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力传感器和扭矩传感器的转化原理

2019-12-12浏览次数:269

鉴于我们人类对运动和分析技能的触觉价值,工业机器人的先进触摸和力感应的巨大潜力是显而易见的。力和扭矩传感已经在协作机器人领域中使用。协作机器人检测到碰撞并且可以相应地暂停或减慢其编程的运动路径。这使他们能够与人类接触。然而,这种类型的传感大部分是通过电动机的反馈电流完成的。当存在与电动机的旋转相反的物理力时,反馈电流增加。可以检测到此更改。但是,使用这种方法无法准确测量所施加的力。对于更详细的任务,需要力/扭矩传感器。


力传感器和扭矩传感器的转化原理


虽然有几种机制将力转换为电信号,但力和扭矩传感器的主要部分是相同的。两个外框架,通常由铝或钢制成,承载安装点,通常是螺纹孔。所有测量力轴都可以测量为一帧作用于另一帧。这些帧包围传感器机制和用于信号编码的任何板载逻辑。

而在测量扭矩时,用两个完全相同的传感器,它们的转子分别固定在被测轴的两端,而定子用支架固定。一个传感器的定子齿和转子齿相对,另一个则定子槽和转子槽相对。当转轴以一定角速度旋转时,则在两个传感器输出线组内感应出电势大小相等,频率相同,相位差180°的近似正弦波,而当被测轴受扭矩时,两个绕组内感应电热相位差将不再是180°,而是扭转角与定(转)子齿数的积。在弹性限度内,材料扭矩与扭转角成正比,因此,测出扭转角也就得到了扭矩的值。这种扭矩传感器反应较电阻应变式传感器反应灵敏,但抗干扰能力较弱,对应用场所的电磁强度有较高要求。