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六维力传感器--万物互联下的机器人“触觉”

发布时间:2024-02-07 10:01:38作者:开云app入口

  随着人机一体化智能系统、物联网等技术的加快速度进行发展,六维力传感器在机器人和智能装配领域发挥了逐渐重要的作用。由于其具有非常出色的非线性度、高精度和高承受过载能力,可同时测量三个方向的力和力矩,被大范围的应用于航天航空、汽车测试、生物力学和机器人等众多科技领域,工信部2021年发布的“十四五”机器人智能制造产业规划中指出:要加强研制六维力传感器等新型力觉传感器,满足机器人智能化发展需求,夯实产业高质量发展基础。

  当前,机器人产业蓬勃发展,正极大改变着人类生产和生活方式,为经济社会持续健康发展注入强劲动能。而六维力传感器是机器人与世界接触的重要媒介,也是提升机器人环境感知的方式之一。

  力传感器的工作原理是将力的变化转换为电信号,根据所测力的维度的不同,力传感器可被分为单轴力和多轴力。单维力传感器指检测单一维度方向上的力或力矩,多维力传感器则可测量多重维度方向上力或力矩。

  由于机械臂和工作面的接触常常是未知的复杂曲面,因而这种力/力矩的感知,必须是多维的,而六维力传感器具有灵敏度较高、维间耦合小及有机械过载保护功能等特点,可以精确测量六个自由度环境力的数据,因此也成为机器人运动控制中常用的传感器之一。六维力传感器为机器人控制提供力感信息,使机器人拥有了真正的“触觉”,实现了与机器人的动作姿态与视觉系统的闭环反馈,提高精度的同时增加了柔性。除此之外,六维力传感器能迅速且精确地适应加工材料或零件的表面轮廓及连贯性,进一步提升生产效率,改善生产线的质量和安全。

  具有高性能的数字式六维力传感器当属海伯森的HPS-FT系列传感器,可以在一定程度上完成XYZ三个空间坐标轴上的力和力矩的精确测量。综合看来,HPS-FT系列具有以下几大优势:1.海伯森六维力传感器拥有超高速测量频率,迟滞仅为0.1(%F.S),2000Hz输出频率,24Bit高速ADC采样,支持Ethernet/EtherCAT/RS-485/和模拟接口输出;2.具备超强的抗过载能力,海伯森六维力传感器选用防脱落航空级插头,IP65级工业级防护,常态下可承受350%的过载,最大限度保证了产品运行的稳定性和可靠性;3.海伯森六维力传感器内置高性能嵌入式微处理器,先进的嵌入式数据处理、滤波和解耦算法,保障了测量结果的高线性度和极低的轴间串扰;4.海伯森六维力传感器内置高精度解耦、滤波和温度补偿算法,能够大幅度降低传感器由于气温变化带来的温度漂移;5.适配器的IO可与机器人的急停IO连接,将报警阀值设定好后,当某个方向的受力超过设定阈值时,适配器可在0.5ms内通过IO信号对机器人进行急停控制,防止对传感器和工件造成损坏。

  为适应不同场景工作要求,海伯森研发了多种型号的六维力传感器,其中HPS-FT025量程小、精度高,适用于手术机器人等其他高精度的力控应用场景;HPS-FT060E采用防脱落航空插头,带安装法兰,适合大部分非重型的工业应用场景;HPS-FT060S采取不锈钢材质,具有更强的刚性,可适应更高强度工作和更复杂的工作环境;HPS-FT120带安装法兰,量程大,适用于较重负载的工业。

  作为一家专注于研发智能传感器的科技公司,HYPERSEN海伯森凭借在工业力学、光学领域的多年经验,自主研发生产了3D闪测传感器、3D线光谱共焦传感器、光谱共焦位移传感器、超高速工业相机、六维力传感器、激光对针传感器等多种高端智能传感器,产品获得了多项国家专利并通过了CE \ FCC \ RoHS等国际认证。其中,HPS-FT系列六维力传感器作为海伯森的经典产品,提供了更优越的机器人力控解决方案,并且在六维力控中赋予了更高的性能和可操作性。

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  产品包括3D闪测传感器、3D线光谱共焦传感器、点光谱共焦位移传感器、超高速工业相机、六维力传感器等。

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