傳感器技術如何改變機器人世界

HBK測試與測量

2025年10月14日 18:08

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機器人產業的快速發展推動了機器人在多個領域的應用。這種擴張也帶來了巨大的挑戰。

機器人傳感器的應用

對于原始設備制造商（OEM）的機器人設計人員來說，無縫集成傳感器對于確保機器人的更佳性能至關重要。傳感器收集所有互動數據，并向控制程序提供實時反饋。

導航和定位

機器人依靠一系列復雜的傳感器進行自主導航，并精確地確定自己的位置。GNSS/INS 傳感器（類似于 GPS 系統）使機器人能夠可靠地繪制周圍環境地圖，并按照預定路線行進。在農業領域，這些傳感器可幫助機器人穿越廣闊的田野；在倉庫中，它們可確保移動機器人在高度堆疊的貨架中獲得更佳路徑。

操縱和抓握

對于許多工業機器人和協作機器人來說，精確操縱物體是一項關鍵技能。集成的力傳感器使機器人能夠以毫米級的精度抓取和操控物品，最大限度地降低損壞產品的風險。在工業環境中，這些傳感器可確保生產過程的高效和安全。通過測量關節上的扭矩和力，或直接測量撓性板上的扭矩和力，傳感器可以提高安全性，并將系統轉變為一個具有持續反饋功能的智能系統。集成式多分量傳感器解決方案可實現更好的操控性，確保機器人對手頭的任務施加必要的力，無論力的大小。

自主運行和控制

機器人的自主性依賴于傳感器的智能組合，如GNSS/INS 傳感器、力傳感器和壓力傳感器。這些先進技術使機器人能夠做出實時決策，并對環境變化做出反應，確保安全高效地運行。例如，在醫療領域，這些傳感器可確保機器人輔助外科手術的精確性。

HBK 的機器人傳感器解決方案

HBK 可滿足 OEM 機器人設計人員的需求，為機器人系統的運行提供量身定制的測量解決方案，作為綜合測量解決方案，將測量技術、傳感器主體、電纜和電子元件整合為一個整體。憑借我們的專業知識，我們的工程團隊可以設計出符合復雜規格的傳感器解決方案。此外，通過收購 MicroStrain，我們擴大了機器人解決方案組合，提供慣性測量單元（IMU）和完整的慣性導航系統（GNSS/INS），以滿足定位和導航要求。

我們為結構耐久性測試和應力分析提供應變片，確保產品的安全和性能。我們的解決方案還包括用于測量力、扭矩和稱重的應變式傳感器，以及可無縫集成到機器人系統中的慣性傳感器和無線傳感器。我們的傳感器使機器人能夠探測和導航障礙物、收集實時反饋并準確定位。設計的重點是滿足技術、重量和空間方面的限制，提供復雜機器人能力所需的可靠性和精確性。

現成的傳感器：非常適合標準化測試，有大量標準參考資料可供迅速使用并與現有系統無縫集成
可定制的傳感器解決方案：根據特定應用要求定制的可調整標準傳感器
定制傳感器設計：完全定制的解決方案，針對獨特的空間或尺寸限制要求精心制作，可確保在苛刻環境中實現更佳性能

我們在美國馬薩諸塞州馬爾伯勒、德國達姆施塔特和中國蘇州擁有通過 ISO 認證的工廠，確保大批量生產傳感器組件，滿足全球需求。精益生產原則和先進的自動化技術保證了所有工廠的效率和精確度，表明我們致力于大規模提供高質量的傳感器解決方案，滿足全球客戶不斷變化的需求。

探索機器人技術的多樣性

傳統工業機器人

傳統工業機器人可分為六大類：SCARA、鉸接式、協作式、笛卡爾式、平行式等。然而，由于在日益復雜和自動化的生產環境中對更高精度、可靠性和效率的要求不斷提高，工業機器人設計人員面臨著獨特的障礙。

HBK應變傳感器可無縫集成到工具和執行器外殼中，測量扭矩和力，確保安全和持續反饋。六自由度（6DOF）力傳感器和多分量傳感器可測量沿三個正交軸的力，以及沿這些軸的力矩或扭矩，確保精確操作，并將每項任務的作用力降至最低。

協作機器人

協作機器人的類型包括協作機械臂、移動機器人、負重機器人、桌面機器人、搬運機器人、安全機器人和醫療護理機器人。Cobot 設計人員在滿足精度、可預測性、靈巧性、穩定性、同時控制多種儀器以及在難以接近的條件下操作的能力等要求方面面臨著諸多挑戰。

HBK應變傳感器可集成到工具和執行器外殼中，測量扭矩和力，以實現安全和持續反饋。6DOF力傳感器和多分量傳感器沿三個正交軸測量力和扭矩，確保精確操作和最小的作用力。

醫療機器人

醫療機器人的類型包括遠程手術機器人、自主手術機器人、醫療成像機器人、手術輔助機器人和診斷/篩查機器人。醫療/手術機器人領域面臨著許多獨特的設計挑戰。精細的手術要求機器人具有極高的精確度，在整個使用過程中，病人的安全至關重要。確保健康給傳感器設計帶來了巨大挑戰。

HBK推出量身定制的傳感器解決方案，確保卓越的性能和安全性。我們的力傳感器和扭矩傳感器可提供作用力反饋，防止組織受損。HBK 的微型傳感器可以在微創手術的狹窄空間內進行操作。

農業機器人

農業機器人包括農業機器人、移動機器人和協作機器人在內的各個細分市場都在轉向機器人技術，從而促進了突破性創新。然而，傳感器集成帶來了多方面的挑戰，包括生產率優化、自主性增強、可持續性、導航精度、定位精度以及在具有挑戰性的地形中運行。

HBK 利用數十年來在農業領域積累的專業知識，率先推出了量身定制的傳感器解決方案。HBK 傳感器可用于作物健康監測、農業機械負載評估和灌溉。優化、導航增強、地形補償和定位改進。

移動機器人

為了滿足不同環境的細微需求，物流經理們部署了各種類型的移動機器人，包括輪式機器人、履帶式機器人、雙足機器人、空中機器人、水下機器人、四足機器人和模塊化迭代機器人。根據環境因素和操作要求的不同，每種設備都具有獨特的優勢。然而設計和實施有效的移動機器人面臨著艱巨的技術挑戰。除了需要在動態、無結構的環境中精確導航外，集成可靠的傳感器陣列對于確保堅固性、安全合規性、地形適應性、精確重量評估和處理、過載保護、無縫系統集成和持久耐用性也至關重要。

HBK 提供了一整套專門為移動機器人應用定制的傾角、稱重和多分量測量傳感器。我們的無線解決方案具有更高的靈活性，可實現實時數據采集以及與機器人系統的無縫通信。