扭矩力传感器分为接触式与非接触式结构,不同结构形式适配不一样的设备安装布置条件。接触式扭矩传感器依靠滑环完成转轴上信号向外传输,转动轴体的感知单元产生信号,通过接触滑环传递到外部固定电路。滑环结构会存在机械磨损,高速长时间转动工况,磨损速度会上升。非接触式方案依靠电磁感应方式传递信号,转轴侧电路不需要物理接触就能够把信号传输出来,不存在滑环磨损问题。非接触结构更适合长时间连续旋转工况,但整套器件结构复杂度会有所上升。开展项目选型,结合转轴转速、连续工作时长、现场安装空间条件判断结构形式。接触式器件维护时需要检查滑环磨损状态;非接触式器件要留意周边金属部件,金属物体靠近会干扰电磁信号传递,影响信...
力传感器安装姿态会对采集得到的力学数据形成影响,部署阶段需要把控安装基准与对位状态。传感器具备自身定义的受力坐标轴,器件本体摆放角度发生偏转之后,外界施加的外力会分解到器件不同坐标轴。同样一组外力,传感器安装姿态不一样,各通道采集输出数值就会出现变化。开展设备装配时,需要对齐传感器坐标轴与设备系统坐标系,做好对位标记。法兰连接位置要保证贴合平整,垫片、异物留在连接面,会造成器件受力发生偏移。固定螺栓锁紧力度保持均匀,避免局部应力集中施加在传感器外壳。完成安装之后,可开展零点校验以及简单加载测试,对比输出结果,判断安装姿态是否带来异常数据。后期设备维护拆装传感器,同样需要记录对位基准,复原原有安...
AI 解耦算法有线性与非线性两类实现思路,可根据传感器耦合特征选择适配的实现路径。线性解耦思路假设传感器各通道耦合关系呈现线性变化,依靠标定矩阵完成信号换算,计算步骤简单,算力消耗低。该思路适合耦合表现接近线性变化的传感器。部分传感器弹性体形变偏大,耦合关系跟随载荷大小发生改变,呈现非线性特征,线性解耦思路校正之后依旧留存较大偏差。这时就需要采用非线性 AI 解耦思路,依托机器学习模型捕捉非线性耦合规律。非线性模型运算步骤更多,算力开销上升。项目选型思路时,先测试传感器耦合随载荷变化特征。耦合接近线性,优先选用线性方案;耦合非线性特征明显,则采用非线性 AI 方案。选定思路之后完成模型训练、实...
AI 解耦算法训练阶段需要大量多维度混合加载样本,以此提升对复杂受力条件的适配能力。现实工况当中,传感器往往同时承受多个方向力与扭矩共同作用,并非单一维度受力。如果训练数据集只录入单维度加载样本,模型学习不到混合受力下耦合变化规律,遇到复合载荷,算法校正效果会变差。采集样本时,需要组合不同大小、不同方向的力与扭矩,生成丰富混合加载样本集合。每一组样本都记录标准输入力学量以及传感器原始输出信号。样本分布尽量贴合后续真实使用工况,工况高频出现的载荷组合,样本数量可以适当增加。样本采集完成之后投入模型训练,训练结束划分出测试样本集,用来检验模型。若混合载荷条件下校正偏差偏大,则需要扩充对应工况样本,...
扭矩力传感器在动力传动测试场景使用较多,记录转轴运转过程中实时产生的扭转力学数值。电机、减速器、传动轴这类部件研发与出厂测试环节,需要掌握动力传递过程力矩变化情况。扭矩力传感器接入传动链路,转轴转动产生扭转形变,器件捕捉形变信号,转化为可供设备读取的数据。测试工况分为静态扭矩测试与动态扭矩测试,静态对应转轴保持静止承受扭转载荷,动态对应转轴持续旋转状态。动态场景之下,转轴转速高低会对器件信号采集形成一定作用,选型阶段要确认器件适配的转速区间。测试过程除采集瞬时扭矩,还可以持续记录扭矩随时间变化曲线,供研发人员分析传动部件工作状态。安装环节尽量减少额外侧向力,侧向载荷产生的形变叠加到器件内部,会...
力传感器和数据采集单元之间的通讯协议,决定数据传输时延以及数据交互的兼容情况。传感器完成信号数字化之后,依靠通讯协议把数据发送给采集单元或者上位机。不同通讯协议传输速率、帧格式存在区别。部分协议侧重短距离高速数据交互,部分协议适配远距离抗干扰传输。协议选择不匹配,会出现数据丢包、传输时延过大,或者硬件之间无法完成通讯对接。开展系统搭建,梳理传感器输出支持协议,同时确认接收硬件兼容协议类型。优先选择双方都支持的通讯方案。通讯参数设置包含波特率、帧周期等内容,参数需要两端配置保持一致。设备调试阶段统计数据传输时延,记录丢包率。如果时延过高或者丢包频繁,核查通讯协议选型、参数配置以及线路连接状态,排...
