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機器人使用的力傳感器如何工作?

2021-06-25瀏覽次數:31
力傳感器在機器人研究中的應用非常廣泛,但是,它們是如何工作的呢?各種類型之間有什么區別呢?在這篇文章中,我們分解了這項核心機器人技術并深入了解。

機器人使用的力傳感器

機器人使用的力傳感器如何工作?


1、基本選項:簡單的壓力傳感器

最基本的力傳感器是一個簡單的力敏電阻器,是機械壓力傳感器。力傳感器和壓力傳感器是同一概念的兩個方面,因為壓力是面積上的力。最大的區別在于壓力是標量,而力是矢量。力敏電阻器只能檢測施加在一個點和一個方向上的單軸力。它們在業余愛好機器人中被大量使用,一個主要原因是:它們非常便宜。

2、流行的選擇:應變片力傳感器

在機器人研究中很大一部分傳感器都使用應變片。應變片使用一個簡單的原理——柔性導電箔的電阻在應變時會發生變化。這種電阻變化通常使用惠斯通電橋測量,這是一種高精度模擬電路,可以設置為產生與電阻變化成正比的模擬電壓。然后可以使用電子設備輕松讀取電壓。

應變片 6 軸力扭矩傳感器的工作原理:


當用于力傳感器時,應變片連接到具有已知機械特性的材料上,例如鋼。當對材料施加力時,它會彈性變形。應變片用于通過檢測材料的電阻變化來測量材料變形的程度。為了使用這些信息來找到力,我們只使用簡單的材料理論。計算的變形乘以材料橫截面積的楊氏模量(這兩個都是常數)以計算力。很簡單吧?

對于6軸力扭矩傳感器,原理完全一樣。六個應變片(或通常更多)連接到金屬條的“車輪”上,每個條作為車輪的輻條。每個桿都連接到傳感器的背板和前板。通常,三個金屬條的排列有點像奔馳的標志。電子設備位于中心,用于測量和處理應變片的輸出。 
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