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力传感器对于工业机器人的重要性

2021-11-10 15:37:56

力传感器对于工业机器人的重要性

对一般人来说,工业机器人工作时一切都“顺理成章”,但事实上,工业机器人工作时需要大量系统同时协作,其中的视觉系统对于许多工业机器而言显得尤为重要,其中一个力传感器常常被人们忽略,但他的作用对于工业机器人和视觉系统一样重要,有时他的作用比视觉更重要。

早期的工业机器人不能探测到它们的工作环境,而且当人们把一个力传感器引入工业机器人时,机器人就能感觉到它们在工作,并且“看到”自己的工作。这类工业机器人已不再是那种只能搬运的“大机器”,而拥有力传感器的工业机器人已经变得智能许多,它为工业机器人的高精度、高智能化工作提供了必要的基础。

力传感器

该力感应器可在任何时间监测工业机器人手臂的力量,然后根据分析,指导所有机器人的动作。使力感传感器使机器人具有“感知”,使机器人知道他们碰到了什么东西,他就可以根据判断暂停或停止工作,这样工业机器人在保证操作者安全的同时,提高了机器人的工作效率。

传感器是根据压电效应原理工作的,在加速度作用下,加速度传感器通过晶体内部的变形而产生电压,通过计算产生的电压与加速度之间的关系,将加速度转换为电压输出。制造加速度传感器的方法很多,如电容效应、热气泡效应、光效应等,但其最基本的原理都是由加速度使某种介质产生变形,通过测量其变形量,再由相关电路转换成输出电压。

压电式加速度传感器是电压输出式加速度传感器的另一种输出电压信号而非电荷信号。这个传感器内部装有电荷放大器。传感器采用3线类型(信号、地面、电源)和2线类型(信号/电源,地面)。二线型又称集成电路型压电传感器(IEPE)。IEPE很容易采用同轴(2线、芯线和屏蔽线)连接,因而很受欢迎。在此模式下,将交流信号与直流电源叠加。将耦合电容串联于输出端,可除去传感器的直流偏压,从而只得到传感器信号输出。


很多现代仪器都提供IEPE/ICP输入接口,因此可以直接与IEPE传感器连接。若IEPE供电接口不可用,则需要信号放大器与IEPE传感器配合使用。三线型传感器需要一条单独的直流电源线来提供电力。不同于电荷输出式加速度传感器,除了压电陶瓷元件外,电压输出型加速度传感器包含一个微型电路,该电路的工作温度范围限制了整个传感器工作温度范围,通常不超过125°C。

还有一些设计提升到175°C,但是它的其他性能将会有所下降?墒褂枚段-由于压电陶瓷元件的动态范围非常大,因此电荷输出式加速度传感器在量程定义上显得非常灵活,因为它的满量程可由用户通过远程电荷放大器自由调节。但电压输出式加速度传感器有既定的满量程,其决定电荷放大器的内部,一旦被工厂加工出来,就无法再更换了。


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