壓力傳感器如何增強(qiáng)機(jī)器人的氣動(dòng)壓力控制？

作為自動(dòng)化程度提高和工業(yè) 4.0 發(fā)展的一部分，機(jī)器人必須變得“更智能”。1在自動(dòng)化方面，更智能的機(jī)器人是那些具有更先進(jìn)傳感器的機(jī)器人，這些傳感器能夠與數(shù)據(jù)分析和反饋系統(tǒng)集成。

工業(yè)中最常見的機(jī)器人類型之一是機(jī)械臂。 它們有很多用途，從提升和移動(dòng)物體到高精度的制造和焊接工藝。

作為鉸接式機(jī)器人，機(jī)械臂可以設(shè)計(jì)出適合其指定任務(wù)的運(yùn)動(dòng)范圍，使其能夠執(zhí)行任何所需的動(dòng)作。

機(jī)械臂由于它們的移動(dòng)速度比同類人類快得多，因此可以顯著節(jié)省效率。 他們還在制造過程中涉及的眾多重復(fù)性任務(wù)中保持高精度。 對于某些任務(wù)，可以簡單地安裝和編程機(jī)械臂來執(zhí)行所需的功能。

然而，對于機(jī)械臂與機(jī)器視覺或更先進(jìn)的自動(dòng)化結(jié)合使用的替代任務(wù)，機(jī)器人需要能夠?qū)χ車h(huán)境的變化做出反應(yīng)并理解。

幫助機(jī)器人了解周圍世界并讓它們以一種不需要預(yù)編程和硬編碼參數(shù)的方式對任務(wù)做出反應(yīng)的一種方法是使用壓力傳感器。

基于換能器的機(jī)器人傳感器的發(fā)展使得能夠創(chuàng)造出能夠握住精致物體的高度復(fù)雜的關(guān)節(jié)機(jī)器人手。2傳感器信息被傳送到致動(dòng)器以避免使用過大的力。

壓力傳感器

實(shí)現(xiàn)越來越復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和自動(dòng)化程度需要使用更多的傳感器。 高度鉸接的機(jī)器人手或手臂需要一整套傳感器，傳感器尺寸等因素對應(yīng)用至關(guān)重要。

當(dāng)復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)為機(jī)器人提供反饋系統(tǒng)時(shí)，傳感器的精度和準(zhǔn)確度也變得越來越重要。

如果網(wǎng)絡(luò)中的任何傳感器開始表現(xiàn)不佳，則由此產(chǎn)生的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)將不正確，并可能導(dǎo)致機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)問題或意外損壞。

除了制造過程中更高程度的自動(dòng)化和數(shù)據(jù)利用之外，工業(yè) 4.0 發(fā)展的另一個(gè)方面是更加強(qiáng)調(diào)可持續(xù)性。

移動(dòng)機(jī)器人手臂必須將功耗保持在最低水平，以延長兩次充電之間的運(yùn)行壽命。 避免傳感器消耗大量電力還有助于最大限度地降低機(jī)器人運(yùn)行成本并減少過多的能源消耗。

壓力監(jiān)測

機(jī)械臂最常見的任務(wù)之一是握住和拾取物體，其中一些可能是易碎的。 氣動(dòng)執(zhí)行器將能量（通常來自壓縮空氣）轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)，此類執(zhí)行器構(gòu)成了許多移動(dòng)機(jī)器人的基礎(chǔ)。

對物體施加適當(dāng)?shù)牧π枰屑?xì)控制供應(yīng)給執(zhí)行器的壓縮空氣量。 這通常通過測量抽空區(qū)域內(nèi)的真空壓力來實(shí)現(xiàn)，并且壓力傳感器是完美的系統(tǒng)。

除了使用致動(dòng)器拾取物體所施加的初始力外，還可以利用壓力傳感器在保持過程中持續(xù)監(jiān)測真空壓力，以確保維持恒定的力水平。

氣動(dòng)執(zhí)行器中的壓力傳感器需要對壓力的突然變化具有快速響應(yīng)時(shí)間，特別是對于物理運(yùn)動(dòng)必須快速的機(jī)器人。 傳感器還必須高度靈敏并能夠在真空壓力范圍內(nèi)進(jìn)行測量。

優(yōu)點(diǎn)傳感器系統(tǒng)

在創(chuàng)建能夠執(zhí)行更廣泛更復(fù)雜任務(wù)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)機(jī)器人時(shí)，機(jī)械臂中壓力傳感器的優(yōu)勢顯而易見。 挑戰(zhàn)在于為任務(wù)找到正確的壓力傳感器。

Merit Sensor Systems 是開發(fā) MEMS 壓阻式壓力傳感器的專家，提供各種不同的緊湊型低功耗傳感器。

Merit Sensors 擁有 CMS 系列，這是一種用于智能機(jī)器人的完全補(bǔ)償壓力傳感器套件。

CMS 系列基于帶有 ASIC 的壓阻式壓力傳感器來校準(zhǔn)和補(bǔ)償熱和非線性，是高度緊湊的傳感器，旨在提供高度穩(wěn)定和長期的壓力讀數(shù)。

CMS 系列

占地面積僅為 6.8 mm x 6.8 mm，CMS 系列使得將眾多傳感器集成到氣動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中變得容易。

數(shù)字我2C 和 SPI 輸出選項(xiàng)允許 CMS 傳感器輕松集成到智能反饋系統(tǒng)中，并制作響應(yīng)式機(jī)器人。 如果應(yīng)用程序需要多個(gè)傳感器，Merit Sensor 還能夠創(chuàng)建其他 I2根據(jù)要求提供 C 地址。

專有的 Sentium 的合并?技術(shù)使 CMS 系列的性能獨(dú)一無二。 該技術(shù)可幫助這些傳感器實(shí)現(xiàn)寬補(bǔ)償溫度范圍（0 至 50 °C 或 -15 至 85 °C），并具有一流的穩(wěn)定性。

CMS 系列是極其多樣化的傳感器，具有 2 到 150 PSI 的廣泛工作壓力范圍，爆破壓力是最大工作壓力的 2 到 100 倍。

對于氣動(dòng)機(jī)器人，這個(gè)范圍結(jié)合高精度和穩(wěn)定性，意味著可以制造出能夠執(zhí)行最精細(xì)的起重任務(wù)以及更重型操作的機(jī)器人。

如果需要，除了自動(dòng)歸零和輸出平均功能外，還提供絕對值和表壓選項(xiàng)，使 CMS 系列更易于使用和集成到任何系統(tǒng)中。

電氣連接采用標(biāo)準(zhǔn)間距為 1.27 mm 的 SMD 焊盤，CMS 產(chǎn)品兼容 2.7 至 5.5 V 的電源電壓范圍。 這些設(shè)備可以在低功率模式下運(yùn)行，以最大限度地提高能源效率。

CMS 產(chǎn)品均符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，這些傳感器的可靠性和準(zhǔn)確性由壓阻式惠斯通電橋提供支持，該電橋旨在將玻璃陽極鍵合到化學(xué)蝕刻的硅隔膜上。

審核編輯：郭婷