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测力和扭矩传感器的工作原理

摘要:测力传感器及扭矩传感器在用中的工作原理

虽然有几种机制将力转换为电信号,但力和扭矩传感器的主要部分是相同的。两个外框架,通常由铝或钢制成,承载安装点,通常是螺纹孔。所有测量力轴都可以测量为一帧作用于另一帧。这些帧包围传感器机制和用于信号编码的任何板载逻辑。

六轴传感器中最常见的机制是应变计。应变计由薄导体(通常为金属箔)组成,以特定图案布置在柔性基板上。由于电阻的特性,所施加的机械应力使导体变形,使其更长和更薄。可以测量所导致的电阻变化。这些精密的机构很容易因过载而损坏,因为导体的变形会超过材料的弹性并导致其破裂或永久变形,从而破坏校准。然而,这种风险通常受传感器装置的设计保护。虽然金属箔的延展性曾使它们成为应变计的标准材料,但p掺杂硅已被证明具有更高的信噪比。为此原因,半导体应变计正变得越来越流行。例如,全部MH工业自动化的六轴传感器采用硅应变计技术。

测力传感器及扭矩传感器的原理

应变计测量一个方向的力 - 力平行于仪表中的路径。这些长路径设计用于放大变形并因此放大电阻的变化。应变计对横向变形不敏感。出于这个原因,六轴传感器设计通常包括几个仪表,包括每轴多个。传感器制造商的应变计有一些替代品。例如,铭翰亚诚在其六轴传感器的核心创建了一个获得专利的电容机制。创建一种新型传感器机制的目的是创建一种以数字方式测量数据的方法,而不是模拟信号,并降低噪声。我们的传感器是完全数字化的,我们开发这种电容机制的原因是因为应变计不能抵抗外部噪声。相比之下,电容技术是完全数字化的。我们的传感器几乎没有滞后现象。

那么,传感器如何工作呢?在我们的电容传感器中,有两个框架:一个固定框架和一个可移动框架,框架附着在可变形部件上,我们将其表示为弹簧。向可动工具施加力时,弹簧会变形。电容传感器测量这些位移。了解材料的属性,您可以将其转化为力和扭矩测量。

鉴于我们人类对运动和分析技能的触觉价值,工业机器人的先进触摸和力感应的巨大潜力是显而易见的。力和扭矩传感已经在协作机器人领域中使用。协作机器人检测到碰撞并且可以相应地暂停或减慢其编程的运动路径。这使他们能够与人类接触。然而,这种类型的传感大部分是通过电动机的反馈电流完成的。当存在与电动机的旋转相反的物理力时,反馈电流增加。可以检测到此更改。但是,使用这种方法无法准确测量所施加的力。对于更详细的任务,需要力/扭矩传感器。最终,工业机器人技术与效率有关。在贸易展览会和供应商展示厅,我们看到许多高科技的钟声和口哨设计,使机器人更聪明,更有能力,但在底线,精明的客户只购买他们需要的机器人。


         
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