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柔性弯曲传感器:为工业自动化机器人注入活力

随着工业4.0战略的实施和人工智能技术的快速发展,机器人协作已经成为必然的趋势。机器人可以帮助人们完成重复性高的体力工作,提高企业的生产效率,众多投资机构、科技巨头、创业公司都纷纷进入了机器人领域。

机器人的智能化离不开传感器的发展。传统的刚性传感器应用场景有限,新型的柔性传感器应运而生。柔性弯曲传感器是一种柔软的,可以任意弯曲、折叠,具有良好的柔韧性和延展性的传感器,其可以感知物体是否发生形变,可测量物体的弯曲角度,特别适合应用在外骨骼机器人和机械手臂上。

例如,下肢外骨骼机器人可以帮助腿部行走困难的人实现正常行走,也可以作为工业机器,帮助正常人从事长时间的重体力劳动,从而提高生产率和降低工伤率。而将柔性弯曲传感器嵌入到下肢外骨骼机器人中,可以实时测量人体腰部弯曲角度、膝关节弯曲角度等数据。并且柔性弯曲传感器会将测量到的数据反馈到控制模块,然后通过控制模块向机器人传达指令,从而对腰部支撑、腿部支撑等模块进行驱动。

随着传感技术的发展,机械手臂能胜任的工作也越来越多。例如,过去只能靠人工操作组装软板(PFC)、缆线等,现在可以用机械手臂来代替人工操作。将柔性弯曲传感器嵌入到机械手臂中,可以精准的控制机械手臂的弯曲角度,从而实现更多的精细工作。

目前市面上常见的柔性弯曲传感器多由柔性电阻或柔性电容制成。柔性电阻传感器精度低、稳定性差,柔性电容传感器制作工艺复杂,价格不低。近日,深圳凤凰娱乐研发了一款新型柔性弯曲传感器,内部采用特殊处理的光纤,外部以柔性材料封装。当传感器由于外界因素发生弯曲形变时,其内部的光纤中传输光强度将会发生改变,从而达到测量效果。这款传感器通过最新的工艺改良实现了高精度和高稳定性,同时降低了成本。更为重要的是,市面上的柔性弯曲传感器只能识别弯曲幅度,其还可识别物体的弯曲方向。这是实现精准控制的一大优势。