测力传感器在机器人上的应用

目标***

　　实际应用中，好多用户通常认为，零部件***和定量的唯l一方法是使用视觉传感器。但实际上这不是唯l一的解决方案。不可否认，视觉系统是零部件***或量化的好方式，但采用力传感器来寻找和检测零部件也是可行的。确定他们在X-Y平面上的位置是一回事，确定他们所处的高度又是另一回事。实际上，要做到这一点，需要一套3D视觉系统。如果是一堆物体，则不需要知道整堆物体的确切树良，只需要每次去那堆物体里找就可以了。机器人只需确定那堆物体的高度，然后不断调整其抓取高度就可以了。

　　另一种使用力传感器的搜索功能是传感器的“自由模式”。这有可能是未能充分利用测力传感器的参数。“自由模式”或“零重力”模式可以“解放”机器人的轴，这将使它能够提高其合规性。例如，如果想在一台数控机床上拧紧一个零件，则可以解放2个轴让零件能完l美地合上，同时还保持着一定的抓力。这就使得力全部作用在零部件的中心，不会有额外的力作用在机器人的轴上

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影响测力传感器稳定性的因素

　1、测力传感器的结构

　　测力传感器的弹性元件、外壳、膜片及上压头、下压垫的设计，都必须保证受载后在结构上不产生性能波动，或性能波动很小，为此在测力传感器设计时，应尽量作到应变区受力单一，应力均匀一致；贴片部位较好为平面；在结构上保证具有一定的抗偏心载荷和侧向载荷的能力；安装力远离应变区，测量时应避免载荷支承点的位移。

　2、弹性元件的金属材料

　　弹性元件的金属材料对测力传感器的综合性能和长期稳定性起关键作用。应选择强度极限和弹性极限高，弹性模量的时间、温度稳定性好，弹性滞后小，机械加工和热处理产生的残余应力小的材料。

测力传感器需要哪些材料？

　弹性体的材料

　　测力传感器弹性体材料，一般选用金属材质，可选用的材质大部分为铝合金材质、合金钢材质及不锈钢材质。合金材质既有刚度保证形变一致及形变***，又有良好的耐候防腐性能。弹性体的主要要求就是能够准确传递受力信息并保持在相同受力时的形变一致性和完全复位性。

应变片及电阻元件材料

　　电阻应变片的组成复杂，是复合型制造产品，应变片的基材和应变铜质的组合千变万化，根据其应变要求，目前，大约有近千种产品。一般，基材采用高分子薄膜材料，应变材质为高纯度康铜。基材上的康铜通过光学处理后刻蚀不同感应形变的电阻栅丝。因此，电阻应变片的品质不仅与基材材质和复合的金属纯度有关，而且与复合工艺、刻蚀技术及工艺、刻蚀化学材料及后处理工艺和材料等等因素相关。

如果测力传感器的弹性体设计不合理，无论弹性体的加工精度多高、粘贴的电阻应变片的品质多好，测力传感器都以达到较高的测力性能。

　　因此，在测力传感器的选择过程中，弹性体的结构型式至关重要。

　　弹性体的设计本属于机械结构设计的范围，但因测力性能的需要，其结构上与普通的机械零件和构件有所不同。

　　普通的机械零件和构件只须满足在足够强大的安全系数的强度和刚度即可，对在受力条件或构件上的应力分布情况不必严格要求。

　　然而，对于弹性体来说，除了需要满足机械强度和刚度要求以外，必须保证弹性体上粘贴电阻应变片部位（以下简称“贴片部位”）的应力（应变）与弹性体承受的载荷（被测力）保持严格的对应关系；同时，为了提高测力传感器测力的灵敏度，还应使贴片部位达到较高的应力（应变）水平。