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多維力傳感器 的發(fā)展

來源:常州先成傳感器有限公司   2025年04月01日 07:15  

上世紀70年代,我國的機器人技術(shù)進程開始起步,機器人在各行業(yè)的應(yīng)用越來越廣,從簡單的替代低精度的重復(fù)勞動,到通過高精度傳感器獲得感官功能,未來向著人工智能方向發(fā)展。

機器人技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展可分為三個階段四大層次,三個階段發(fā)展的關(guān)鍵因素分別是人口紅利因素、工程師紅利優(yōu)勢和人工智能技術(shù)優(yōu)勢等。中國憑借*的人口優(yōu)勢快速地度過了自動化階段,國內(nèi)已經(jīng)有眾多工業(yè)機器人;目前我國和日本、韓國等國家一樣處于機器智能向人工智能過渡階段;在人工智能技術(shù)積累方面我國也處于世界前列。

在目前的工業(yè)界,幾乎都在使用傳統(tǒng)的位置控制,例如讓機械臂沿著事先規(guī)劃好的軌跡在封閉、確認的空間中運動?;蛘邚囊曈X系統(tǒng)(Vision System)的反饋,使得位置控制的機器人具備一定適應(yīng)外界可變環(huán)境的能力。從自動化到機器智能、人工智能的邁進,要借助于高精度的傳感器。靈敏的視覺系統(tǒng)是機器人的眼睛,除了幫助機器人更好的工作,還能保障工作安全。但隨著機器人應(yīng)用邊界的不斷拓寬,單單靠視覺賦能已經(jīng)滿足不了復(fù)雜的實際應(yīng)用,此時就必須引入力/力矩控制輸出量,或者將力/力矩作為閉環(huán)反饋量引入控制。由于機械臂和工作面的接觸常常是未知的復(fù)雜曲面,因而這種力/力矩的感知,必須是多維的。我們說的六維力傳感器,是指測量空間X、Y、Z三個方向上的力和扭矩的傳感器。



六維力傳感器(6-Dimension Force Torque Sensor)是力傳感器中一種新發(fā)展起來的傳感器,能同時轉(zhuǎn)換多維力/力矩信號為電信號,可用于監(jiān)測方向和大小不斷變化的力與力矩和測量加速度或慣性力以及檢測接觸力的大小和作用點。


六維力傳感器可以賦予機器人力與扭矩的感知變化,在完成簡單機械重復(fù)運動的基礎(chǔ)上去做更復(fù)雜的工作,如精密裝配(Precision Assembly)、力控柔性抓取(Force Controlled Flexible Pick & Place)、拋光打磨(Polishing)、插拔拼裝(Insertion & Assembly)等,其工作質(zhì)量直接取決于機器人對力的感知與控制精度和速度。為什么要一直提力控?力控為什么這么重要?行業(yè)內(nèi)有一種共識,未來的機器人運動控制領(lǐng)域,必須引入力控(Force Control),純位置控制(Depending Only on Position Control)是沒有前途的。

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