就客觀(guān)事實(shí)而言六維力傳感器的制造難度相比三維力傳感器要高得多，我們公司可以提供多種量程的六維力傳感器和三維力傳感器，但三維力傳感器在使用上還是有很多限制。我們的建議是，如果力的作用點(diǎn)遠離傳感器，并且力的方向隨機，這時(shí)一定要用六維力傳感器，哪怕是此時(shí)你僅需要三個(gè)方向的力的信息，不需要知道彎矩的大小。

         為了更清楚的解釋這個(gè)問(wèn)題，我門(mén)先來(lái)看一維力傳感器的適用場(chǎng)景。

我們知道，力是矢量，它既有大小又有方向。只有當力的方向和一維力傳感器的測量軸線(xiàn)完全重合時(shí)，一維力傳感器才能進(jìn)行準確測量。測量軸線(xiàn)一般是傳感器的幾何中心線(xiàn)。

         當力的方向與傳感器的測量軸線(xiàn)平行但不重合，此時(shí)傳感器的測量結果將會(huì )出現較大的誤差。因為，根據理論力學(xué)中的力的平移等效原理，此時(shí)相當于有一個(gè)力和彎矩同時(shí)作用在傳感器上。平移等效之后，對傳感器而言，受力的大小和方向與之前是一致的，但多了個(gè)附加彎矩FL的作用。這個(gè)彎矩對傳感器會(huì )產(chǎn)生一定的彎曲變形作用，這種變形模式是偏離傳感器的標定狀態(tài)的，所以導致了傳感器的較大誤差。當然，有些一維力傳感器的結構有一定的抗偏心能力，但在偏心距離較大、彎矩較大時(shí)，也會(huì )有明顯的測量誤差。

         我們再來(lái)討論三維力傳感器。三維力傳感器的校準中心一般都在傳感器上或者離傳感器非常近，所以同樣的道理，只要力的作用點(diǎn)遠離傳感器，這個(gè)力在經(jīng)過(guò)正交分解并平移至三維力傳感器的校準中心后，傳感器即要承受力Fx/Fy/Fz三分量的作用，同時(shí)又要承受Mx/My/Mz三個(gè)彎矩的作用。Mx/My/Mz三個(gè)彎矩就必然會(huì )干擾Fx/Fy/Fz三個(gè)力的測量準度，彎矩越大，三維力的測量越不準確。造成這個(gè)現象的底層原因就是，在對三維力傳感器進(jìn)行加載標定時(shí)，是沒(méi)辦法考慮彎矩這個(gè)變量的，此時(shí)標定出來(lái)的數學(xué)模型和參數無(wú)法將彎矩對力的干擾進(jìn)行修正消除。

         但是基于六維聯(lián)合加載的六維力傳感器解耦算法可以非常精準的修正三方向力和三方向彎矩之間的耦合誤差，這就很大程度上消除了彎矩對力測量的干擾，從而使力的測量準度遠遠高于三維力傳感器。用六維力傳感器，不僅力能測的更準，還可以實(shí)時(shí)監測彎矩以防傳感器彎矩超載導致不可逆的損壞，還可以通過(guò)彎矩數據做末端執行器姿態(tài)的反饋控制。當末端接觸力非常小時(shí)，這些力對應產(chǎn)生的彎矩會(huì )相對更敏感，可以用彎矩來(lái)間接監測接觸力，因為力臂就是力的放大器。當然在某些情況下，三維力傳感器也是可以用的，比如力的作用點(diǎn)很靠近傳感器校準中心并且測量精準度要求不高的時(shí)候，或者多臺三維力傳感器同時(shí)使用時(shí),三維力傳感器是一個(gè)不錯的選擇。