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机器人智能触感--六维力传感器

发布时间:2020-04-12 13:38:41 

随着技术的迭代和创新机器人在人类的生活中扮演着愈发重要的角色,无论是在医疗器械还是工业制造领域都能看到智能化机器人的影子赋予机器人感知世界并反馈信息能力的关键在于视觉和力觉的技术创新目前,在高分辨成像和成熟的算法支持下,机器视觉相对完成度较高。而在更考验机器人精细操作能力的力觉方面,竞争未充分体现,市场还是一片蓝海。

 

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 1. 六维力传感器简介   

 

力传感器,是利用力敏感元件和转换元件及处理单元把一个或多个力学量(张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等)转化为电信号输出(电压、电流、总线等)的器件。而六维传感器则能够同时测量三个力分量和三个力矩分量的传感器,也是多维力传感器最完整的形态,目前主要应用工业机器人、协作机器人、医疗机器人等领域。
 

力传感器的研制涉及到力学、机械、材料、计量等多学科交叉融合,壁垒较高。决定传感器主要技术包括以下:

 

 

 

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 2. 企业痛点    

之前国内工程项目所使用传感器主要依靠进口,但是这种方式存在种种弊端,例如价格高、采购时间长、延误工期等弊端。另外,进口国外传感器在使用一年左右后会发生飘移、测量不准确,需要返回到国外重新标定,大约3个月左右,这样,既花费费用,又耽误了一段时间。为了解决这些痛点,我们必须发展自有技术、自主品牌的传感器。

 

 

 

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结语

 

  六维力传感器产品的背景  

力感知传感器测量技术应用市场广阔,在国际和国内都是重要的、热门的源技术研究领域,这种力感知传感器的应用可以说无处不在

  1. 航空航天:作用在处于发射状态的火箭上的随着时间变化的力的方向和大小等的数据可以通过安装在发射架上的力感知传感器测量;

  2. 人工智能机器人:机器人在与外部环境接触时受到的力和力矩等可以通过安装在指尖上的力感知传感器测量,能够为机器人提供感知力或是力矩的环境,主要包括物体外部形状跟踪、直接示教的机器人零力控制、多臂协同工作、防物体掉落的自动装卸、参与医疗外科手术、协助病人的康复锻炼等。

  3. 康复机器人:大多数康复机器人都以力/力矩信号作为人机相互作用的表现形式,力感知传感器能够建立力和人的意图关系,帮助康复治疗更有效和更安全。

  4. 生命运动学:在跳高和跳远比赛中运动员在起跳瞬间跳跃力的大小和方向可以通过力感知传感器测量;

  5. 汽车制动测试:汽车各个车轮的力和力矩方向可以通过力感知传感器测量。

     

  创新之处  

  1. 科学优化设计和分析:传感器本体(弹性体)采用超级计算机和强大的商业软件进行了多次的科学优化设计和分析,而不是凭设计人员的经验设计。

  2. 传感器精度高:从硬件(合理的本体结构和应变片贴片方案)和软件(信号输出解耦算法)两方面解决了多维间耦合问题。提升了各种传感器的精度。

  3. 尺寸小:市面上流行的大都是尺寸较大的传感器,容易制作,大尺寸传感器由于本身的重量和惯性会严重影响测量精度。小尺寸的传感器制作就要解决许多困难,例如,本体的加工,传感器安装,应变片布置,应变片贴片,等等。

  4. 动态性能显著改进:包括响应频率的宽度和响应速度,传感器有静态性能和动态性能,动态性能对传感器的测量精度尤其重要。在以往的传感器大都还是集中在静态性能方面,对动态性能方面的研究少之又少。本产品对传感器弹性体的静态/动态性能都有改善。

  近期市场目标及合作伙伴  

  产品应用方向  

  • 康复机器人、抛光机器人,抓取机械臂,搬运机器人

  • 资源开发、海洋探测、环境监测、医疗诊断

  • 航天技术、军事工程

  • 工业、农业自动化交通运输、家用电器等

 

 

力传感器赋予了机器人触觉,让机器人更好的感知这个世界,随着智能化机器人的应用场景不断丰富,六维力传感器将成为未来人机交互的重要桥梁。

 

 

 

深圳市鑫精诚技术有限公司主要从事于拉压力传感器、微型测力传感器、高精度称重传感器、扭矩传感器、S型传感器、悬臂梁传感器、多维力传感器、张力传感器、变送器、控制仪表的研发生产及力控系统解决方案供应商。

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