三維力傳感器指的是一種能夠同時測量兩個方向以上力及力矩分量的力傳感器,在笛卡爾坐標(biāo)系中力和力矩可以各自分解為三個分量,因此,多維力zui完整的形式是六維力/力矩傳感器,即能夠同時測量三個力分量和三個力矩分量的傳感器,目前廣泛使用的多維力傳感器就是這種傳感器。在某些場合,不需要測量完整的六個力和力矩分量而只需要測量其中某幾個分量,因此,就有了二、三、四、五維的傳感器,其中每一種傳感器都可能包含有多種組合形式。
三維力傳感器與單軸力傳感器比較,除了要解決對所測力分量敏感的單調(diào)性和*性問題外,還要解決因結(jié)構(gòu)加工和工藝誤差引起的維間(軸間)干擾問題、動靜態(tài)標(biāo)定問題以及矢量運算中的解耦算法和電路實現(xiàn)等。我們已經(jīng)*解決了多維力傳感器研究中的科學(xué)問題,如彈性體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、力學(xué)性能評估、矢量解耦算法等,也掌握了核心制造技術(shù),具有從宏觀機械到微機械的設(shè)計加工能力。產(chǎn)品覆蓋了二維到六維的全系列多維傳感器,量程范圍從幾百克力到幾十噸,并獲得彈性體結(jié)構(gòu)和矢量解耦電路等方面多項技術(shù)。
三維力傳感器廣泛應(yīng)用于機器人手指、手爪研究;機器人*研究;指力研究;牙齒研究;力反饋;剎車檢測;精密裝配、切削;復(fù)原研究;整形外科研究;產(chǎn)品測試;觸覺反饋;示教學(xué)習(xí)。行業(yè)覆蓋了機器人、汽車制造、自動化流水線裝配、生物力學(xué)、航空航天、輕紡工業(yè)等領(lǐng)域。
環(huán)境給傳感器造成的影響主要有以下幾個方面:
(1)高溫環(huán)境對傳感器造成涂覆材料熔化、焊點開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問題。對于高溫環(huán)境下工作的傳感器常采用耐高溫傳感器;另外,必須加有隔熱、水冷或氣冷等裝置。
(2)粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。在此環(huán)境條件下應(yīng)選用密閉性很高的傳感器。不同的傳感器其密封的方式是不同的,其密閉性存在著很大差異。
常見的密封有密封膠充填或涂覆;橡膠墊機械緊固密封;焊接(氬弧焊、等離子束焊)和抽真空充氮密封。
從密封效果來看,焊接密封為*,充填涂覆密封膠為量差。對于室內(nèi)干凈、干燥環(huán)境下工作的傳感器,可選擇涂膠密封的傳感器,而對于一些在潮濕、粉塵性較高的環(huán)境下工作的傳感器,應(yīng)選擇膜片熱套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的傳感器。
(3)在腐蝕性較高的環(huán)境下,如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產(chǎn)生短路等影響,應(yīng)選擇外表面進行過噴塑或不銹鋼外罩,抗腐蝕性能好且密閉性好的傳感器。
(4)電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。在此情況下,應(yīng)對傳感器的屏蔽性進行嚴格檢查,看其是否具有良好的抗電磁能力。
(5)易燃、易爆不僅對傳感器造成*性的損害,而且還給其它設(shè)備和人身安全造成很大的威脅。因此,在易燃、易爆環(huán)境下工作的傳感器對防爆性能提出了更高的要求:在易燃、易爆環(huán)境下必須選用防爆傳感器,這種傳感器的密封外罩不僅要考慮其密閉性,還要考慮到防爆強度,以及電纜線引出頭的防水、防潮、防爆性等。