淺談多軸測(cè)力傳感器的應(yīng)用
力傳感器是一種傳感器，它可以測(cè)量物體所受的力，包括拉力、推力、扭矩等力。它可以測(cè)量物體所受的多種力，包括重力、空氣力、推力、拉力、扭矩等，同時(shí)可以測(cè)量多軸的力。力傳感器可以測(cè)量多個(gè)軸的力，例如X，Y，Z軸，也可以測(cè)量更多軸的力。
什么是多軸力傳感器？
多軸力傳感器是一種用于測(cè)量多個(gè)不同軸向上的力和力矩的傳感器。它通常是一種微型傳感器，可以測(cè)量和記錄物體受到的各種力的大小和方向，可以在多個(gè)不同的軸向上測(cè)量力，可以提供精確的數(shù)據(jù)。多軸力傳感器可以用于汽車(chē)行業(yè)，機(jī)器人技術(shù)，航空航天，制造業(yè)，測(cè)試和測(cè)量，以及其他諸如加工，塑料注射成型，裝配，檢測(cè)，計(jì)算機(jī)加工，電子制造和機(jī)械制造等領(lǐng)域。
多維力傳感器指的是一種能夠同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向以上力及力矩分量的力傳感器，在笛卡爾坐標(biāo)系中力和力矩可以各自分解為三個(gè)分量，因此，多維力最完整的形式是六維力/力矩傳感器，即能夠同時(shí)測(cè)量三個(gè)力分量和三個(gè)力矩分量的傳感器，廣泛使用的多維力傳感器就是這種傳感器。
多軸力傳感器工作原理：
多軸力傳感器是一種綜合性的傳感器，可以測(cè)量多種指標(biāo)，如力、加速度、速度、位移和應(yīng)變。它的基本原理是，壓電片和磁鐵結(jié)合在一起，當(dāng)外力作用在壓電片上時(shí)，壓電片會(huì)發(fā)生電位變化，磁鐵會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，通過(guò)檢測(cè)電場(chǎng)的強(qiáng)度可以得出外力的大小。根據(jù)外力的不同方向，多軸力傳感器可以測(cè)量X軸、Y軸和Z軸三個(gè)方向的力應(yīng)變值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)力大小及方向的測(cè)量。
多維力傳感器優(yōu)點(diǎn)：
多維力傳感器與單軸力傳感器比較，除了要解決對(duì)所測(cè)力分量敏感的單調(diào)性和一致性問(wèn)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(wèn)題、動(dòng)靜態(tài)標(biāo)定問(wèn)題以及矢量運(yùn)算中的解耦算法和電路實(shí)現(xiàn)等。目前已經(jīng)徹底解決了多維力傳感器研究中的科學(xué)問(wèn)題，如彈性體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)性能評(píng)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(jī)械到微機(jī)械的設(shè)計(jì)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(xiàng)專利技術(shù)。
多維力傳感器應(yīng)用：
多維力傳感器廣泛應(yīng)用于機(jī)器人手指、手爪研究；機(jī)器人外科手術(shù)研究；指力研究；牙齒研究；力反饋；剎車(chē)檢測(cè)；精密裝配、切削；復(fù)原研究；整形外科研究；產(chǎn)品測(cè)試；觸覺(jué)反饋；示教學(xué)習(xí)。行業(yè)覆蓋了機(jī)器人、汽車(chē)制造、自動(dòng)化流水線裝配、生物力學(xué)、航空航天、輕紡工業(yè)等領(lǐng)域。
多軸力傳感器的應(yīng)用：
多軸力傳感器應(yīng)用廣泛，主要用于測(cè)量物體在力矩方面的表現(xiàn)，可用于汽車(chē)行業(yè)、航空航天、機(jī)械制造、機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域，以及力學(xué)實(shí)驗(yàn)、密集研究等。