力传感器零点会随环境条件发生偏移,系统运行时可设置零点复位流程修正偏移带来的误差。零点指代传感器不受外力作用时输出信号数值。温度改变、器件应力释放都会造成零点发生偏移。零点偏移之后,即便没有载荷,器件依旧输出非零数值,该偏移量会叠加到测量结果当中。很多设备运行场景,会出现短暂无载荷时刻,系统可以利用该时间窗口执行零点复位流程。复位逻辑读取传感器当前输出数值,把该组数值记录为新零点基准,后续测量运算时减去零点基准数值。零点复位需要确认执行时刻传感器确实不受外力干扰,如果复位时器件依旧承受载荷,会引入新误差。软件开发时增加条件判断,只有满足无载荷条件,才允许触发零点复位操作,规避错误复位带来数据问...
AI 解耦算法可以区分真实外力输入与结构形变带来的交叉信号,分离出各维度有效测量数据。六维力传感器受力时,除当前维度真实载荷,弹性体形变扩散会让其余通道生成交叉信号。交叉信号不属于该维度真实外力,属于耦合带来的无效分量。AI 解耦算法依托训练习得的耦合规律,读取六路原始信号,拆分出真实载荷分量和交叉耦合分量。算法计算之后剔除交叉分量,输出各个维度真实受力数值。外界温度漂移、电路噪声同样会混入原始信号,算法需要区分耦合交叉信号和这类干扰信号。算法无法完全消除全部类型干扰,所以解耦流程前面一般搭配信号滤波步骤,先过滤随机噪声,再执行解耦运算。算法输出结果依旧需要结合现场工况校验,观察外力施加与撤销...
MEMS 传感器应用于具身智能设备,为设备和外界环境接触过程提供底层力学感知输入来源。具身智能设备需要和物理世界开展交互,不只是做视觉信息接收,还需要感受物理层面接触作用。MEMS 传感器作为力学感知硬件,设备触碰物体、发生接触,器件把力学作用转化电信号。设备内部 AI 系统读取力学感知数据,结合视觉等其他传感器信息,理解当下物理交互状态。依靠力学信息,设备可以感知触碰、碰撞、物体夹持力度。MEMS 器件体积小巧,可以集成在机器人手指、躯体接触点位。芯片输出信号需要调理、采集之后才可以交给设备 AI 系统。整套感知链路,硬件、电路、数据处理互相配合,把物理世界力学交互转化为智能系统可以读取的数...
MEMS 传感器的微结构加工工艺把控,会改变器件对于微小力学输入的感知响应能力。MEMS 力学传感器依靠硅片刻蚀得到微型弹性感知结构,光刻、刻蚀、薄膜沉积等工序都会作用微结构终形态。刻蚀深度出现偏差,微弹性梁厚度就会偏离设计参数,同等外力下形变程度发生变化。薄膜层厚度不均匀,感知电极电气参数出现差异。单颗芯片内部多组感知微结构一致性,同样由加工工艺决定。工艺波动会造成同批次芯片器件响应出现区别。生产流程当中设置多道中间检测工序,监控微结构尺寸参数。即便加工工艺管控到位,MEMS 微结构抗过载能力有限,超出承受范围的冲击载荷,会造成微结构断裂损坏。整机设计阶段增加限位结构,限制最大形变量,降低过...
六维力传感器输出的多路信号会存在耦合现象,算法处理环节需要针对该现象开展对应校正。当单一方向施加外力,六维力传感器六个输出通道都会出现数值波动,并非只有受力对应通道产生响应。耦合来源于弹性体本身结构特性,受力之后弹性体形变会扩散到多个感知点位,造成各通道信号互相牵连。如果不做校正处理,输出数据无法还原物体真实受力情况。校正工作分为硬件层面优化以及算法层面处理,硬件依靠弹性体结构设计弱化耦合程度,算法则是对采集完成的原始信号做运算修正。算法处理前需要完成传感器标定工作,采集多组已知力学载荷下各通道输出样本,梳理耦合映射关系。后续设备运行,算法读取实时原始数据,依托已建立的映射关系抵消耦合带来的信...
扭矩力传感器侧重对旋转运动过程产生的扭转力学量做采集,多用于转轴工况的数据获取工作。各类转动机构运转时,轴体承受扭转作用,扭矩数值反映动力传递过程当中力矩大小。扭矩力传感器可以捕捉这类扭转力学量,为传动系统测试提供数据支撑。器件安装在动力传递路径之上,电机输出动力经过传感器再传递到负载端,转轴发生扭转形变,器件内部感知单元捕捉形变变化,转换为电信号输出。不同工业测试场景,转轴尺寸、转速区间存在差异,选型阶段需要匹配被测转轴的工况条件。部分测试场景除扭矩之外,还需要同步记录转速参数,这时扭矩力传感器可以搭配转速采集模块协同作业。安装作业需要管控同轴状态,侧向载荷尽量规避,多余侧向作用力会引入额外...
