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六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用
時間: 2024-02-23 09:43:53 瀏覽次數(shù)：
六維力傳感器的原理與設(shè)計
每個力對應(yīng)一個矢量既有大小又有方向單維力傳感器:只需力大小已知某些方面應(yīng)用時需求已知更多的信息單維力傳感器：兩個力看起來都是5N六維力/力矩傳感器六維力傳感器三維空間：需求知道每個軸上的力和力矩六維力傳感器的結(jié)構(gòu)3豎直支承六維力傳感器4豎直支承六維力傳感器圓筒形六維力傳感器雙環(huán)形六維力傳感器十字叉式六維力傳感器8豎直支承六維力傳感器6維力傳感器的結(jié)構(gòu)非徑向三梁結(jié)構(gòu)六維力傳感器T型桿結(jié)構(gòu)六維力傳感器高等人發(fā)明的六維力傳感器Stewart力傳感器樣機(jī)Dwarakanath et al.的六維力/力矩傳感器Nguyen et al.的六維力/力矩傳感器Ranganath et al.的六維力/力矩傳感器Kang的六維力/力矩傳感器剛度大結(jié)構(gòu)緊湊承載才干大無累積誤差精度高反解簡單傳統(tǒng)的Stewart力傳感器傳統(tǒng)的Stewart力傳感器關(guān)節(jié)摩擦力矩較大易產(chǎn)生機(jī)械間隙和遲滯現(xiàn)象很難使各預(yù)緊力分歧傳統(tǒng)的采用球副預(yù)緊式傳感器的結(jié)構(gòu)分析大大降低了關(guān)節(jié)摩擦力矩的影響減小了機(jī)械滯后現(xiàn)象修正后具有單一約束的球副預(yù)緊分支預(yù)緊螺母有中間預(yù)緊分支的預(yù)緊式傳感器上平臺彈性分支預(yù)緊支路下平臺雙層預(yù)緊式力傳感器中間預(yù)緊分支的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜施加預(yù)緊力比較困難具有7分支的雙層預(yù)緊式力傳感器雙層預(yù)緊式力傳感器（1）測力平臺；（2）預(yù)緊平臺；（3）丈量分支；（4）球窩；（5）下平臺;（6）球窩；（7）預(yù)緊螺栓；（8）基座8分支上下層預(yù)緊式力傳感器(1)測力平臺;(2)預(yù)緊平臺;(3)丈量分支;(4)球窩;(5)預(yù)緊螺栓;(6)基座8分支左右預(yù)緊式力傳感器(1)測力平臺;(2)左預(yù)緊平臺;(3)丈量分支;(4)右預(yù)緊平臺;(5)預(yù)緊螺栓。實(shí)驗研討具有中間預(yù)緊分支的力傳感器樣機(jī)加載面標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器六維力傳感器的標(biāo)定系統(tǒng)單維力傳感器數(shù)據(jù)采集和處置軟件六維力傳感器載荷導(dǎo)輪丈量誤差力/力矩重量丈量誤差Fx 0.2%Fy 0.4%Fz 1.3%Mx 0.1%My 1.1%Mz 0.4%六維力/力矩傳感器的應(yīng)用機(jī)械臂的末端感應(yīng)器觸覺微力的丈量六維力/力矩傳感器有著很普遍的應(yīng)用，如機(jī)械裝配、產(chǎn)品測試、機(jī)器人物料保送、觸覺、微力丈量等。
六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機(jī)器人范疇的應(yīng)用
在工業(yè)打磨行業(yè)，傳統(tǒng)的工人打磨，存在工件分歧性差、廢品率高、人工本錢高，以及粉塵爆炸風(fēng)險等市場痛點(diǎn)。對此，機(jī)器人換人，已成為市場剛需。
今天，常州瑞爾特測控有限公司為大家引見一下六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機(jī)器人范疇的應(yīng)用。一同來看看吧。工業(yè)打磨機(jī)器人，六維力傳感器屬于力覺傳感器。力覺傳感器是一類觸覺傳感器，它在機(jī)器人和機(jī)電一體化設(shè)備中具有普遍的應(yīng)用。力和力矩傳感器是用來檢測設(shè)備內(nèi)部力或與外界環(huán)境相互作用力為目的，力這一物理量無法被直接丈量，可經(jīng)過其他物理量間接丈量得出。
