力觉传感器是用来检测机器人的手臂和手腕所产生的力,或所受到反力的传感器。手臂部分和手腕部分的力觉传感器,可用于控制机器人手所产生的力,在进行费力的工作中以及限制性作业、协调作业等方面是有效的,特别是在镶嵌类型的装配工作中,它是一种特别重要的传感器。

       力觉传感器的元件大多使用半导体应变片。将这种传感器件安装于弹性结构的被检测处,就可直接地或通过计算,检测具有多维的力和力矩。

       使全部的检测部件都相互垂直,如能将应变片粘贴于跟部件中心线准确对称的位置上,则各个方向的力的相扰就可降低至1%以下。这样就可简化信息处理,也便于进行控制。

       手指部分的握力控制,最简单的形式就是采用将应变片直接粘贴于手指根的检测方法。关于握力传感器的信息处理,为了保证其稳定性,消除接触时的冲击力,或实现微小的握力,在两个手指式的钳形机构中,通常是利用PID运算反馈。PID是通过比例、积分,微分参数的适当给定,从而能实现软接触一软掌握,反射接触一零掌握等动作。

 机器人常用的传感器--之--力觉传感器

       检测指力的方法,一般是从螺旋弹簧的应变量推算出来的。在上图所示的结构中,由脉冲马达通过螺旋弹簧去驱动机器人的手指。所检测出的螺旋弹簧的转角与脉冲马达转角之差即为变形量,从而也就可以知道手指所产生的力。对这种手指,可以控制它,令其完成搬运之类的工作。手指部分的应变片,是一种控制力量大小的器件。对于以精密镶嵌为代表的装配操作,就必须检测出手腕部分的力并进行反馈,以控制手臂和手腕。下图是这种用途的手腕部分与力传感器的结构。这种手腕是具有弹性的,通过应变片从而构成力觉传感器。从这些传感器的信号,就可算出力的方向和大小。    

      除了计算方法外,还可采用检测的方法。除了直接检测力和力矩之外,还采用从驱动电动机的电流和粉状离合体的电流值、驱动流体的压力等间接检测法,来进行检测或控制。


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