力觉传感器的分类及运用现状-感算商城

力觉传感器的分类及运用现状

来源：深圳市鑫精诚传感技术有限公司

发布时间：2023-10-20

力觉传感器指的是用来检测机器人手臂所产生的力及其所受反力的传感器，该传感器可较为灵敏地控制机器人的一些任务作业，尤其是一些精配任务中，起着至关重要的作用。力觉传感器的元件大多运用于半导体应变片，在工业场所中的应用场景也越来越多。那么接下来就为大家介绍一下力觉传感器工作原理和分类。

1.力觉传感器工作原理

力觉传感器根据力的检测方式不同，可分成：应变片式、运用压电元件式及差动变压器、电容位移计式。其中，应变片式压力传感器较为普遍，商品化的力传感器大多数是这一种。压电元件很早就用在刀具的受力测量中，但它不可以测量静态负载。电阻应变片式压力传感器是运用金属拉伸时电阻增大的现象，将它粘贴在加力方向上，可根据输出电压检测出电阻的改变所示。电阻应变片在左、右方向上加力，用导线接到外部电路。

·腕力传感器

腕力传感器是一个两边分别与机器人腕部和手爪相连接的力觉传感器。当机械手夹住工件开展操作时，借助腕力传感器可以输出六维(三维力和三维力矩)分量反馈给机器人控制系统，以操控或调节机械手的运动，开展所要求的工作。腕力传感器分成问接输出型和直接输出型两类。间接地输出型腕力传感器敏感体本身的构造调节，但需对传感器开展校准，要通过复杂的计算求出传递矩阵系数，运用时开展矩阵运算后才能提取出六维分量。

·握力传感器

光纤握力觉传感器单元所示，所用的光纤是50μm、125μm的多模光纤，波纹板是由两个相互啮合的V形槽板组成，为了更好地保持平衡，在槽的另一端放置一根不通光的虚设光纤，板的厚度为3mm。当物体压力作用于握力觉传感器时，波纹板的上盖相对于下盖位移，使光纤形成变形，借助测量光信号的衰减可间接地得知压力的大小。

·脚力传感器

二足步行机器人在人类生活的环境中运用比较方便，但不稳定，操控较复杂。为掌握步行时的状态，需装各种传感器，在其中脚力传感器是与外界接触的传感器，对步行操控来说是相当重要的。手指式力传感器

手指式力传感器，一般通过应变片或压阻敏感元件测量多维力而形成输出信号，常用于小范围工作，如灵巧手抓鸡蛋等实验，精度高、可靠性好，逐渐成为力操控研究的一个重要方向，但多指协调复杂。

2.力觉传感器运用现状

力控制技术尚未实用化的主要原因：一个是目前的机器人技术还尚未完全达到开展力操控的水平;二是力操控的理论体系尚未完善。此外，从理论上掌握机器人动作和环境的系统配置及相应的通用机器人语言还有待更进一步研究。这一系列研究开发工作需要开展传感器反馈控制，具有通用硬件和软件的机器人控制系统。而目前商品化的机器人主要是以位置操控为基础的操控或示教方式。