1：在汽車(chē)行業(yè)，多軸力傳感器可用于測(cè)量懸掛系統(tǒng)的變形情況，從而進(jìn)行車(chē)輛性能檢測(cè)；
2：在航空航天領(lǐng)域，多軸力傳感器可用于測(cè)量火箭發(fā)射時(shí)的力矩，從而確保發(fā)射穩(wěn)定；
3：在機(jī)械制造中，多軸力傳感器可用于測(cè)量重型機(jī)械設(shè)備的力矩，以確保其正常運(yùn)行；
4：在機(jī)器人領(lǐng)域，多軸力傳感器可用于測(cè)量機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)控制；
5：在醫(yī)療機(jī)械領(lǐng)域，多軸力傳感器可用于測(cè)量醫(yī)療機(jī)械設(shè)備的精確位置，從而實(shí)現(xiàn)更精確的手術(shù)操作；
6：在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，多軸力傳感器可用于測(cè)量模型材料受力情況，從而獲取有效的參數(shù)；
7：在密集研究中，多軸力傳感器可用于測(cè)量物體受力情況，以便獲取更精確的數(shù)據(jù)。
多軸測(cè)力傳感器的應(yīng)用：
說(shuō)起多軸測(cè)力傳感器，知道的人并不多。不過(guò)，很多人都在電視里看到過(guò)汽車(chē)碰撞實(shí)驗(yàn)，通過(guò)碰撞模擬人傳感器的輸出信號(hào)來(lái)評(píng)判汽車(chē)的安全性能?？梢赃@么說(shuō)，沒(méi)有了多軸測(cè)力傳感器，碰撞模擬人僅能充當(dāng)櫥窗里的模特，而不能真正發(fā)揮作用。
在汽車(chē)安全實(shí)驗(yàn)室里，通常汽車(chē)廠家會(huì)進(jìn)行安全性能的實(shí)驗(yàn)，讓模擬人坐在汽車(chē)?yán)?，有意地發(fā)生碰撞，之后檢測(cè)模擬人各個(gè)部位的加速度、載荷和變形，從而評(píng)定出汽車(chē)的安全等級(jí)。
模擬人大多采用金屬與塑料制作，不僅具有和真人一樣的外形，還有復(fù)雜的脊柱、肋骨和合成肌肉。最重要的是，模擬人身體上遍布著各種各樣的多軸測(cè)力傳感器，為技術(shù)人員分析汽車(chē)在碰撞瞬間的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，多軸測(cè)力傳感器就通過(guò)安裝在汽車(chē)碰撞模擬人的頸部、手部、腿部等不同部位上。
頸部受一定程度的力就會(huì)斷，大腿受猛烈撞擊會(huì)骨折等。對(duì)測(cè)力傳感器采集到的各種受力數(shù)據(jù)以及假人的‘傷情’進(jìn)行分析，汽車(chē)廠家就能據(jù)此評(píng)定出安全性能等級(jí)。
此外，目前，有國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)將多軸測(cè)力傳感器技術(shù)應(yīng)用到機(jī)器人行業(yè)，提升了機(jī)器人的智能水平。
機(jī)器人怎么才能更聰明，一是有視覺(jué)，二是有觸覺(jué)。目前，95％的機(jī)器人都有所謂的視覺(jué)，如果加了多軸測(cè)力傳感器，讓機(jī)器人的手有感知，這樣就能大大增強(qiáng)機(jī)器人的智能。
另外，多軸測(cè)力傳感器還能用到諸如普通金屬件打磨這類附加值不高的工業(yè)場(chǎng)合，例如對(duì)有觸覺(jué)的機(jī)器人需求比較大的就是打磨工作。在打磨工作中，粉塵對(duì)人體有害，工作強(qiáng)度大且安全事故頻發(fā)。目前，有國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)也正打算用多軸測(cè)力傳感器開(kāi)發(fā)智能磨頭，讓機(jī)器人替代人工打磨，從而讓更多的企業(yè)用上它。
