六维力传感器是机器人中常用的电子元器件,规格型号不多,一家公司多的超过10多个型号,少的仅2-3款,通过工作原理知道设计复杂,工作联动性的要求高,所以价格也很贵。
1、六维力传感器工作原理:
美蓓亚六轴力传感器它是由三个力分量(Fx、Fy、 Fz)和三个力矩分量(Tx、Ty、Tz)的六轴力/力矩传感器。
用 MEMS 芯片和金属结构体的复合构造进行六轴感测。模块内置有 AFE IC,进行数字输出I2C/SPI)。矩阵运算(消除其它轴的干扰分量)使用的补偿系数保存在 AFE IC 的内部存储器中,可以在快要开始测量前读出,因此用户不需要进行传感器和补偿系数的管理。
另外,模块内内置有 LDO,实现了低噪声化。形状非常小巧轻便,特别适合搭载到机器人手指。
2、六分力传感器规格及参数:
超小尺寸 :Φ9.6(W)×9.0(H)mm
超轻:3g
过载能力强 Fx, Fy, Fz:200N / Mx, My, Mz:1.8N・m
额定负载 Fx, Fy, Fz:40N / Mx, My, Mz:0.4N・m
通过内置 LDO 实现低噪声化
Fx, Fy:0.04N RMS / Fz:0.06N RMS
Mx, My:0.0004N・m RMS / Mz:0.0008N・m RMS
绝对最大定值:
参数Item | 符号Symbol | 最小值Min. | 最大值Max. | 单位Unit |
过载能力 | FMAX | -200 | 200 | N |
MMAX | -1.8 | 1.8 | N ・ m | |
储藏温度范围 | TSTG | -10 | +60 | ℃ |
模拟工作电压 | VDDMAX | -0.3 | +15 | V |
数字 I/O 工作电压 | VDDIOMAX | -0.3 | +4.0 | V |
推荐工作范围:
参数Item | 符号Symbol | 最小值Min. | 最大值Max. | 单位Unit |
额定载荷 | FOPR | -40 | 40 | N |
MOPR | -0.4 | 0.4 | N ・ m | |
工作温度范围 | TOPR | +5 | +45 | ℃ |
模拟工作电压 | VDDOPR | +3.8 | +14 | V |
数字 I/O 工作电压 | VDDIOOPR | +1.14 | +3.6 | V |
力矩特性:
参数Item | 符号 Symbol | 条件 Condition | 最小值Min | 典型值 | 最大值Max. | 单位 Unit. | |
理论 分辨率 | FxFyFz | FRES | - | - | 0.001 | - | N |
MxMyMz | MRES | - | - | 0.00001 | - | N ・ m | |
有效 分辨率 (note1) | FxFy | FEresxy | - | - | 0.04 | - | N RMS |
Fz | FEresz | - | - | 0.06 | - | N RMS | |
MxMy | MEresxy | - | - | 0.0004 | - | N ・ m RMS | |
Mz | MEresz | - | - | 0.0008 | - | N ・ m RMS | |
线性 (note1) | FL ML | FS=40N or 0.4N ・ m | -1.0 | - | 1.0 | %FS | |
迟滞 | FHys MHys | FS=40N or 0.4N ・ m | -1.0 | - | 1.0 | %FS | |
绝对精度 (note1) | FAcc MAcc | FS=40N or 0.4N ・ m | -5.0 | - | 5.0 | %FS | |
转换时间 | tcon | - | - | 781.25 | - | usec | |
延时 |
tlat | 转换时间 Typ. 通讯时钟频率:1MHz 切换访问的 AFE 时 无延迟的情况下 |
- |
- |
2.0 |
msec |
力/力矩特性的定义
理论分辨率
相当于输出数据 1LSB 的值。
有效分辨率
空载状态下开始测量,待输出稳定后测量 500 个点,这 500 个点的标准偏差。
线性
将施加±40N(0.4N ・ m)额定载荷时的输出相连得到基准直线,相对于基准直线的偏差量。Fs 为 40N(0.4N ・ m)
因六向力传感器是人工智能及机器人领域控制的重要元器件,所以市场准进入者,将会逐渐增加,提供更多规格选型,相应价格随着市场规模化,将会回落。