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六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機器人領(lǐng)域的應用
時(shí)間: 2024-02-23 09:43:53 瀏覽次數：
六維力傳感器的原理與設計
每個(gè)力對應一個(gè)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用時(shí)需求已知更多的信息單維力傳感器：兩個(gè)力看起來(lái)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(gè)軸上的力和力矩六維力傳感器的結構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維力傳感器的結構非徑向三梁結構六維力傳感器T型桿結構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構緊湊承載才干大無(wú)累積誤差精度高反解簡(jiǎn)單傳統的Stewart力傳感器傳統的Stewart力傳感器關(guān)節摩擦力矩較大易產(chǎn)生機械間隙和遲滯現象很難使各預緊力分歧傳統的采用球副預緊式傳感器的結構分析大大降低了關(guān)節摩擦力矩的影響減小了機械滯后現象修正后具有單一約束的球副預緊分支預緊螺母有中間預緊分支的預緊式傳感器上平臺彈性分支預緊支路下平臺雙層預緊式力傳感器中間預緊分支的結構相對比較復雜施加預緊力比較困難具有7分支的雙層預緊式力傳感器雙層預緊式力傳感器（1）測力平臺；（2）預緊平臺；（3）丈量分支；（4）球窩；（5）下平臺;（6）球窩；（7）預緊螺栓；（8）基座8分支上下層預緊式力傳感器(1)測力平臺;(2)預緊平臺;(3)丈量分支;(4)球窩;(5)預緊螺栓;(6)基座8分支左右預緊式力傳感器(1)測力平臺;(2)左預緊平臺;(3)丈量分支;(4)右預緊平臺;(5)預緊螺栓。實(shí)驗研討具有中間預緊分支的力傳感器樣機加載面標準單維力傳感器六維力傳感器的標定系統單維力傳感器數據采集和處置軟件六維力傳感器載荷導輪丈量誤差力/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/力矩傳感器的應用機械臂的末端感應器觸覺(jué)微力的丈量六維力/力矩傳感器有著(zhù)很普遍的應用，如機械裝配、產(chǎn)品測試、機器人物料保送、觸覺(jué)、微力丈量等。
六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機器人范疇的應用
在工業(yè)打磨行業(yè)，傳統的工人打磨，存在工件分歧性差、廢品率高、人工本錢(qián)高，以及粉塵爆炸風(fēng)險等市場(chǎng)痛點(diǎn)。對此，機器人換人，已成為市場(chǎng)剛需。
今天，常州瑞爾特測控有限公司為大家引見(jiàn)一下六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機器人范疇的應用。一同來(lái)看看吧。工業(yè)打磨機器人，六維力傳感器屬于力覺(jué)傳感器。力覺(jué)傳感器是一類(lèi)觸覺(jué)傳感器，它在機器人和機電一體化設備中具有普遍的應用。力和力矩傳感器是用來(lái)檢測設備內部力或與外界環(huán)境相互作用力為目的，力這一物理量無(wú)法被直接丈量，可經(jīng)過(guò)其他物理量間接丈量得出。
力傳感器可用作變換器，如應變元件，它可提供一個(gè)與變形、亦即作用于接觸點(diǎn)的力成正比的信號。力覺(jué)傳感器可檢測機器人有關(guān)部件，比如手段、手指所受外力及轉矩，可控制手段移動(dòng)，伺服控制，準確完成作業(yè)。作為力傳感器中一種新展開(kāi)起來(lái)的傳感器，六維力傳感器能同時(shí)轉換多維力/力矩信號為電信號，可用于監測方向和大小不時(shí)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，主要應用在力及力-位控制場(chǎng)所，六維力/力矩傳感器為機器人控制提供力感信息，是智能機器人重要的傳感器。不同類(lèi)型的六維力傳感器結構，在六維力傳感器研討中，力敏元件的結構設計是力傳感器的關(guān)鍵中心問(wèn)題，由于力敏元件的結構決議力傳感器的性能優(yōu)劣。對此，國際和國內許多學(xué)者中止了大量的研討工作，提出了多種六維力傳感器結構。六維力傳感器在工業(yè)級的主要應用范疇是裝配和打磨，打磨是機器人運用非常普遍的一個(gè)范疇，就目前市場(chǎng)情況來(lái)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(dòng)密集度高，迫切需求完成自動(dòng)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器人才干更好的滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。
六維力傳感器，經(jīng)過(guò)傳感器固定座與機械臂的末端關(guān)節固定銜接。靜態(tài)條件下，機械手段部六維力傳感器測得的力和力矩數據由三部分組成，即傳感器自身系統誤差、負載重力作用、負載所受外部接觸力。在加工、裝配等工業(yè)機器人應用中，機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，控制系統據此修正機器人的運動(dòng)，才干保證作業(yè)的柔順性。
