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高精度扭矩传感器为协作机器人添一“臂”之力

分类:原创论坛 2021-04-01 14:01:00

   中国制造与协作机器人的蓝海   

在“中国制造 2025 ”时代,人类和机器人的合作越来越紧密,随着自动化、 AI 等技术的进步,人类赋予了机器人更大的灵活性。在一些精密操作和先进的自动化与控制系统场景,机器人可与人类无缝协作,一起执行人类和机器人都无法单独完成的任务。例如,机器人能够协助执行稳定性和精度要求超出优秀外科医生能力的手术。在安全性方面,机器人能在对人类不友好的环境或危险的环境中工作,可以帮助人类处理有毒物品,排除爆炸物等。


机器人分为传统工业机器人(非人机协作)和协作机器人。协作机器人作为一种在一定区域内安全地与人类进行交互的新兴机器人,通过与人类并肩协作的方式来实现高效生产。


近 5 年来,全球机器人呈指数级增长,据巴克莱银行的生产资料分析师估计,从 2015 年到 2025 年的 10 年间,协作机器人市场将从 1.16 亿美元增长到 115 亿美元。从 2016 年至 2021 年,协作机器人的年均复合增长率将高达 60%。2019 年,中国大陆机器人销量达 14.05 万台,占全球销量的 37.67%。未来几年,中国将成为全球机器人供应与销售的第一大国。



   协作机器人对高精度的需求   

需求越大、应用越复杂、要求越严,责任也就越大。当协作机器人和人类合作愈加密切,机器人的安全性和可靠性就越重要,一个至关重要的环节就是关节扭矩传感器。优良的协作机器人扭矩传感器性能,可以防止对机械臂本身造成损害,防止协同合作中的工人受伤,同时也能更加精准地完成各项工作。


精度高、安全性好的扭矩传感器,是协作机器人的重要监测元件,它集成在协作机器人的各关节单元中。


松诺盟科技有限公司推出了一种新型高性能纳米薄膜扭矩传感器,能安装在机器人的每个关节中检测机器人的扭矩,在提高协作机器人的安全性和可靠性方面发挥着重要作用,并且能满足下一代协作机器人不断提高的准确性和速度的要求。

图1 协作机器人在工业现场工作.png

协作机器人在工业现场工作

   纳米薄膜扭矩传感器的巨大优势   

大多数扭矩传感器是电阻应变式扭矩传感器,它是以电阻应变计为转换元件的扭矩传感器,将电阻应变片粘贴在弹性体上,弹性体受扭而产生变形,附着其上的电阻应变计随之变形,从而使电阻应变计电阻值发生变化。然后通过电桥电路测量弹性体所受到的扭力。

松诺盟科技扭矩传感_新扭矩_芯实力.png

与传统扭矩传感器不同,松诺盟公司的 ST-200 系列纳米薄膜扭矩传感器是采用新型敏感材料以及真空原子薄膜沉积等技术,将扭矩应变薄膜电阻直接沉积在弹性体上(替代应变片粘贴方式),实现了敏感元件与弹性体的原子融合,解决了传统扭矩传感器因敏感元件与弹性体之间因粘贴受力滑动产生的零点漂移、蠕变、迟滞、老化缺陷而导致的不稳定、不可靠的问题,真正实现了高精度、高可靠扭矩测量。ST-200 系列纳米薄膜扭矩传感器可广泛满足武器装备、航空航天、协作机器人、机电设备、智能设备、转向器、风力发电设备、汽车发动机、机械加工中心等系统或领域的需求。

图2  纳米薄膜扭矩传感器应用在机器人的各个关节中.png

纳米薄膜扭矩传感器应用在机器人的各个关节中


ST-200 系列纳米薄膜扭矩传感器产品的显著优点:

◎ 新型敏感材料专利技术,采用国际先进的离子束溅射工艺及微机械加工技术制成。

◎ 不受传统的扭矩应变计粘贴工艺引入的蠕变、迟滞、老化缺陷的影响,长期稳定性好,工作可靠。

◎ 特殊的弹性体结构设计,产品灵敏度高。可顺、逆时针双向加载。

◎ 高稳定性,经 100 万次扭力循环,其漂移量小于 0.1%FS/年。

◎ 高工作温度下,同时具有高稳定性和极小的零点温度漂移。

◎ 产品设计灵活,体积小,输出信号形式多样,满足多种要求。