力傳感器可用作變換器，如應(yīng)變元件，它可提供一個與變形、亦即作用于接觸點(diǎn)的力成正比的信號。力覺傳感器可檢測機(jī)器人有關(guān)部件，比如手段、手指所受外力及轉(zhuǎn)矩，可控制手段移動，伺服控制，準(zhǔn)確完成作業(yè)。作為力傳感器中一種新展開起來的傳感器，六維力傳感器能同時轉(zhuǎn)換多維力/力矩信號為電信號，可用于監(jiān)測方向和大小不時變化的力與力矩，并丈量加速度或慣性力，以及檢測接觸力的大小和作用點(diǎn)。
廣義上，六維力傳感器可檢查空間恣意力系中的三維正交力（fx、fy、fz）及三維正交力矩（mx、my、mz），由于其測力信息豐厚、丈量精度高等特性，主要應(yīng)用在力及力-位控制場所，六維力/力矩傳感器為機(jī)器人控制提供力感信息，是智能機(jī)器人重要的傳感器。不同類型的六維力傳感器結(jié)構(gòu)，在六維力傳感器研討中，力敏元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計是力傳感器的關(guān)鍵中心問題，由于力敏元件的結(jié)構(gòu)決議力傳感器的性能優(yōu)劣。對此，國際和國內(nèi)許多學(xué)者中止了大量的研討工作，提出了多種六維力傳感器結(jié)構(gòu)。六維力傳感器在工業(yè)級的主要應(yīng)用范疇是裝配和打磨，打磨是機(jī)器人運(yùn)用非常普遍的一個范疇，就目前市場情況來看，關(guān)于打磨精度懇求較高的行業(yè)主要是3C行業(yè)，而且3C行業(yè)勞動密集度高，迫切需求完成自動化改造。再加上3C行業(yè)的柔性化需求，需求更高智能的打磨機(jī)器人才干更好的滿足市場需求。
六維力傳感器，經(jīng)過傳感器固定座與機(jī)械臂的末端關(guān)節(jié)固定銜接。靜態(tài)條件下，機(jī)械手段部六維力傳感器測得的力和力矩數(shù)據(jù)由三部分組成，即傳感器自身系統(tǒng)誤差、負(fù)載重力作用、負(fù)載所受外部接觸力。在加工、裝配等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，機(jī)器人末端工具或工件與外界環(huán)境的接觸力需求被精確的感知，控制系統(tǒng)據(jù)此修正機(jī)器人的運(yùn)動，才干保證作業(yè)的柔順性。
每個力對應(yīng)一個矢量既有大小又有方向單維力傳感器:只需力大小已知某些方面應(yīng)用時需求已知更多的信息單維力傳感器：兩個力看起來都是5N六維力/力矩傳感器六維力傳感器三維空間：需求知道每個軸上的力和力矩六維力傳感器的結(jié)構(gòu)3豎直支承六維力傳感器4豎直支承六維力傳感器圓筒形六維力傳感器雙環(huán)形六維力傳感器十字叉式六維力傳感器8豎直支承六維力傳感器6維力傳感器的結(jié)構(gòu)非徑向三梁結(jié)構(gòu)六維力傳感器T型桿結(jié)構(gòu)六維力傳感器高等人發(fā)明的六維力傳感器Stewart力傳感器樣機(jī)Dwarakanath et al.的六維力/力矩傳感器Nguyen et al.的六維力/力矩傳感器Ranganath et al.的六維力/力矩傳感器Kang的六維力/力矩傳感器剛度大結(jié)構(gòu)緊湊承載才干大無累積誤差精度高反解簡單傳統(tǒng)的Stewart力傳感器傳統(tǒng)的Stewart力傳感器關(guān)節(jié)摩擦力矩較大易產(chǎn)生機(jī)械間隙和遲滯現(xiàn)象很難使各預(yù)緊力分歧傳統(tǒng)的采用球副預(yù)緊式傳感器的結(jié)構(gòu)分析大大降低了關(guān)節(jié)摩擦力矩的影響減小了機(jī)械滯后現(xiàn)象修正后具有單一約束的球副預(yù)緊分支預(yù)緊螺母有中間預(yù)緊分支的預(yù)緊式傳感器上平臺彈性分支預(yù)緊支路下平臺雙層預(yù)緊式力傳感器中間預(yù)緊分支的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜施加預(yù)緊力比較困難具有7分支的雙層預(yù)緊式力傳感器雙層預(yù)緊式力傳感器（1）測力平臺；（2）預(yù)緊平臺；（3）丈量分支；（4）球窩；（5）下平臺;（6）球窩；（7）預(yù)緊螺栓；（8）基座8分支上下層預(yù)緊式力傳感器(1)測力平臺;(2)預(yù)緊平臺;(3)丈量分支;(4)球窩;(5)預(yù)緊螺栓;(6)基座8分支左右預(yù)緊式力傳感器(1)測力平臺;(2)左預(yù)緊平臺;(3)丈量分支;(4)右預(yù)緊平臺;(5)預(yù)緊螺栓。