什么是力传感器？力传感器的应用

什么是力传感器？

力传感器是测量力或力矩大小的传感器。

它用于检测物理力的大小和方向并再现人类的触觉。主要应用是机器人。

6 轴力传感器是基本的，因为它可以检测三个方向（X、Y 和 Z）上的力，还可以检测每个轴周围的力矩。

力传感器的应用

力传感器用于工业机器人和其他设备，使得以前必须手动完成的任务自动化成为可能。

1、外力/反力检测

力传感器可以同时测量力和力矩。安装在机器人的工作端，可以在测量外力和反作用力的同时，以适当的力进行工作。

2.精密作业自动化

力传感器可以测量精确的力和力矩，使机器人能够以适当的力执行任务。精密工作可以使用机器人实现自动化。

具体任务包括用软端子插入电子元件和连接器、小间隙配合、精密螺钉拧紧、去毛刺、用微妙的力进行抛光、拾取工作以及双足机器人的独立控制。

3.触觉诊断/远程医疗

通过将配备有力传感器的设备放置在患者一侧，并让医生读取力传感器读取的力和力矩，可以进行远程触觉诊断。

力传感器原理

力传感器检测由力引起的变形量并将其转换为力或力矩。

力传感器的检测方式中，以应变片式、压电式、光学式、电容式为代表。

1. 应变式力传感器

应变计法是一种利用金属电阻材料的特性将电阻转换为力或扭矩的方法，其中电阻根据施加到传感器部分的拉伸或压缩力而变化。这种方法通常用作力传感器，因为它体积小、精度高且响应速度快。

2.压电力传感器

压电式是在传感器部分使用水晶、PZT（锆钛酸铅）等具有压电效应的材料来测量力的力传感器。它体积小、反应灵敏并且相对具有成本效益。但其精度不如应变片式或电容式那么高。

3.电容式力传感器

在电容式结构中，传感器部分是一个具有彼此相对放置的金属电极的电容器。该方法检测由于力引起的导体之间的应变引起的距离变化而引起的电容变化。

电容式的特点是配置相对简单，成本较低。通过将电极制成薄膜，可以使其变得更小、更薄。它还具有出色的准确性和响应能力。

4. 光学力传感器

在光学方法中，在测量目标上以规则的间隔标记图案，并通过相机或激光等光学传感器检测施加力时图案发生的变化，并计算出力的大小。方法。

光学方法的最大优点是可以非接触式测量。另一方面，准确性、响应性、小型化和成本则逊色于其他方法。仅限于需要非接触式测量的特殊应用。

5. HDR力传感器

有一种叫做 HDR（高动态范围）力传感器的东西。HDR 力传感器的特点是动态范围宽，例如从 10g 到 20kg。

通过将人工智能和机器人技术与 HDR 力传感器相结合，可以在调整微小力的同时执行精细的装配工作。在生产现场，使用机器人进行的装配工作的自动化和复杂化正在不断进步。

6.电容式力传感器

电容式力传感器的一个特点是，它们可以通过检测两个平行板之间距离的变化来测量 6 轴分量。可以实现简单的结构并保持较低的价格。

此外，还有一些力传感器内置有止动机构，以防止过载。近年来，它在工业机器人领域得到了广泛的应用。随着制造业自动化的进步，需求预计将继续增长。

有关力传感器的其他信息

力传感器的利用

人与机器人之间的协同工作可以通过人类操作使用力传感器的机器人来实现。您还可以执行需要微量力量的详细工作。

特别是在制造现场，力传感器用于自动执行只有熟练工匠才能执行的任务并提高生产率。在医疗领域的应用方面，力传感器有望用于远程医疗，通过触觉诊断来确定受影响区域的状况。