為什么要用六維力傳感器？

為什么這些行業(yè)不用三維力傳感器而是使用六維力傳感器？三方向彎矩的測(cè)量是不是沒(méi)有必要呢？今天小編就專門解釋一下這個(gè)問(wèn)題。

為什么要使用六維力傳感器？

如果力的方向和作用點(diǎn)是固定的，此時(shí)可以選擇用一維力傳感器進(jìn)行測(cè)量。

我們可以通過(guò)安裝定位，使力的方向和作用點(diǎn)都與一維力傳感器的標(biāo)定坐標(biāo)軸一致，這樣就可以對(duì)力精準(zhǔn)測(cè)量。舉個(gè)例子，一維力傳感器的標(biāo)定坐標(biāo)軸為OZ軸，要是被測(cè)力F的方向可以完全與OZ軸重合，那么此時(shí)用一維力傳感器就能夠完成測(cè)量任務(wù)。

如果力的方向隨機(jī)變化，但力的作用點(diǎn)保持不變并且與傳感器的標(biāo)定參考點(diǎn)重合，這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該是用三維力傳感器。

因?yàn)楸粶y(cè)量的力可以分解為三維力傳感器標(biāo)定坐標(biāo)系下的三個(gè)正交分量，三維力傳感器的三個(gè)測(cè)量單元可以分別對(duì)其一一測(cè)量。

也有人會(huì)問(wèn)：“我只想知道三方向的力是多少，可不能夠只用三維力傳感器？”

我們的建議是這樣的：

假如力的作用點(diǎn)離傳感器標(biāo)定參考點(diǎn)的間隔很近，且不變化，測(cè)量精度要求不高，可以用三維力傳感器。

假如力的作用點(diǎn)離傳感器進(jìn)行標(biāo)定參考點(diǎn)的間隔較遠(yuǎn)，且隨機(jī)變化，測(cè)量數(shù)據(jù)精度要求較高，必定要用六維力傳感器。

為什么這么說(shuō)呢？我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)“給我一個(gè)支點(diǎn)，我能夠翹起地球”，因此傳感器發(fā)生的扭矩通常比機(jī)械沖擊力大得多。如果力的作用點(diǎn)與傳感器的標(biāo)定參考點(diǎn)不一致，力矩的力學(xué)性質(zhì)會(huì)影響傳感器的數(shù)學(xué)模型，使其偏離標(biāo)定狀態(tài)，從而導(dǎo)致測(cè)量力的大偏差。力的方向和大小相同，但作用點(diǎn)不同，如果使用三維力傳感器對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果會(huì)由分歧，這明顯是產(chǎn)生了較大的測(cè)量偏差。舉一個(gè)極端的例子，如果力的作用點(diǎn)距離傳感器的參考點(diǎn)足夠遠(yuǎn)，力臂足夠大，即使在傳感器范圍內(nèi)的力也會(huì)導(dǎo)致傳感器結(jié)構(gòu)的材料屈服或斷裂，更不用說(shuō)精確測(cè)量了。

六維力傳感器的外部算法，會(huì)解耦各偏向力和力矩間的滋擾，使力的測(cè)量更加精準(zhǔn)。高精準(zhǔn)度的軍用六維力器，能夠確保在六維度聯(lián)合承載的情況下，測(cè)量值誤差在量程的0.3％FS之內(nèi)。所以，需求精準(zhǔn)丈量的情況下，建議應(yīng)用六維力傳感器。不僅是能夠正確測(cè)力，在取得力矩信息后，還可以利用力矩信息來(lái)推算獵取受力部件的姿勢(shì)；同時(shí)監(jiān)測(cè)力矩是不是在安全范圍內(nèi)，防止傳感器的過(guò)載毀壞。

機(jī)器人末端關(guān)節(jié)上應(yīng)用的六維力傳感器同時(shí)還要通過(guò)連接形成一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，比如是打磨頭、夾爪等，執(zhí)行器工作過(guò)程當(dāng)中的力臂在幾十到兩三百mm之間，力臂較大且隨機(jī)發(fā)生變化。是以機(jī)器人上的力覺(jué)傳感器技術(shù)一般可以采用六維力傳感器。

海伯森HPS-FT系列六維力傳感器是高性能的數(shù)字式六維力傳感器，產(chǎn)品擁有多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可對(duì)機(jī)器人X、Y、Z三個(gè)空間坐標(biāo)軸上的力和力矩進(jìn)行精確測(cè)量。該傳感器采用應(yīng)變體結(jié)構(gòu)，具備更高的信噪比和靈敏度和良好的抗過(guò)載性和耐久性，工作時(shí)最高可達(dá)3.5倍的安全過(guò)載；內(nèi)置高精度解耦、濾波和溫度補(bǔ)償算法，保證測(cè)量結(jié)果的高線性度、極低軸間串?dāng)_，并極大程度上降低了溫度變化帶來(lái)的溫度漂移；IP65工業(yè)級(jí)防護(hù)，可滿足復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的需要。海伯森六維力傳感器可裝載于工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、外骨骼機(jī)器人、醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人上，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)柔性裝配、力控打磨、自動(dòng)化測(cè)控、拖動(dòng)示教、力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等場(chǎng)景。

以上就是海伯森技術(shù)（深圳）有限公司對(duì)于為什么要用六維力傳感器的見(jiàn)解，希望對(duì)您有所幫助。