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1、第25卷第2期机器人ROBOTVol.25,No.22003年3月March,2003文章编号:1002-0446(2003)02-0188-05面向应用需求的力/力矩传感器技术发展动向*戈瑜1吴仲城12葛运建1(1.中国科学院合肥智能机械研究所合肥230031;2.中国科学技术大学自动化系合肥230031)摘要:本文论述了面向应用需求的力/力矩传感器发展现状和趋势,从机器人学、特种机器人及机器人化机器几个方面讨论了力传感器研究的现状和应用需求,并指出力传感技术发展的总趋势为利用新材料、新工艺实现微型化、集成化,利用新原理、新方法实现更多种类的信息获取,再辅以先进的信息处理技术提高传
2、感器的各项技术指标,以适应更广泛的应用需求.关键词:力/力矩传感器;机器人学;特种机器人;智能机器中图分类号:TP24文献标识码:BSTATEOFARTSANDDEVELOPMENTTRENDSTOWARDAPPLICATION-ORIENTEDFORCE/TORQUESENSORSGEYuWUZong-chengGEYun-jian(AutomationDepartment,ChinaUniversityofScienceandTechnology,Hefei230031)Abstract:Thestateoftheartsanddevelopmenttrendstowardfor
3、ce/torquesensorsareintroducedinviewofrobotics,servicerobotandintelligentmachines.Anditwaspointedoutthatthemaintrendstowardforcesensortechnologyisminimizedandintegratedbynewmaterialsandtechniques.Nowadays,manynewtheoriesandmeth-ods,suchasartificialintelligenceanddatafusion,arewidelyusedinsensors
4、ignalprocessingformorekindsofin-formationacquisationandwidespreadapplicationdemands.Keywords:force/torquesensor,robotics,servicerobot,intelligentmachine1引言(Introduction)的机器人传感器研究与开发将大有可为.在机器人学中讨论的传感器已是种类繁多,如先进机器人技术被宋健同志称为"当代最高意果将机器人技术辐射至智能机器(机器人化机器),义上的自动化",集中反映在"感知(传感器,信息融所涉及的传感器,种类则将涉及整个传感器技术
5、领合)、决策(智能控制)、执行(机构及驱动)和交互(人域的各种传感器.面对发展的新形势,本文就多维力-机,多机,网络化)"几大技术特征上.相对而言,在/力矩传感器在机器人学、特种机器人以及智能机器这几大要素中,传感器与机构基本属于硬件范畴,它几个方面的应用需求和研究动向进行讨论.们的技术进步必将对整个机器人技术产生关键性的影响.2机器人学发展对力传感器的需求德国机器人学与系统动力学研究所(DLR)的2.1柔顺运动控制用的"柔性力/力矩传感器"G.Hirzinger在去年的IARP研讨会上有一段话,给这是近来德国DLR提出的一种新型传感人以深刻印象:"人们希望AI能够推动机器人技术器[
6、1～3],一些研究表明这种传感器有可能从传感器反快速发展,使机器人更具智能.但他们忽略了一些事馈方面去实现力/位置混合控制的柔顺运动,并能以情,例如尽管逻辑决策的作用很大,但传感器的感知示教再现的方式实现过去难以实现的所谓"直觉式"与反馈是更高级智能行为的真正基础.事实上,工业柔顺运动过程,如完成公差为0.005mm的销孔配机器人在很大程度上仍像几年前一样笨."其言外之合.如图1所示.意是机器人传感器的应用还很不够,面向应用需求*基金项目:本项目得到国家十五"863"计划项目(No.:2001AA4231802001AA423300)、国家自然科学基金项目(No:60175027)和
7、安徽省自然科学基金项目(No.01042303.:)支持.收稿日期:2002-09-03第25卷第2期戈瑜等:面向应用需求的力/力矩传感器技术发展动向189基本结构:国内在此方面的研究成绩显著,如合肥智能所、河北六维力传感器与空间鼠标中的光电式六自由度工业大学等单位均有较成熟的技术和开发能力.对空间位置测量系统相连接.光电式空间位置测量系于小型化的多维力/力矩传感器,在新结构、新材料、统由中心部光源与外圆周三横三竖共六个PSD器件新工艺等方面还有许多可拓展
