六維力傳感器研究現(xiàn)狀

        多維力傳感器的研究始于1970年代初。主要研究單位是國(guó)外的DRAPER實(shí)驗(yàn)室，SRI（斯坦福研究所，斯坦福研究所），JPL實(shí)驗(yàn)室，IBM，日立和東京。大學(xué)等單位。

        國(guó)內(nèi)對(duì)六維力傳感器的研究始于1980年代初期。1987年，中國(guó)科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所研制出我國(guó)一個(gè)六維腕力傳感器。此后，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，華中科技大學(xué)，東南大學(xué)等機(jī)構(gòu)研制了多維力。各種規(guī)格的轉(zhuǎn)矩傳感器，顯示了我國(guó)多維力/轉(zhuǎn)矩信息采集研究領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。目前，燕山大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，大連理工大學(xué)等對(duì)六維力傳感器研究較多的大學(xué)。

        近年來(lái)，研究熱點(diǎn)更加關(guān)注多維力/力矩傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，例如現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人如何充分利用多維力/力矩傳感器和其他感知系統(tǒng)來(lái)完成越來(lái)越復(fù)雜的工作。各種環(huán)境中的機(jī)器人任務(wù)。工作更準(zhǔn)確，生產(chǎn)效率更高，成本更低；例如，在工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)裝配線中使用多維力/扭矩傳感器，結(jié)合更實(shí)時(shí)算法，使智能工業(yè)機(jī)器人能夠執(zhí)行，靈活的機(jī)械裝配，輪廓跟蹤等操作。

        在六維力傳感器的研究中，力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是力傳感器的關(guān)鍵核心問(wèn)題，因?yàn)榱鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)決定了力傳感器的性能。對(duì)此，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作，并提出了多種六維力傳感器結(jié)構(gòu)。

工業(yè)拋光中的六維力傳感器

        六維力傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的主要應(yīng)用領(lǐng)域是組裝和磨削。磨削是機(jī)器人被廣泛使用的領(lǐng)域。從目前的市場(chǎng)形勢(shì)來(lái)看，要求更高磨削精度的行業(yè)主要是3C行業(yè)，而3C行業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度高，迫切需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化轉(zhuǎn)型。加上3C行業(yè)的靈活需求，需要更多的智能拋光機(jī)器人來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

六維力傳感器通過(guò)傳感器固定座固定連接到機(jī)械臂的末端接頭。在靜態(tài)條件下，由機(jī)械手腕上的六維力傳感器測(cè)量的力和扭矩?cái)?shù)據(jù)包括三個(gè)部分，即傳感器自身的系統(tǒng)誤差，負(fù)載的重力和負(fù)載的外部接觸力。在工業(yè)機(jī)器人的加工和裝配等應(yīng)用中，需要準(zhǔn)確地感測(cè)機(jī)器人終端工具或工件與外部環(huán)境的接觸力，并且控制系統(tǒng)可以相應(yīng)地更改機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)以確保操作的靈活性。