能够在多于两个方向上同时测量力和力矩分量的力传感器是多维力传感器,其是能够实现智能机器人应用的最重要的传感器之一。它可以用来监测大小和方向不断变化的力,力和力矩可以在笛卡尔坐标系中各自分解成三个分量。因此,六维力/力矩传感器是多维力最完整的形式,它可以同时检测空间中的三维力矩信息和三维力信息。由于力传感器需要功能强大、结构紧凑、机械设计体积小,因此尺寸间耦合问题是并联六维力传感器的常见问题。精确测量多维力传感器的关键问题是消除尺寸之间的耦合,即解耦问题,这也是机器人实现智能控制的一个极其重要的先决条件。

高峰和金振林等人[60～61]探究出了一类并联结构的六维力与力矩传感器,并且以空间模型理论为基础探究出了传感器的设计问题。王志军和赵延治等人[62～65]采用了多维力传感器的“自校准”设计理念,以接入球解耦和并联正交分布力分支为辅,构造了一种多分支过约束传感器结构,用于研究和设计一种新型的全电压线弱耦合自校准并联六维力传感器。(www.daowen.com)

传感器在任何方向上的输出信号和每个力分量与力矩分量有关系,即每个通道之间都存在耦合,需要进行解耦才可以得到所需的力信号。国内多年来围绕并联六维力传感器静态解耦做了深入研究以及对动态解耦的初步尝试,通过这两项工作取得了并联六维力传感器静态解耦的突破性成果。