什么是力傳感器？

力傳感器是測量力或力矩大小的傳感器。

它用于檢測物理力的大小和方向并再現(xiàn)人類的觸覺。主要應(yīng)用是機器人。

6 軸力傳感器是基本的，因為它可以檢測三個方向（X、Y 和 Z）上的力，還可以檢測每個軸周圍的力矩。

力傳感器的應(yīng)用

力傳感器用于工業(yè)機器人和其他設(shè)備，使得以前必須手動完成的任務(wù)自動化成為可能。

1、外力/反力檢測

力傳感器可以同時測量力和力矩。安裝在機器人的工作端，可以在測量外力和反作用力的同時，以適當?shù)牧M行工作。

2.精密作業(yè)自動化

力傳感器可以測量精確的力和力矩，使機器人能夠以適當?shù)牧?zhí)行任務(wù)。精密工作可以使用機器人實現(xiàn)自動化。

具體任務(wù)包括用軟端子插入電子元件和連接器、小間隙配合、精密螺釘擰緊、去毛刺、用微妙的力進行拋光、拾取工作以及雙足機器人的獨立控制。

3.觸覺診斷/遠程醫(yī)療

通過將配備有力傳感器的設(shè)備放置在患者一側(cè)，并讓醫(yī)生讀取力傳感器讀取的力和力矩，可以進行遠程觸覺診斷。

力傳感器原理

力傳感器檢測由力引起的變形量并將其轉(zhuǎn)換為力或力矩。

力傳感器的檢測方式中，以應(yīng)變片式、壓電式、光學式、電容式為代表。

1. 應(yīng)變式力傳感器

應(yīng)變計法是一種利用金屬電阻材料的特性將電阻轉(zhuǎn)換為力或扭矩的方法，其中電阻根據(jù)施加到傳感器部分的拉伸或壓縮力而變化。這種方法通常用作力傳感器，因為它體積小、精度高且響應(yīng)速度快。

2.壓電力傳感器

壓電式是在傳感器部分使用水晶、PZT（鋯鈦酸鉛）等具有壓電效應(yīng)的材料來測量力的力傳感器。它體積小、反應(yīng)靈敏并且相對具有成本效益。但其精度不如應(yīng)變片式或電容式那么高。

3.電容式力傳感器

在電容式結(jié)構(gòu)中，傳感器部分是一個具有彼此相對放置的金屬電極的電容器。該方法檢測由于力引起的導體之間的應(yīng)變引起的距離變化而引起的電容變化。

電容式的特點是配置相對簡單，成本較低。通過將電極制成薄膜，可以使其變得更小、更薄。它還具有出色的準確性和響應(yīng)能力。

4. 光學力傳感器

在光學方法中，在測量目標上以規(guī)則的間隔標記圖案，并通過相機或激光等光學傳感器檢測施加力時圖案發(fā)生的變化，并計算出力的大小。方法。

光學方法的最大優(yōu)點是可以非接觸式測量。另一方面，準確性、響應(yīng)性、小型化和成本則遜色于其他方法。僅限于需要非接觸式測量的特殊應(yīng)用。

5. HDR力傳感器

有一種叫做 HDR（高動態(tài)范圍）力傳感器的東西。HDR 力傳感器的特點是動態(tài)范圍寬，例如從 10g 到 20kg。

通過將人工智能和機器人技術(shù)與 HDR 力傳感器相結(jié)合，可以在調(diào)整微小力的同時執(zhí)行精細的裝配工作。在生產(chǎn)現(xiàn)場，使用機器人進行的裝配工作的自動化和復(fù)雜化正在不斷進步。

6.電容式力傳感器

電容式力傳感器的一個特點是，它們可以通過檢測兩個平行板之間距離的變化來測量 6 軸分量。可以實現(xiàn)簡單的結(jié)構(gòu)并保持較低的價格。

此外，還有一些力傳感器內(nèi)置有止動機構(gòu)，以防止過載。近年來，它在工業(yè)機器人領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著制造業(yè)自動化的進步，需求預(yù)計將繼續(xù)增長。

有關(guān)力傳感器的其他信息

力傳感器的利用

人與機器人之間的協(xié)同工作可以通過人類操作使用力傳感器的機器人來實現(xiàn)。您還可以執(zhí)行需要微量力量的詳細工作。

特別是在制造現(xiàn)場，力傳感器用于自動執(zhí)行只有熟練工匠才能執(zhí)行的任務(wù)并提高生產(chǎn)率。在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用方面，力傳感器有望用于遠程醫(yī)療，通過觸覺診斷來確定受影響區(qū)域的狀況。