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使用力扭矩传感器并获得高质量信号的一个重要方面是将传感器正确连接到机器人和工具上。本指南解释了原因和方法。
带适配器的传感器附件
6轴力扭矩传感器的安装涉及几个组件。传感器由安装侧和负载侧组成，负载侧可感应施加力。
标准机械附件由以下组件组成。首先是安装部分，通常是机器人法兰，其中定制安装适配器用紧固件固定，然后传感器安装在适配器上。在大多数情况下，需要第二个适配器，用于用螺栓固定传感器测量法兰，以便将不同的工具连接到其上。
我们的产品 LaxONE和 MiniONE具有标准化的工具法兰，无需工具适配器，而SensONE甚至不需要两个适配器，因为它带有ISO 9409-1-50-4-M6法兰。安装SensONE 就像拧紧 4 个螺栓一样简单。
直接连接传感器
6轴力扭矩传感器基本上是一个非常刚性的弹簧元件，具有两个高刚性法兰，配备电子设备，能够测量弹簧的位移，从而计算施加的扳手（力和扭矩组合）。
这个概念假设对于给定的扳手，只有弹簧元件变形，其余的主体被认为是刚性的。高质量的力矩传感器在其安装法兰和弹簧元件之间设计有高刚性比，以确保最高的测量质量。
要设计定制的安装适配器，必须考虑到法兰的刚度不是无限的。因此，必须确保直接或间接连接到传感器的所有组件至少具有比传感器内置安装法兰更高的刚度。
为适配器选择的材料应该是均匀的，最好是各向同性的。为此，建议使用低碳钢或铝。
我们不建议使用3D打印的塑料适配器来安装传感器，因为它们可以是柔性和各向异性的。
如果传感器与机器人机械手一起使用或安装在移动机器上，则安装在传感器上的质量将充当振荡的弹簧质量系统。质量值和到负载质心的距离定义了系统的谐振频率，距离与频率成反比。因此，建议保持工具侧适配器尽可能短，从而最大限度地提高谐振频率。传感器制造商应提供可用于计算预期谐振频率的传感器刚度矩阵。
为了帮助我们的客户最大限度地缩短上市时间或加快实验速度，在Bota Systems，我们为一系列工业和研究机器人提供每个传感器安装套件。
必须特别注意所使用的紧固件类型。不应使用不允许位置公差的紧固件（埋头螺钉或平肩螺钉），因为它们会导致非线性行为和测量偏移。适配器与传感器或安装部件的精确对准应使用定位销实现。最后，紧固件的夹紧力必须确保紧固部件之间没有发生相对运动，否则会产生滞后效应。
我们建议始终使用扭矩扳手进行紧固，以确保所有螺钉上的拧紧扭矩均匀正确。
为了获得不受干扰的信号质量和传感器的使用寿命，我们建议注意正确的电缆固定。电缆连接器上的过载也会导致寄生测量。我们建议以最小化施加在电缆连接器上的扭矩并禁止相对于传感器的相对运动的方式安装电缆。
具体来说，如果传感器安装在机器人操纵器上，则必须特别注意电缆有足够的松弛度以适应关节的运动。我们建议在每个旋转机器人关节周围做一个螺旋，并为线性关节使用拖链。
为了适应您的应用，我们的传感器具有安装位置，用于安装附件，如电缆夹、相机支架（RealsenseD435），或您自己的设计。我们所有的配件都配有3D模型和URDF文件。
在设计适配器时应考虑散热。力矩传感器对温差很敏感。如果传感器的安装经历温度变化（例如高性能电机或焊接工具），设计人员应尝试将传感器与热源隔热。大多数先进的传感器都具有温度补偿功能，但不幸的是，这种补偿无法预测适配器和其余机械安装的热行为。Bota Systems的传感器提供温度测量，以便用户可以校准整个系统，并提供可以调整以适应系统的温度补偿算法。
力扭矩传感器的操作依赖于借助应变片测量传感元件中非常小的位移，并将其转换为电压。这种测量的预期电压范围在毫伏范围内，因此这些设备必须与嘈杂的环境进行电和磁隔离。为了实现如此高的抗电噪声能力，传感器制造商通常将传感器外壳电气连接到负电压电源。我们建议通过隔离电源为传感器供电，以避免电压瞬变和接地回路。如果传感器由共享电源供电，系统设计人员必须检查传感器的安装是否具有相同的电压电平。否则 寄生电流将流过传感器电子设备，导致损坏。
Bota Systems的目标是以最短的集成时间提供高质量的力矩传感器，因此，我们的一些产品具有标准化的安装法兰，可以直接安装在机器人上，而无需机械适配器。此外，我们还为一系列已知的机器人型号提供安装套件。结合我们先进的软件和广泛的附件，我们的客户可以在一天内开始实施力应用。
