宿遷六維力傳感器廠家
發(fā)布時間：2023-11-25 01:10:52
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得益于成熟的傳感器解決方案，全新設(shè)計和智能軟件，我們實現(xiàn)了機(jī)器人可以觸摸并“感覺得到”這一技術(shù)。在機(jī)器人技術(shù)中，視覺和觸覺是互補(bǔ)的方式。由此業(yè)內(nèi)專家預(yù)計，觸摸感應(yīng)將如視覺技術(shù)一樣，很快加入到主流的機(jī)器人應(yīng)用。在機(jī)械加工，如磨削，去毛刺，打磨和拋光中，讓機(jī)器人來完成這些工作曾經(jīng)是非常復(fù)雜的，你需要根據(jù)空間體積進(jìn)行大量的編程，而且也需要花費大量時間來進(jìn)行糾錯。但是集成了多維力覺傳感器后，利用傳感器的路徑記錄功能，操作員可以簡單地抓住臂端裝置并進(jìn)行預(yù)期的移動。傳感器記錄操作員施加的力和方向，然后機(jī)器人就可以重復(fù)操作員的動作。這將極大地提高工作效率，同時將有助于保障操作工人的安全。
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在校準(zhǔn)配套的系統(tǒng)里，甚至還有成熟的軟件直接得到校準(zhǔn)結(jié)果，校準(zhǔn)人員只需要點點鼠標(biāo)就可以完成校準(zhǔn)。但是作為一名合格的力傳感工程師應(yīng)該從根源上了解背景知識，這樣才能處理校準(zhǔn)過程中的問題，并且不斷改進(jìn)校準(zhǔn)質(zhì)量。多分量力傳感器校準(zhǔn)是為了獲得信號與力的對應(yīng)關(guān)系。校準(zhǔn)過程可以表達(dá)成二次多項式的形式。可以發(fā)現(xiàn)，這種表達(dá)方式與國內(nèi)教科書上的不太一樣，我們通常是將力F放在等號的左邊。就校準(zhǔn)過程來講，這種表達(dá)似乎更加合理，那是因為施加了確定的力，而得到了信號。
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在一臺機(jī)器人身上，集成了觸覺傳感器、視覺傳感器、力覺傳感器壓力傳感器、接近覺傳感器、超聲波傳感器和聽覺傳感器等，它們各自分工明確，確保機(jī)器人能與人類一樣正常工作。很多協(xié)作機(jī)器人集成了力矩傳感器和攝像機(jī)，以確保在操作中擁有更好的視角，同時保證工作區(qū)域的安全；視覺傳感器是一個可以執(zhí)行多種任務(wù)的攝像頭。
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國外的一些六維力傳感器的校準(zhǔn)方法，只是一份短短的讀書筆記。真正的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理過程其實很復(fù)雜，通常需要用到小二乘法，還有一些數(shù)據(jù)處理的技巧。在多元回歸過程中有很多成熟的代碼或者軟件可以幫助完成。在校準(zhǔn)過程中，所施加的載荷F是已知的，而信號Ri是通過高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到的，ε是誤差項。對于六分量的力傳感器，有36個一次項系數(shù)，還有126個二次項系數(shù)。當(dāng)然，這些系數(shù)的獲取是受到校準(zhǔn)設(shè)備的限制的，而校準(zhǔn)誤差的大小與校準(zhǔn)系統(tǒng)的不確定度也有很大關(guān)系。
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多維力傳感器與六分量力傳感器相比，除了要解決對所測力分量敏感的單調(diào)性和一致性問題外，還要解決因結(jié)構(gòu)加工和工藝誤差引起的維間（軸間）干擾問題、動靜態(tài)標(biāo)定問題以及矢量運算中的解耦算法和電路實現(xiàn)等。多維力傳感器是一種能夠同時測量兩個方向以上力及力矩分量的力傳感器，多維力完整的形式是六維力/力矩傳感器，即能夠同時測量三個力分量和三個力矩分量的傳感器，目前廣泛使用的多維力傳感器就是這種傳感器。在笛卡爾坐標(biāo)系中力和力矩可以各自分解為三個分量。
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為了提高校準(zhǔn)效率，德國達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)的Ewald等研制了全自動校準(zhǔn)系統(tǒng)（一代）。多維力傳感器系統(tǒng)大大提高了校準(zhǔn)的加載效率，但是該校準(zhǔn)設(shè)備方案實現(xiàn)起來很復(fù)雜，由于采用了力發(fā)生器和力傳感器的組合來進(jìn)行校準(zhǔn)，加載的方向性、系統(tǒng)誤差等很大程度上取決于各種傳感器，因此從某種程度上增加了系統(tǒng)誤差。目前ETW采用了這種校準(zhǔn)系統(tǒng)（二維力傳感器），在一代校準(zhǔn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很多改進(jìn)。上個世紀(jì)40年代，一些加載方法和載荷表就開始應(yīng)用于多分量天平的校準(zhǔn)過程。NASA蘭利研究中心Langley Research Center (LaRC)從1940年開始廣泛應(yīng)用的是單元載荷表One Factor At The Time Table (OFAT)，很多機(jī)構(gòu)目前仍然還在使用這種加載方式。對于六自由度校準(zhǔn)設(shè)備，OFAT方法從施加純凈的單分量載荷開始（253次實際加載卸載），然后再施加15組組合載荷（兩個分量的組合，481次實際加載卸載），可能大約需要6至8周時間。然而對于四自由度的校準(zhǔn)設(shè)備很多組合載荷無法實現(xiàn)，加載點數(shù)被大大減少了。