實(shí)驗研討具有中間預(yù)緊分支的力傳感器樣機(jī)加載面標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器六維力傳感器的標(biāo)定系統(tǒng)單維力傳感器數(shù)據(jù)采集和處置軟件六維力傳感器載荷導(dǎo)輪丈量誤差力/力矩重量丈量誤差Fx 0.2%Fy 0.4%Fz 1.3%Mx 0.1%My 1.1%Mz 0.4%六維力/力矩傳感器的應(yīng)用機(jī)械臂的末端感應(yīng)器觸覺微力的丈量六維力/力矩傳感器有著很普遍的應(yīng)用，如機(jī)械裝配、產(chǎn)品測試、機(jī)器人物料保送、觸覺、微力丈量等。
六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機(jī)器人范疇的應(yīng)用
在工業(yè)打磨行業(yè)，傳統(tǒng)的工人打磨，存在工件分歧性差、廢品率高、人工本錢高，以及粉塵爆炸風(fēng)險等市場痛點(diǎn)。對此，機(jī)器人換人，已成為市場剛需。
今天，常州瑞爾特測控有限公司為大家引見一下六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機(jī)器人范疇的應(yīng)用。一同來看看吧。工業(yè)打磨機(jī)器人，六維力傳感器屬于力覺傳感器。力覺傳感器是一類觸覺傳感器，它在機(jī)器人和機(jī)電一體化設(shè)備中具有普遍的應(yīng)用。力和力矩傳感器是用來檢測設(shè)備內(nèi)部力或與外界環(huán)境相互作用力為目的，力這一物理量無法被直接丈量，可經(jīng)過其他物理量間接丈量得出。
力傳感器可用作變換器，如應(yīng)變元件，它可提供一個與變形、亦即作用于接觸點(diǎn)的力成正比的信號。力覺傳感器可檢測機(jī)器人有關(guān)部件，比如手段、手指所受外力及轉(zhuǎn)矩，可控制手段移動，伺服控制，準(zhǔn)確完成作業(yè)。作為力傳感器中一種新展開起來的傳感器，六維力傳感器能同時轉(zhuǎn)換多維力/力矩信號為電信號，可用于監(jiān)測方向和大小不時變化的力與力矩，并丈量加速度或慣性力，以及檢測接觸力的大小和作用點(diǎn)。
廣義上，六維力傳感器可檢查空間恣意力系中的三維正交力（fx、fy、fz）及三維正交力矩（mx、my、mz），由于其測力信息豐厚、丈量精度高等特性，主要應(yīng)用在力及力-位控制場所，六維力/力矩傳感器為機(jī)器人控制提供力感信息，是智能機(jī)器人重要的傳感器。不同類型的六維力傳感器結(jié)構(gòu)，在六維力傳感器研討中，力敏元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計是力傳感器的關(guān)鍵中心問題，由于力敏元件的結(jié)構(gòu)決議力傳感器的性能優(yōu)劣。對此，國際和國內(nèi)許多學(xué)者中止了大量的研討工作，提出了多種六維力傳感器結(jié)構(gòu)。六維力傳感器在工業(yè)級的主要應(yīng)用范疇是裝配和打磨，打磨是機(jī)器人運(yùn)用非常普遍的一個范疇，就目前市場情況來看，關(guān)于打磨精度懇求較高的行業(yè)主要是3C行業(yè)，而且3C行業(yè)勞動密集度高，迫切需求完成自動化改造。再加上3C行業(yè)的柔性化需求，需求更高智能的打磨機(jī)器人才干更好的滿足市場需求。
六維力傳感器，經(jīng)過傳感器固定座與機(jī)械臂的末端關(guān)節(jié)固定銜接。靜態(tài)條件下，機(jī)械手段部六維力傳感器測得的力和力矩數(shù)據(jù)由三部分組成，即傳感器自身系統(tǒng)誤差、負(fù)載重力作用、負(fù)載所受外部接觸力。在加工、裝配等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，機(jī)器人末端工具或工件與外界環(huán)境的接觸力需求被精確的感知，控制系統(tǒng)據(jù)此修正機(jī)器人的運(yùn)動，才干保證作業(yè)的柔順性。
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