什么是力傳感器？

力傳感器是測量力或力矩大小的傳感器。

它用于檢測物理力的大小和方向并再現人類的觸覺。主要應用是機器人。

6 軸力傳感器是基本的，因為它可以檢測三個方向（X、Y 和 Z）上的力，還可以檢測每個軸周圍的力矩。

力傳感器的應用

力傳感器用于工業機器人和其他設備，使得以前必須手動完成的任務自動化成為可能。

1、外力/反力檢測

力傳感器可以同時測量力和力矩。安裝在機器人的工作端，可以在測量外力和反作用力的同時，以適當的力進行工作。

2.精密作業自動化

力傳感器可以測量精確的力和力矩，使機器人能夠以適當的力執行任務。精密工作可以使用機器人實現自動化。

具體任務包括用軟端子插入電子元件和連接器、小間隙配合、精密螺釘擰緊、去毛刺、用微妙的力進行拋光、拾取工作以及雙足機器人的獨立控制。

3.觸覺診斷/遠程醫療

通過將配備有力傳感器的設備放置在患者一側，并讓醫生讀取力傳感器讀取的力和力矩，可以進行遠程觸覺診斷。

力傳感器原理

力傳感器檢測由力引起的變形量并將其轉換為力或力矩。

力傳感器的檢測方式中，以應變片式、壓電式、光學式、電容式為代表。

1. 應變式力傳感器

應變計法是一種利用金屬電阻材料的特性將電阻轉換為力或扭矩的方法，其中電阻根據施加到傳感器部分的拉伸或壓縮力而變化。這種方法通常用作力傳感器，因為它體積小、精度高且響應速度快。

2.壓電力傳感器

壓電式是在傳感器部分使用水晶、PZT（鋯鈦酸鉛）等具有壓電效應的材料來測量力的力傳感器。它體積小、反應靈敏并且相對具有成本效益。但其精度不如應變片式或電容式那么高。

3.電容式力傳感器

在電容式結構中，傳感器部分是一個具有彼此相對放置的金屬電極的電容器。該方法檢測由于力引起的導體之間的應變引起的距離變化而引起的電容變化。

電容式的特點是配置相對簡單，成本較低。通過將電極制成薄膜，可以使其變得更小、更薄。它還具有出色的準確性和響應能力。

4. 光學力傳感器

在光學方法中，在測量目標上以規則的間隔標記圖案，并通過相機或激光等光學傳感器檢測施加力時圖案發生的變化，并計算出力的大小。方法。

光學方法的最大優點是可以非接觸式測量。另一方面，準確性、響應性、小型化和成本則遜色于其他方法。僅限于需要非接觸式測量的特殊應用。

5. HDR力傳感器

有一種叫做 HDR（高動態范圍）力傳感器的東西。HDR 力傳感器的特點是動態范圍寬，例如從 10g 到 20kg。

通過將人工智能和機器人技術與 HDR 力傳感器相結合，可以在調整微小力的同時執行精細的裝配工作。在生產現場，使用機器人進行的裝配工作的自動化和復雜化正在不斷進步。

6.電容式力傳感器

電容式力傳感器的一個特點是，它們可以通過檢測兩個平行板之間距離的變化來測量 6 軸分量。可以實現簡單的結構并保持較低的價格。

此外，還有一些力傳感器內置有止動機構，以防止過載。近年來，它在工業機器人領域得到了廣泛的應用。隨著制造業自動化的進步，需求預計將繼續增長。

有關力傳感器的其他信息

力傳感器的利用

人與機器人之間的協同工作可以通過人類操作使用力傳感器的機器人來實現。您還可以執行需要微量力量的詳細工作。

特別是在制造現場，力傳感器用于自動執行只有熟練工匠才能執行的任務并提高生產率。在醫療領域的應用方面，力傳感器有望用于遠程醫療，通過觸覺診斷來確定受影響區域的狀況。