力传感器的技术壁垒有哪些？
AT-GS948MX-50 从上述的传感器核心指标可以看出，精度是力传感器最为重要的衡量指标，它决定 着机器人在运动控制过程中对作用力的感知和反馈能力。而影响精度的因素很多， 较为重要且解决技术难度较高的主要是维间耦合和无效负载两个因素。
1） 维间耦合
AT-GS948MX-50 问题：六维力传感器在加工装配完成后，理想情况下在只受到来自该维度力／力矩 加载时，其余维度不会产生输出信号。然而，由于传感器自身结构以及加工误差等 因素的影响，导致某一方的作用力都会对其余五个方向的输出信号产生影响，这就 是维间耦合。由于耦合误差的存在，大大降低了传感器的测量精度，难以消除的维 间耦合是影响传统力觉感知系统精度提高的主要因素，甚至引起机器人控制系统的 误动作。 进一步而言，几乎所有传统机器人多维力传感器都存在不可消除的维间耦合，而且 部分耦合还有非线性的特征。非线性的维间耦合，不仅表现为各力/力矩通道的输出 电压-加载力/力矩呈现出非线性关系，而且各通道的维间耦合也不完全是线性的。 可以说，在维间耦合中，非线性的维间耦合要比线性的更难处理，因此非线性的解 耦也是目前力传感器的重要技术难点。
AT-GS948MX-50 解决方案：现有的解耦方法主要包括结构解耦和软件解耦。前者从硬件入手，通过 弹性体等核心部件的设计和制造优化，设法从根源上消除维间耦合，后者则是从软 件入手，通过合适的解耦算法降低或消除耦合误差。简单来说，前者实现难度较大 且制造成本高，后者则成本低且灵活性高。
结构解耦：非线性耦合产生的主要原因之一就是机械加工存在误差和应变片的 精确贴片位置难以保证。因此在生产制造过程中，优化应变片和弹性体的生产 是从硬件端解耦的一大途径。 应变片的生产流程包括基底制作、涂胶光刻、阻值调整、引线焊接等、灵敏系数测 定以及最终的贴片工序。其中较为重要的工序主要是开头和结尾，即开头的结构设 计和刻图制版和结尾的灵敏系数测定以及贴片。
AT-GS948MX-50
AT-GS948MX-50 生产：传统制造工艺中刻图制片、涂胶光刻、基底制作、粗细腐蚀、阻值调整、引 线焊接、涂复盖层、质量检查等工序多为手工操作和控制，人为的因素对产品质量 影响很大，而且应变计成功率低，均一性差。 而美国 VMM 公司和德国 HBM 公司的应变计生产工艺，自动化程度都很高，几乎 每道工序都采用计算机自动控制和处理。关键工序如基底制作、光刻腐蚀、精细调 阻，引线焊接、质量检测等都在自动化程度很高的专用设备上进行，制造工艺的可 重复性好，工艺兑现率高。因此应变计的各项技术指标优良，一致性和稳定性好， 批次产品质量几乎无差别。 灵敏系数：灵敏系数是电阻应变计的重要参数，，许多生产厂家都采用等应力悬臂梁 进行测试，其结果是灵敏系数分散大，准确度低。因此灵敏系数对厂商的自动加载 测量装置有着较高的要求。 贴片：对于一般的传感器，比如一维力传感器等基本可以实现自动化贴片，但是由 于六维力传感器的应变片数量较多且体积较小，当前的自动贴片机无法完成这一任 务，因此大部分依然是通过人工手动贴片。贴片工艺的差异，会导致同一批次产品 性能和质量也有差异，厂商只能通过后期的校准进行弥补。因此，从这个角度来看， 贴片工艺这一难点不会成为厂商竞争的“硬约束”。 总结以上三个核心步骤，可以发现，目前在应变片的生产和组装流程中，造成厂商 之间产品差异的主要在于应变片的前道生产工序。
AT-GS948MX-50 弹性体：对于电阻应变片式测力传感器来说，弹性体结构形状与相关尺寸对测力传 感器性能影响极大。可以说，测力传感器性能主要取决于其弹性体形状及相关尺寸。 测力传感器弹性体设计不合理，弹性体加工精度多高、粘贴电阻应变片品质多好， 测力传感器都难以达到较高测力性能。测力传感器设计过程中，对弹性体进行合理 设计至关重要。 一般说来，普通机械零件和构件只须满足足够大安全系数下强度和刚度即可，对受 力条件下零件或构件上应力分布情况不必严格要求。而对于弹性体来说，需要满足 机械强度和刚度要求以外，必须保证弹性体上粘贴电阻应变片部位应力与弹性体承 受载荷保持严格对应关系；同时，提高测力传感器测力灵敏度，还应使贴片部位达 到较高应力水平。 由此可见，弹性体设计过程中必须满足以下两项要求：1）贴片部位应力（应变）应 与被测力保持严格对应关系；2）贴片部位应具有较高应力（应变）水平。