每個(gè)力對應一個(gè)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用時(shí)需求已知更多的信息單維力傳感器：兩個(gè)力看起來(lái)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(gè)軸上的力和力矩六維力傳感器的結構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維力傳感器的結構非徑向三梁結構六維力傳感器T型桿結構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構緊湊承載才干大無(wú)累積誤差精度高反解簡(jiǎn)單傳統的Stewart力傳感器傳統的Stewart力傳感器關(guān)節摩擦力矩較大易產(chǎn)生機械間隙和遲滯現象很難使各預緊力分歧傳統的采用球副預緊式傳感器的結構分析大大降低了關(guān)節摩擦力矩的影響減小了機械滯后現象修正后具有單一約束的球副預緊分支預緊螺母有中間預緊分支的預緊式傳感器上平臺彈性分支預緊支路下平臺雙層預緊式力傳感器中間預緊分支的結構相對比較復雜施加預緊力比較困難具有7分支的雙層預緊式力傳感器雙層預緊式力傳感器（1）測力平臺；（2）預緊平臺；（3）丈量分支；（4）球窩；（5）下平臺;（6）球窩；（7）預緊螺栓；（8）基座8分支上下層預緊式力傳感器(1)測力平臺;(2)預緊平臺;(3)丈量分支;(4)球窩;(5)預緊螺栓;(6)基座8分支左右預緊式力傳感器(1)測力平臺;(2)左預緊平臺;(3)丈量分支;(4)右預緊平臺;(5)預緊螺栓。實(shí)驗研討具有中間預緊分支的力傳感器樣機加載面標準單維力傳感器六維力傳感器的標定系統單維力傳感器數據采集和處置軟件六維力傳感器載荷導輪丈量誤差力/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/力矩傳感器的應用機械臂的末端感應器觸覺(jué)微力的丈量六維力/力矩傳感器有著(zhù)很普遍的應用，如機械裝配、產(chǎn)品測試、機器人物料保送、觸覺(jué)、微力丈量等。
六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機器人范疇的應用
在工業(yè)打磨行業(yè)，傳統的工人打磨，存在工件分歧性差、廢品率高、人工本錢(qián)高，以及粉塵爆炸風(fēng)險等市場(chǎng)痛點(diǎn)。對此，機器人換人，已成為市場(chǎng)剛需。
今天，常州瑞爾特測控有限公司為大家引見(jiàn)一下六維力傳感器在工業(yè)打磨和裝配機器人范疇的應用。一同來(lái)看看吧。工業(yè)打磨機器人，六維力傳感器屬于力覺(jué)傳感器。力覺(jué)傳感器是一類(lèi)觸覺(jué)傳感器，它在機器人和機電一體化設備中具有普遍的應用。力和力矩傳感器是用來(lái)檢測設備內部力或與外界環(huán)境相互作用力為目的，力這一物理量無(wú)法被直接丈量，可經(jīng)過(guò)其他物理量間接丈量得出。
力傳感器可用作變換器，如應變元件，它可提供一個(gè)與變形、亦即作用于接觸點(diǎn)的力成正比的信號。力覺(jué)傳感器可檢測機器人有關(guān)部件，比如手段、手指所受外力及轉矩，可控制手段移動(dòng)，伺服控制，準確完成作業(yè)。作為力傳感器中一種新展開(kāi)起來(lái)的傳感器，六維力傳感器能同時(shí)轉換多維力/力矩信號為電信號，可用于監測方向和大小不時(shí)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，主要應用在力及力-位控制場(chǎng)所，六維力/力矩傳感器為機器人控制提供力感信息，是智能機器人重要的傳感器。不同類(lèi)型的六維力傳感器結構，在六維力傳感器研討中，力敏元件的結構設計是力傳感器的關(guān)鍵中心問(wèn)題，由于力敏元件的結構決議力傳感器的性能優(yōu)劣。對此，國際和國內許多學(xué)者中止了大量的研討工作，提出了多種六維力傳感器結構。六維力傳感器在工業(yè)級的主要應用范疇是裝配和打磨，打磨是機器人運用非常普遍的一個(gè)范疇，就目前市場(chǎng)情況來(lái)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(dòng)密集度高，迫切需求完成自動(dòng)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器人才干更好的滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。
六維力傳感器，經(jīng)過(guò)傳感器固定座與機械臂的末端關(guān)節固定銜接。靜態(tài)條件下，機械手段部六維力傳感器測得的力和力矩數據由三部分組成，即傳感器自身系統誤差、負載重力作用、負載所受外部接觸力。在加工、裝配等工業(yè)機器人應用中，機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，控制系統據此修正機器人的運動(dòng)，才干保證作業(yè)的柔順性。
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