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機器人與力傳感器的運用
“怎樣讓機器人變得更聰明?”,目前有很多的機器人企業(yè)正在思考這個(gè)問(wèn)題,除了視覺(jué),力感的運用讓機器人變得更智能的方面也有了更多的探索,力傳感器的使用就是一個(gè)很好的例子。
“力傳感器+機器人”大到機器人的運動(dòng)控制,小到零件的插孔裝配,力傳感器的在機器人行業(yè)的運用價(jià)值越來(lái)越大。
據中國傳感器市場(chǎng)現狀調研與發(fā)展趨勢分析報告(2016-2020年)顯示,目前我國已有1700多家從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè),同時(shí),傳感器越來(lái)越多地被應用到社會(huì )發(fā)展及人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域。如工業(yè)自動(dòng)化、農業(yè)現代化、航天技術(shù)、軍事工程、機器人技術(shù)、資源開(kāi)發(fā)、海洋探測、環(huán)境監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、家用電器等。而力傳感器作為傳感器中的一種,力傳感器與機器人的聯(lián)系也愈發(fā)緊密。
在所有類(lèi)型的工作中,對有觸覺(jué)的機器人需求比較大的就是打磨工作,因為在打磨工作中,粉塵對人體的傷害很大,并且打磨工作強度大且安全事故頻發(fā)。
打磨主要是分為兩塊,一個(gè)是傳感器,能夠接受到比較可靠的信息,而且這個(gè)信息相對來(lái)說(shuō)比較精準,一個(gè)是控制,主要是力控,基于模型的控制相對而言比較可靠。
力傳感器在工業(yè)級的主要運用領(lǐng)域是裝配和打磨,打磨是機器人運用很廣泛的一個(gè)領(lǐng)域,但是打磨工序其實(shí)是一種低端工種的高端運用。而就目前的市場(chǎng)情況來(lái)看,對于打磨精度要求較高的行業(yè)主要是3C行業(yè),而且3C行業(yè)勞動(dòng)密集度高,迫切需要實(shí)現自動(dòng)化改造。再加上3C行業(yè)的柔性化需求,需要更高智能的打磨機器人才能更好的滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。
六維力傳感器,也稱(chēng)“六軸力傳感器”,是多維力傳感器中的一種,是一種能夠同時(shí)檢測3個(gè)力分量和3個(gè)力矩分量的力傳感器。作為一個(gè)仍在發(fā)展的研究對象,多維力傳感器在機器人,特別是研制高性能多維力傳感器和運用多維力傳感器中還存在很多問(wèn)題,也是研究新型多維力傳感器的難點(diǎn)問(wèn)題。
相對于單維力傳感器,六維力傳感器主要作用于空間三個(gè)方向的力,除了要解決對所測力分量敏感的單調性和一致性問(wèn)題外,還要解決因結構加工和工藝誤差引起的軸間干擾問(wèn)題、動(dòng)靜態(tài)標定問(wèn)題以及矢量運算中的解耦算法和電路實(shí)現等,可以說(shuō),六維力傳感器是單維力傳感器的升級版本。
六維力傳感器的優(yōu)勢首先是可以力覺(jué)拖動(dòng)示教,降低示教工作量,其次可以保證對打磨面的法向打磨,后可以實(shí)現對復雜未知曲面的跟蹤打磨。
雖然六維力傳感器在機器人自由度上可以達到六個(gè)維度的自由度,大大提升機器人的智能水平,但是目前工業(yè)領(lǐng)域市場(chǎng)上的使用情況并不是很樂(lè )觀(guān),特別是國內市場(chǎng)用到六維力傳感器的打磨機器人產(chǎn)品并不是很多。