一种基于电感传感器的新型 6 轴力/扭矩传感器
机器人学
2025-05-15 v1 仪器与探测器
摘要
本文提出了一种基于电感感测技术的新型六轴力/扭矩（F/T）传感器。与传统基于应变计的传感器不同，需要直接接触并外部放大，本文提出的传感器利用非接触式电感测量，通过导体靶标的位移来估计力量。采用将 CAN-FD 信号处理模块直接集成于 PCB 上的紧凑型、全集成化结构，实现最高可达 4~kHz 的高速数据采集，无需外部 DAQ 系统。通过理想函数拟合方法对传感机制进行建模与标定，实验结果显示其均方根误差（RMSE）、决定系数（）和线性误差均优于其他非线性模型。静态与重复性实验验证了传感器的准确性，分辨率达到 0.03~N，量化级数超过 55,000 步，超越商业传感器。该传感器还表现出低串扰、高灵敏度和稳健的噪声特性。其性能与结构使其适用于精密机器人应用，尤其适用于紧凑型、非接触式操作及集成处理为关键需求的场景。
引用
@article{arxiv.2505.09069,
title = {A Novel 6-axis Force/Torque Sensor Using Inductance Sensors},
author = {Hyun-Bin Kim and Kyung-Soo Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.09069},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 8 figures