頂點光電子商城2025年5月12日消息:力傳感器在機器人上的應用非常廣泛,其核心功能是通過測量機器人與環境之間的相互作用力(如壓力、扭矩、力矩等),賦予機器人“觸覺”能力,從而提升精準性、安全性和適應性。以下是主要應用場景及技術解析:
1. 精密裝配與力控操作
應用場景:汽車制造中的零件插接、電子行業的芯片貼裝、精密儀器組裝等。技術實現:六維力傳感器(測量XYZ方向的力和扭矩)實時反饋接觸力,機器人通過閉環控制調整位置和姿態,避免過載或零件損傷。案例:Fanuc的力控裝配機器人通過力傳感器實現手機屏幕的柔性貼合,誤差小于0.1N。
2. 協作機器人(Cobots)的人機安全
應用場景:與人類共享工作空間的協作機器人(如UR、KUKA LBR iiwa)。技術實現:關節扭矩傳感器或皮膚式力覺傳感器檢測意外碰撞,觸發緊急停止或柔順反彈(ISO/TS 15066標準)。優勢:無需物理圍欄,實現人機協同作業。
3. 自適應打磨與拋光
應用場景:金屬件去毛刺、曲面拋光(如航空發動機葉片)。技術實現:力傳感器配合阻抗控制,動態調整工具對工件的壓力,補償工件形狀誤差。例如,ABB的Force Control Package支持恒力磨削。
4. 醫療機器人的力反饋
應用場景:手術機器人(如達芬奇系統)、康復機器人。技術實現:微型力傳感器集成在機械臂末端,反饋手術器械與組織的接觸力,避免組織損傷;康復機器人通過力信號調節輔助力度。
5. 物流與抓取優化
應用場景:無序分揀、易碎物品搬運(如雞蛋、玻璃)。技術實現: 夾爪力控:通過單軸力傳感器調節夾持力,防止物品變形(如OnRobot的RG2夾爪)。 滑動檢測:力傳感器結合振動信號判斷物體是否滑移,觸發抓取調整。
6. 足式機器人的平衡控制
應用場景:四足機器人(如Boston Dynamics Spot)、雙足人形機器人。技術實現:足底多維力傳感器測量地面反作用力(GRF),結合IMU數據實現動態平衡和地形適應。
7. 科研與參數辨識
應用場景:機器人動力學建模、末端工具參數校準。技術實現:通過力傳感器測量實際負載,動態更新控制模型(如KUKA的Load Identification功能)。
技術挑戰與發展趨勢
高集成度:嵌入式微型力傳感器(如MEMS技術)減少對機器人結構的干擾。多模態融合:力覺與視覺、觸覺傳感器協同,提升環境感知能力(如MIT的TacTip觸覺陣列)。AI增強:深度學習用于力信號分類(如區分接觸類型:碰撞、滑動、擠壓)。
通過力傳感器的應用,機器人從“盲操作”進階為“觸覺智能體”,未來在柔性制造、家庭服務、太空探索等場景潛力巨大。