多維力覺傳感器賦予機(jī)器人真正的觸覺

伴隨著千萬年的進(jìn)化，人類學(xué)會了直立行走，學(xué)會了使用工具，為了適應(yīng)復(fù)雜多樣的環(huán)境，人類還擁有了強(qiáng)大而又敏感的感官輸入，依靠各種感官之間的相互配合，人類可以完成多種多樣的任務(wù)，于是有了科技發(fā)達(dá)的今天。

人類各種感官之間的合作一直在進(jìn)行著。想一想在昏暗情況下我們是如何用鑰匙開門鎖的吧。先用眼睛嘗試去觀察找準(zhǔn)鍵槽一個大概的位置，然后去插鑰匙，但是當(dāng)鑰匙實(shí)際插入鎖眼時，我們則不會去看了，而是使用觸覺來進(jìn)行最終調(diào)整，直到鑰匙插進(jìn)鎖眼里。這個操作對人類來說再自然不過了，因而，幾乎沒人會思考整個過程是如何進(jìn)行的。

一般說來，機(jī)器人是沒有觸覺的，但是他們也可以“進(jìn)化” 出觸覺并受益于觸覺。我們賦予機(jī)器人多維力覺傳感器，機(jī)器人便能夠擁有觸覺，并且在簡單的環(huán)境中操縱物體，同時不失更高的精度和靈敏度。

大多數(shù)為協(xié)同應(yīng)用而設(shè)計(jì)的機(jī)器人都具有內(nèi)置的力和扭矩感應(yīng)功能以確保安全，特別是在靠近或直接與人類一起工作時。 但是那遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)槲覀內(nèi)祟愊矚g將沉悶，重復(fù)，骯臟和危險(xiǎn)的任務(wù)都交給那些機(jī)電一體化機(jī)器人來完成。所以，我們更關(guān)注那些能夠?qū)崿F(xiàn)真正工作的獨(dú)立或集成的多維力覺傳感器，只有把這些高端傳感器集成在機(jī)電一體化機(jī)器人上才能實(shí)現(xiàn)我們的目的。

得益于成熟的傳感器解決方案，全新設(shè)計(jì)和智能軟件，我們實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人可以觸摸并“感覺得到”這一技術(shù)。在機(jī)器人技術(shù)中，視覺和觸覺是互補(bǔ)的方式。由此業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)，觸摸感應(yīng)將如視覺技術(shù)一樣，很快加入到主流的機(jī)器人應(yīng)用。

在機(jī)械加工，如磨削，去毛刺，打磨和拋光中，讓機(jī)器人來完成這些工作曾經(jīng)是非常復(fù)雜的，你需要根據(jù)空間體積進(jìn)行大量的編程，而且也需要花費(fèi)大量時間來進(jìn)行糾錯。但是集成了多維力覺傳感器后，利用傳感器的路徑記錄功能，操作員可以簡單地抓住臂端裝置并進(jìn)行預(yù)期的移動。傳感器記錄操作員施加的力和方向，然后機(jī)器人就可以重復(fù)操作員的動作。這將極大地提高工作效率，同時將有助于保障操作工人的安全。

此外，多維力覺傳感器還有助于產(chǎn)品加工定位，產(chǎn)品測試，產(chǎn)品包裝以及機(jī)器人裝配。

舉個例子，活塞裝配或者齒輪裝配這樣的精密裝配是多維力覺傳感器的常見應(yīng)用。這些精密安裝的操作平面不會僅僅是垂直的或是水平的，某些安裝情況下操作平臺會伴隨著一定角度，這些將為實(shí)際裝配帶來很大的難度，對于精度的要求也很難保障。實(shí)際裝配中的難度不僅如此，當(dāng)前該應(yīng)用所需的精度還僅限于視覺技術(shù)，由于實(shí)際裝配時零件之間會有間隙，且間隙只有人類發(fā)絲直徑的十分之一，所以僅靠視覺技術(shù)還是無法做到完美對齊。因此在這些實(shí)際應(yīng)用中，加入觸覺才是實(shí)現(xiàn)完美裝配的唯一辦法。

基于應(yīng)變計(jì)，光學(xué)或電容技術(shù)的不同，多維力覺傳感器具有各種類型。每種技術(shù)都有不同的性能水平，壽命，校準(zhǔn)要求和成本。在眾多多維力覺傳感器中，海伯森技術(shù)的六維力傳感器因其不俗的性能和極高性價(jià)比脫穎而出。

海伯森六維力傳感器可以測量x，y，z三個方向的力和力矩。該六維力傳感器的整體結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固，具有出色的非線性度，高精度和高承受過載。

在實(shí)際應(yīng)用中，海伯森技術(shù)的六維力傳感器即使施加了非常重的負(fù)荷，它的偏移量也會非常小。這對機(jī)器人來說非常重要，因?yàn)楹芏喔呔葯C(jī)器人需要非常精確的刀具中心點(diǎn)，想實(shí)現(xiàn)此功能往往需要額外的巨額投入。如果傳感器在負(fù)載下偏移量很多，那么這種準(zhǔn)確性將不復(fù)存在。

不僅如此，海伯森還能夠?qū)PS-FT060六維力傳感器的所有電子元件，包括放大器等打包成一個較小的封裝，只需一根電纜可滿足外部接口的電源和通信要求。通訊接口多樣，支持USB，CAN，LAN，EtherCAT和RS485。

在我國勞動力成本不斷上升的今天，自動化也會為企業(yè)帶來效益。除了重型的機(jī)加工任務(wù)，原本依賴人類手指觸覺才能完成的小部件裝配任務(wù)，如手機(jī)或電腦裝配生產(chǎn)線，通過加裝多維力覺傳感器，機(jī)器人也能夠被賦予觸覺，協(xié)助人類或獨(dú)立完成這些工作，這將極大的提高生產(chǎn)效率。

擁有了多維力覺傳感器的機(jī)器人即擁有了觸覺，他們會變得更加強(qiáng)大，可以去完成更多原本應(yīng)該由人工來完成的復(fù)雜沉悶或者充滿危險(xiǎn)性的工作。企業(yè)，尤其是中小型企業(yè)將會從中不斷獲益。