中航電測正在研發(fā)一種六維力傳感器

在科幻電影中，機器人不僅外觀和行為舉止與人類無異，甚至在很多方面超越了人類。擁有一個智能機器人，是觀眾的美好憧憬，實現(xiàn)這一愿望也是科學家和研發(fā)人員努力的方向。

如何才能制作出電影里那樣的機器人呢？中航電測儀器股份有限公司（以下簡稱“中航電測”）正在研發(fā)的六維力傳感器，或許能提供一些幫助。

近年來，機器人市場規(guī)模持續(xù)快速增長。機器人機械臂末端力值檢測的關鍵元件——六維力傳感器的研發(fā)工作變得尤為重要。

六維力傳感器能夠同時檢測三個方向的力值和三個方向的扭矩值，具有全方位感知、靈敏度高、精確度高、反饋實時的性能優(yōu)勢，可以幫助機器人實現(xiàn)智能化控制。

“我們可以將機器人中的六維力傳感器想象成人的感知神經(jīng)，它賦予了機器人‘細膩的感觸’，能使機器人動作更精細、更柔順，更接近人類的動作?！敝泻诫姕y漢中分公司副總經(jīng)理蘇絳介紹，目前，中航電測六維力傳感器技術難題已基本攻克，團隊正在進行小批量制作前的工藝技術優(yōu)化。

當下，我國的六維力傳感器仍處于產(chǎn)業(yè)早期階段。中航電測作為國內(nèi)傳感器領域的領軍企業(yè)，2022年便開始著手六維力傳感器的探索研發(fā)。

從最初的設想，到如今取得初步成果，項目組成員一步一個腳印?；仡櫻邪l(fā)過程，大家感觸頗深?！把兄浦酰蠹覍αS力傳感器的樣子、原理、結構，以及怎么測試、怎么使用，一點兒概念都沒有。我們就先從理論入手，通過查閱資料，開展了大量理論分析和仿真分析，逐漸掌握六維力傳感器的基本原理，確定了基本結構?！敝泻诫姕y六維力傳感器項目組經(jīng)理劉超說。

但將理論付諸實踐時，項目組成員的挑戰(zhàn)才剛剛開始。六維力傳感器屬于高端精密傳感器，內(nèi)部有六組惠斯通電橋，制作工藝與常規(guī)傳感器存在明顯差異。起初，項目組成員按傳統(tǒng)工藝制作樣品時，碰到了許多從未遇到過的問題。

每出現(xiàn)一個問題，項目組成員就要從理論開始重新分析，找到可能的原因，再建立仿真模型，進行檢測，循環(huán)往復，直到將問題逐一擊破。

“如何通過解耦提高傳感器的串擾精度，是制作六維力傳感器的主要難點之一。解耦算法是各個公司的核心機密，沒有先例可以借鑒。我們通過查找網(wǎng)絡資料、與高校交流、邀請公司技術專家研討，再結合產(chǎn)品的測試數(shù)據(jù)，先后提出了三種解耦算法。經(jīng)過驗證，我們最終成功將串擾誤差降低到0.3%，達到了國際一流水平?！敝泻诫姕y漢中分公司副總經(jīng)理李永江說。

當生產(chǎn)問題得到解決，樣品也趨向成熟，如何檢測產(chǎn)品性能的問題又擺在項目組成員面前。

常規(guī)的傳感器都是單方向加載，但六維力傳感器需要六個方向加載，現(xiàn)有的測試設備和系統(tǒng)無法滿足要求。經(jīng)過討論，大家一致決定：沒有設備就自己研發(fā)設備，沒有系統(tǒng)就自己研發(fā)系統(tǒng)。

“我們當時請教了很多專家學者，還去了北京、江蘇等地的設備廠家進行調(diào)研。最后，結合公司現(xiàn)有的測試條件，我們設計了一套六維力傳感器測試系統(tǒng)，成功解決了六維力傳感器的測試問題?！崩钣澜袊@，如今，離六維力傳感器被正式安裝進機器人“身體”的日子越來越近，項目組成員終于看到了勝利的曙光，信心也越來越足。

六維力傳感器的創(chuàng)新研發(fā)就像一次闖關，而類似這樣的闖關，企業(yè)（原名國營中原寶石廠）從1965年成立至今就一直在進行，積累了雄厚的科技研發(fā)力量、一體化設計和生產(chǎn)能力，達到國際先進技術水平。截至目前，中航電測共有289件專利，且獲得眾多國際認證。

傳感器技術是現(xiàn)代信息技術的三大基礎之一，傳感器產(chǎn)業(yè)鏈是我省確定的制造業(yè)重點產(chǎn)業(yè)鏈之一。漢中市作為陜西省重要的傳感器科研中心和制造基地，具備完善的傳感器發(fā)展資源，傳感器上下游產(chǎn)業(yè)鏈健全。

“我們將積極打造傳感器智能工廠，提升企業(yè)創(chuàng)新能力；助推傳感器產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，推動傳感器產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為中航電測成為世界電測先鋒不斷努力。”中航電測漢中分公司總經(jīng)理劉建群說。