淺談測(cè)力傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用
多維力傳感器產(chǎn)品的背景介紹：
寧波辰邦多維力傳感器測(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(mén)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。
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；
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。
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。
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；
汽車(chē)制動(dòng)測(cè)試：汽車(chē)各個(gè)車(chē)輪的力和力矩方向可以通過(guò)力感知傳感器測(cè)量。
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)生飄移、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。
核心產(chǎn)品介紹：
寧波辰邦研發(fā)團(tuán)隊(duì)潛心3年自主研發(fā)的六維力/力矩傳感器，具有體積非常小和精度非常高的特點(diǎn)，可以測(cè)量出三維空間中任何一個(gè)力和力矩的大小和方向，即3個(gè)力分量Fx、Fy、Fz和3個(gè)力矩分量Mx、My、Mz。
產(chǎn)品性能介于國(guó)際上的德國(guó)ME system和美國(guó)ATI產(chǎn)品之間，國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng)。
目前它可以作為機(jī)器人智能化和高效化的重要核心部件。
創(chuàng)新之處：
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)。
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。
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。
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。
測(cè)力傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用：
伴隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用愈來(lái)愈普遍，其工作效能大大提升了公司的生產(chǎn)量。但是，工業(yè)機(jī)械手不能夠很好地檢測(cè)周邊環(huán)境，必須與專(zhuān)業(yè)儀器設(shè)備融合才能達(dá)到作用。伴隨著越來(lái)越多感應(yīng)器被加入到智能機(jī)器人中，促使智能機(jī)器人更為靈活和智能化系統(tǒng)，下文簡(jiǎn)單介紹了測(cè)力傳感器在智能機(jī)器人里的運(yùn)用。
1.恒立
寧波辰邦扭力傳感器要為碾磨和打磨等使用而制造出來(lái)的。所以這些應(yīng)用軟件難以自動(dòng)化技術(shù)，智能機(jī)器人必須某類(lèi)力回饋來(lái)決定它推動(dòng)力是否足夠。以在系統(tǒng)中引進(jìn)力反饋回路，這種應(yīng)用軟件能夠很方便地完成自動(dòng)化技術(shù)，而且生產(chǎn)流程能夠保持一致。在這樣的情況下，必須外圍設(shè)備，而不是機(jī)器人生產(chǎn)商所提供的內(nèi)嵌式解決方法。
2.目標(biāo)方向
結(jié)合實(shí)際，很多消費(fèi)者常常覺(jué)得僅有來(lái)定位和量化的一部分是采用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)?？墒聦?shí)上不是這樣的。毫無(wú)疑問(wèn)，視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)是一種很好的精準(zhǔn)定位或量化分析零件的方式，但應(yīng)用稱(chēng)重傳感器來(lái)發(fā)覺(jué)檢測(cè)和零件也是可行的。明確他們?cè)趚-y平面內(nèi)位置是一回事，而明確他們高度乃是另一回事。實(shí)際上，要做到這一點(diǎn)，你必須一個(gè)三維視覺(jué)系統(tǒng)軟件。假如是一堆物件，你不需要知道整堆一個(gè)物體準(zhǔn)確部位，你只要總是查看一下。智能機(jī)器人必須做的就是明確樁高度，并調(diào)節(jié)爬取高度。
另一個(gè)應(yīng)用測(cè)力傳感器的收藏功能是傳感器“自由模式”。這應(yīng)該是無(wú)法靈活運(yùn)用測(cè)力傳感器的主要參數(shù)?！薄白杂赡Ｊ健被颉傲阒亓Α狈绞侥軌颉半S意”機(jī)器人軸，這將導(dǎo)致它可以提高有效性。比如，如果想在數(shù)控車(chē)床上扭緊零件，能夠松掉2個(gè)軸，使零件能夠合閉，與此同時(shí)仍保持耐磨性。這使每一個(gè)力都能夠增加在零件的核心，而不會(huì)對(duì)智能機(jī)器人軸增加額外力。
3.反復(fù)
假如客戶(hù)正在考慮應(yīng)用智能機(jī)器人實(shí)行安裝每日任務(wù)，希望他們智能機(jī)器人可以一次又一次地反復(fù)同樣的每日任務(wù)。但是，安裝每日任務(wù)無(wú)法自動(dòng)化技術(shù)的原因之一是他們必須操作工開(kāi)展力檢驗(yàn)。根據(jù)引進(jìn)測(cè)力傳感器，能夠感受到安裝環(huán)節(jié)中增加的外力作用。當(dāng)智能機(jī)器人將電池連接到手機(jī)處時(shí)，它須增加力。由于這類(lèi)構(gòu)件非常容易毀壞，所以很難全面地拼裝下去。這也是為什么要設(shè)置一個(gè)極低的力閥值來(lái)避免構(gòu)件移位和毀壞。
