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测力传感器在机器人方面的应用

文章出处:创始人人气:发表时间:2023-09-27 10:54:03

      由中国工程院、国家制造强国建设战略咨询委员会指导,国家产业基础专家委员会编制的《产业基础创新发展目录(2021年版)》(以下简称《目录》)正式发布。《目录》是由60位院士,700余家行业协会/学会、高校与科研院所、重点企业,约1000余位专家参与,历时6个月研究,召开120余次专题研讨会,最终形成的1047条产品和技术清单。这份清单是科技发展的风向标,也是科技强国的风向标。

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      目前面世的高端机器人都离不开高端力传感器。大名鼎鼎的达芬奇手术机器人有400多颗传感器;波士顿机器公司研发的人形机器人Atlas使用了1300余颗传感器。尤其是机械传动、环境感知部分,力传感器几乎无处不在。

      在实际应用中,由于机械臂关节往往置于空间当中,单向的压力反馈对控制系统判断机械臂的运动情况几乎毫无作用,只有同时感知三维或者六维的力(即实现空间三维力Fx、Fy、Fz,和三维力矩Mx、My、Mz),才能为系统提供完整的受力数据。而感知三维或者六维的力,需要用到一种典型的触觉传感器:六维力/力矩传感器。应用于高端机器人的六维力传感器,需要的精度、灵敏度、耐久度等指标堪称苛刻。

      第一,力传感器有高精度要求。更多关节意味着需要用到更多的力传感器,同时也累积更大的误差。因此,力传感器有高精度的要求。

      第二,力传感器有高灵敏度要求。多轴的快速联动,对机器人控制实时性的要求也相应提高。高灵敏度的力传感器,配合协同控制算法,能够有效提升控制系统的反应能力。

      第三,力传感器对柔性、耐用度的要求高。关节是受力最复杂和机械传动最频繁的区域,传感器必须具备的一定的柔性和很高的耐用性。

      第四,由于机器人自身安装空间的原因,一般在满足力传感器高精度,高灵敏度的情况下还要求传感器体积较小。

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              ATI NANO17  直径17mm

      在这些要求的限制下,美国ATI的NANO17六维力传感器在机器人行业应用极为广泛,而且NANO17六维力传感器凭借精度高,体积小的特点还被应用于牙科研究 机器人外科手术 机械手研究 指端力研究等。