扭矩力传感器信号传输方式包含有线传输与无线传输,不同模式适配不同现场布线条件。有线传输依靠线缆把传感器信号向外输送,信号传输过程稳定,信号损耗小;但被测转轴持续旋转场景,线缆会发生缠绕,有线方案就无法直接使用。无线传输方案将转轴侧采集到扭矩信号,通过无线电形式发送到外部接收单元,转轴转动不会带来线缆缠绕问题。无线方案无需布置转动部分线缆,适配连续旋转工况;不过无线信号会受到现场金属结构、电磁设备干扰,有可能出现信号丢包。现场开展方案设计,查看被测部件运动形式。部件只做小角度往复摆动,不会整圈旋转,有线传输可以使用;部件需要不间断整圈旋转,则选用无线传输模式。无线部署需要规划接收天线摆放位置,降...
六维力传感器的数据输出速率,需要匹配上层控制系统运算节奏,保障交互动作的响应配合。传感器会按照固定时间间隔向外输出六路力学数据,这个时间间隔对应输出速率。机器人控制系统也有自身循环运算周期,控制系统每一轮循环读取传感器数据,再生成运动指令。当传感器输出速率低于控制器运算周期,控制器部分循环周期拿不到新的力学数据;输出速率过高,会产生大量数据,加大通讯链路与控制器的数据处理负担。前期方案设计,梳理控制系统循环周期参数,选择与之适配的传感器输出速率。部分传感器支持修改输出速率参数,可以结合现场调试情况调整。数据传输过程存在时延,时延叠加会造成力学信息和设备实际接触状态出现时间差。调试阶段观察接触瞬...
我们的六维力传感器采用深度学习模型,通过海量数据训练建立非线性映射,彻底摆脱人工标定依赖。定制化RPU芯片专为解耦运算设计,实现微秒级的响应,全流程能本地闭环处理。我们的六维力传感器是国内搭载AI端侧芯片及自主研发垂直模型的智能六维力传感器,能捕捉细微力学变化。我们的传感器有一次训练,可多次复用的优势。模型可应用于同类型传感器,极大提升标定效率,复用现有产线,降低设备与长期人力成本,实现降本增效,并且模型输出高度稳定,为批量生产提供标准化、高精度的标定结果。我们的传感器可应用于工业制造、精密装配、人形机器人、服务型机器人等场景。在人形机器人领域,传感器能够为机器人提供精确的力觉反馈,它...
六维力传感器在装配机器人场景使用时,力学反馈信息辅助完成工件对接与装配调整动作。自动化装配作业当中,零件之间存在尺寸公差,单纯依靠位置指令移动机械臂,容易出现零件硬顶卡死情况。六维力传感器采集装配过程产生力与扭矩,当两个工件接触干涉,力学数值立刻上升。控制系统读取力学数据,调整机械臂姿态,微调位置,释放掉接触产生的干涉力。在轴孔装配这类典型工况,传感器捕捉孔轴接触点的侧向力,引导轴件偏移位置,顺着孔口斜面滑入孔体内部。装配全过程持续监测力学状态,接触力维持在合理区间。装配调试阶段,需要设置力学阈值,力超过阈值机械臂停止进给,防止工件、设备发生磕碰损坏。传感器数据的稳定程度,会直接影响整套装配流...
扭矩力传感器分为接触式与非接触式结构,不同结构形式适配不一样的设备安装布置条件。接触式扭矩传感器依靠滑环完成转轴上信号向外传输,转动轴体的感知单元产生信号,通过接触滑环传递到外部固定电路。滑环结构会存在机械磨损,高速长时间转动工况,磨损速度会上升。非接触式方案依靠电磁感应方式传递信号,转轴侧电路不需要物理接触就能够把信号传输出来,不存在滑环磨损问题。非接触结构更适合长时间连续旋转工况,但整套器件结构复杂度会有所上升。开展项目选型,结合转轴转速、连续工作时长、现场安装空间条件判断结构形式。接触式器件维护时需要检查滑环磨损状态;非接触式器件要留意周边金属部件,金属物体靠近会干扰电磁信号传递,影响信...
力传感器的信号调理电路负责放大微弱形变产生的电信号,为后续的数据采集做好预处理。力传感器内部感知元件受力形变产生电信号,信号幅值通常十分微弱,直接传输给采集硬件,容易被噪声覆盖。信号调理电路接收传感器原始信号,完成信号放大,把信号幅值抬升到采集芯片适配区间。除放大之外,调理电路还可以设置滤波单元,过滤一部分高频噪声。部分调理电路集成温度采集点位,配合软件完成温度漂移补偿。调理电路元器件本身会产生噪声,元器件选型、PCB 布线设计会影响电路噪声水平。调理电路和传感器尽量缩短信号传输距离,微弱原始信号长距离走线容易拾取干扰。经过调理处理之后输出的信号,稳定性得到提升,再接入采集模块开展数字化采样工...