六維力和力矩傳感器是一種提供三軸力和三軸力矩反饋的設(shè)備，并廣泛應(yīng)用在機(jī)器人控制、力學(xué)實驗和科研等不同的場景中。不同于其他常見的測力儀器，六維力和力矩傳感器可以測量完整的六自由度環(huán)境力數(shù)據(jù)，從而使其適應(yīng)于更多的應(yīng)用。
    以機(jī)器人為代表的自動化設(shè)備具有高效可靠、經(jīng)濟(jì)的特點，已經(jīng)被證明是的方法，也是科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界共同前進(jìn)的方向。而六維力和力矩傳感器以其的優(yōu)勢擴(kuò)展了新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，也為廣大科研工作者提供了分析測力的新工具。
    隨著機(jī)器人力控技術(shù)的發(fā)展，基于六軸力/力矩傳感器系統(tǒng)的力控技術(shù)問世，以機(jī)器人為主體的現(xiàn)代化制造加工已成為時代的寵兒。六軸力/力矩傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用，使得機(jī)器人有了感知，提高了精度，增加了柔性。機(jī)器人力控能迅速而精確地適應(yīng)加工材料或零件的表面輪廓及連貫性，有效改善加工效果、提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮短節(jié)拍時間，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

    目前，六維力和力矩傳感器在機(jī)器人、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，特別是在機(jī)器人領(lǐng)域。隨著機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)入智能機(jī)器人階段，智能機(jī)器人的“觸覺”、“力覺"和“聽覺"主要通過其配備的傳感器得以實現(xiàn)。其中，六維力和力矩傳感器作為測量機(jī)器人末端操作器和外部環(huán)境相互接觸或抓取工件時所承受力和力矩的傳感器，它為機(jī)器人的力控制和運(yùn)動控制提供了力感信息，從而對完成一些復(fù)雜、精細(xì)的作業(yè)，實現(xiàn)機(jī)器人智能化起著重要作用。
    多種多樣的力傳感設(shè)備可提供一個或更多維度的力和力矩反饋，他們共同的工作原理就是通過不同的感力原件將外部力信號轉(zhuǎn)換成面向用戶的電信號。六維力和力矩傳感器是其中最復(fù)雜、也是能提供面信息的一種。不同的傳感器工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不相同，應(yīng)用場景也就有所不同。

如何選擇合適的六維力和力矩傳感器？
    目前市場上常見的傳感器，根據(jù)敏感元件的種類，六維力和力矩傳感器可分為電阻應(yīng)變式、壓電式、電容式、光學(xué)式等幾類。ATI的六軸力力矩傳感器，采用的是硅應(yīng)變片原理，扭力梁上貼硅應(yīng)變片，硅應(yīng)變片應(yīng)外力后產(chǎn)生阻值變化，再轉(zhuǎn)化成電壓信號，之后根據(jù)電壓變化，對應(yīng)出力和力矩的數(shù)值。傳感器輸出六個數(shù)值Fx , Fy ,Fz ,Tx ,Ty ,Tz給機(jī)器人控制器，不同的機(jī)器人是根據(jù)自己的機(jī)器人控制系統(tǒng)，開發(fā)自己相適應(yīng)的軟件包，通過計算后，變成可執(zhí)行程序，從而改變機(jī)器人工具和工件的接觸力。在使用當(dāng)中選擇合適的傳感器可以優(yōu)化測量精度，使應(yīng)用效果達(dá)到。
    機(jī)器人控制當(dāng)中末端力反饋可以實現(xiàn)帶六維力和力矩傳感器的整臂控制，這也是現(xiàn)今主流機(jī)器人廠商的技術(shù)路線。這大大拓展了機(jī)器人的應(yīng)用場景，使得閉環(huán)的機(jī)器人打磨、機(jī)器人裝配等成為可能。

    三維力傳感器