為三維空間的六個分量,可直接用于力控制。采用標準串口和并口輸入輸出。產(chǎn)品既可與控制計算機組成兩級計算機系統(tǒng),也可聯(lián)接終端,構(gòu)成獨立的測試裝置。
多維力傳感器-傳感器選型
傳感器被喻為電子衡器的心臟,它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準確度和穩(wěn)定性。在設(shè)計電子衡器時,經(jīng)常要遇到如何選用傳感器的問題。稱重傳感器實際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。用傳感器應(yīng)先要考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境,這點對正確選用傳感器至關(guān)重要,它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的使用壽命,乃至整個衡器的可靠性和沒有危險性。環(huán)境給傳感器造成的影響主要有以下幾個方面:
(1)高溫環(huán)境對傳感器造成涂覆材料熔化、焊點開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問題。對于高溫環(huán)境下工作的傳感器常采用耐高溫傳感器;另外,需要加有隔熱、水冷或氣冷等裝置。
(2)粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。在此環(huán)境條件下應(yīng)選用密閉性很高的傳感器。不同的傳感器其密封的方式是不同的,其密閉性存在著很大差異。常見的密封有密封膠充填或涂覆;橡膠墊機械緊固密封;焊接(氬弧焊、等離子束焊)和抽真空充氮密封。從密封效果來看,焊接密封為佳,充填涂覆密封膠為量差。對于室內(nèi)干凈、干燥環(huán)境下工作的傳感器,可選擇涂膠密封的傳感器,而對于一些在潮濕、粉塵性較高的環(huán)境下工作的傳感器,應(yīng)選擇膜片熱套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的傳感器。
(3)在腐蝕性較高的環(huán)境下,如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產(chǎn)生短路等影響,應(yīng)選擇外表面進行過噴塑或不銹鋼外罩且密閉性好的傳感器。
(4)電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。在此情況下,應(yīng)對傳感器的屏蔽性進行嚴格檢查,看其是否具有良好的抗電磁能力。
(5)易燃、易爆不僅對傳感器造成損害,而且還給其它設(shè)備和人身沒有危險造成很大的威脅。因此,在易燃、易爆環(huán)境下工作的傳感器對防爆性能提出了更高的要求:在易燃、易爆環(huán)境下需要選用防爆傳感器,這種傳感器的密封外罩不僅要考慮其密閉性,還要考慮到防爆強度,以及電纜線引出頭的防水、防潮、防爆性等。