高端多維力傳感器集成到機(jī)電一體化機(jī)器人中

隨著數(shù)千萬年的進(jìn)化，人類學(xué)會了直立行走和使用工具。為了適應(yīng)復(fù)雜多樣的環(huán)境，人類也有強(qiáng)大而敏感的感官輸入。依靠各種感官之間的相互合作，人類可以完成各種任務(wù)，因此隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

人類各種感官之間的合作一直在進(jìn)行中。想想我們是如何在昏暗的情況下用鑰匙打開門鎖的。首先，試著用眼睛觀察鍵槽的一般位置，然后插入鑰匙，但當(dāng)鑰匙實(shí)際插入鎖眼時，我們不會看到它，而是使用觸覺進(jìn)行最終調(diào)整，直到鑰匙插入鎖眼。這個操作對人類來說是很自然的，所以很少有人會考慮整個過程是如何進(jìn)行的。

一般來說，機(jī)器人沒有觸覺，但它們也可以進(jìn)化觸覺并從觸覺中受益。我們給機(jī)器人多維力感覺傳感器，機(jī)器人可以有觸覺，在簡單的環(huán)境中操作物體，而不會失去更高的精度和靈敏度。

大多數(shù)為協(xié)同應(yīng)用而設(shè)計(jì)的機(jī)器人都具有內(nèi)置的力和扭矩感應(yīng)功能，以確保安全，特別是在接近或直接與人類工作時。但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)槲覀內(nèi)祟愊矚g把沉悶、重復(fù)、骯臟和危險的任務(wù)交給那些機(jī)電一體化的機(jī)器人。因此，我們更關(guān)注那些能夠?qū)崿F(xiàn)真正工作的獨(dú)立或集成的多維力感覺傳感器。只有將這些高端傳感器集成到機(jī)電一體化機(jī)器人中，我們才能實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)。

由于成熟的力傳感器解決方案、新的設(shè)計(jì)和智能軟件，我們實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人可以觸摸和感覺的技術(shù)。在機(jī)器人技術(shù)中，視覺和觸覺是互補(bǔ)的。因此，行業(yè)專家預(yù)計(jì)，觸摸感應(yīng)將很快像視覺技術(shù)一樣加入到主流機(jī)器人應(yīng)用中。

在機(jī)械加工中，如研磨、毛刺、研磨和拋光，讓機(jī)器人完成這些工作曾經(jīng)非常復(fù)雜，你需要根據(jù)空間體積進(jìn)行大量的編程，也需要花很多時間來糾正錯誤。然而，在集成了多維力感覺傳感器后，操作員可以簡單地抓住手臂設(shè)備并進(jìn)行預(yù)期的移動。傳感器記錄了操作員施加的力和方向，然后機(jī)器人可以重復(fù)操作員的動作。這將大大提高工作效率，并有助于確保操作人員的安全。

此外，多維力覺傳感器還有助于產(chǎn)品加工定位、產(chǎn)品測試、產(chǎn)品包裝和機(jī)器人組裝。

例如，活塞組裝或齒輪組裝等精密組裝是多維力感覺傳感器的常見應(yīng)用。這些精密安裝的操作平面不僅是垂直或水平的，而且在某些安裝情況下，操作平臺會伴隨著一定的角度，這將給實(shí)際組裝帶來巨大的困難，也難以保證精度的要求。實(shí)際組裝的難度不僅如此，而且目前應(yīng)用所需的精度僅限于視覺技術(shù)。由于實(shí)際組裝過程中零件之間存在間隙，間隙僅為人頭發(fā)直徑的十分之一，因此僅依靠視覺技術(shù)無法完美對齊。因此，在這些實(shí)際應(yīng)用中，添加觸覺是實(shí)現(xiàn)完美組裝的唯一途徑。

根據(jù)麥姆斯的咨詢，根據(jù)不同的應(yīng)變計(jì)、光學(xué)或電容技術(shù)，多維力感覺傳感器有多種類型。每種技術(shù)都有不同的性能水平、壽命、校準(zhǔn)要求和成本。在眾多的多維力感覺傳感器中，力準(zhǔn)傳感技術(shù)的多維力傳感器因其良好的性能和高性價比而脫穎而出。

力準(zhǔn)的多維力傳感器可以測量x、y、z的力和扭矩，多維力傳感器的整體結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固，具有優(yōu)異的非線性度、高精度和高承載能力。

在實(shí)際應(yīng)用中，即使力準(zhǔn)傳感技術(shù)的多維力傳感器施加了非常重的負(fù)載，其偏移量也會非常小。這對機(jī)器人來說非常重要，因?yàn)樵S多高精度機(jī)器人需要非常準(zhǔn)確的刀具中心點(diǎn)，通常需要額外的巨額投資才能實(shí)現(xiàn)這一功能。如果傳感器在負(fù)載下有大量的偏移，那么這種準(zhǔn)確性就不再存在。

如今，隨著我國勞動力成本的不斷上升，自動化也將為企業(yè)帶來效益。除了重型機(jī)械加工任務(wù)外，原本依靠人類手指觸覺完成的小部件組裝任務(wù)，如手機(jī)或計(jì)算機(jī)組裝生產(chǎn)線，機(jī)器人還可以通過安裝多維力感覺傳感器進(jìn)行觸覺，幫助人類或獨(dú)立完成這些工作，這將大大提高生產(chǎn)效率。

有多維力感覺傳感器的機(jī)器人有觸覺，它們會變得更強(qiáng)大，可以完成更復(fù)雜、沉悶或危險的工作，應(yīng)該手動完成。