三維力傳感器指的是一種能夠同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)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(gè)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(shí)測(cè)量三個(gè)力分量和三個(gè)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(chǎng)合,不需要測(cè)量完整的六個(gè)力和力矩分量而只需要測(cè)量其中某幾個(gè)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(duì)所測(cè)力分量敏感的單調(diào)性和*性問(wèn)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(wèn)題、動(dòng)靜態(tài)標(biāo)定問(wèn)題以及矢量運(yùn)算中的解耦算法和電路實(shí)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(wèn)題,如彈性體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)性能評(píng)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(jī)械到微機(jī)械的設(shè)計(jì)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(xiàng)技術(shù)。
三維力傳感器廣泛應(yīng)用于機(jī)器人手指、手爪研究;機(jī)器人*研究;指力研究;牙齒研究;力反饋;剎車(chē)檢測(cè);精密裝配、切削;復(fù)原研究;整形外科研究;產(chǎn)品測(cè)試;觸覺(jué)反饋;示教學(xué)習(xí)。行業(yè)覆蓋了機(jī)器人、汽車(chē)制造、自動(dòng)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(gè)方面:
(1)高溫環(huán)境對(duì)傳感器造成涂覆材料熔化、焊點(diǎn)開(kāi)化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問(wèn)題。對(duì)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(duì)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(jiàn)的密封有密封膠充填或涂覆;橡膠墊機(jī)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(lái)看,焊接密封為*,充填涂覆密封膠為量差。對(duì)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(duì)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(duì)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(jìn)行過(guò)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(chǎng)對(duì)傳感器輸出紊亂信號(hào)的影響。在此情況下,應(yīng)對(duì)傳感器的屏蔽性進(jìn)行嚴(yán)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(duì)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(duì)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(qiáng)度,以及電纜線引出頭的防水、防潮、防爆性等。