Principio di funzionamento

La tecnologia dei trasduttori è basata su principi ottici.
Il sensore di forza è costituito da un guscio a forma di cupola emisferica in materiale siliconico dalle elevate proprietà termomeccaniche, rivestito internamente da uno strato riflettente.
All’interno della cupola sono collocati un LED a infrarossi e una opportuna combinazione di fotodiodi, disposti secondo una geometria prestabilita. Applicando una forza al guscio, questo si deforma e i fotodiodi rilevano la porzione di luce che viene riflessa dal guscio deformato rispetto a quella riflessa in condizione di riposo. Combinando i risultati di queste misurazioni è possibile determinare con precisione lo stato deformativo del guscio siliconico rispetto agli assi principali X, Y e Z, e da questo ottenere intensità, direzione e verso della forza applicata sul sensore ottico.

Caratteristiche tecniche

I sensori triassiali possono rilevare forze normali fino a 2000 N in compressione, fino a 300 N in trazione e forze taglianti fino a 300 N, con una risoluzione fino a 16000 divisioni del range.
Lo scarto di non linearità medio sulla scala di misura è contenuto al 2%, è può essere ulteriormente ridotto fino al 0,1% utilizzando il software opzionale di compensazione.
L’errore di cross-talk è sempre minore del 5%, minimizzabile sotto l’1% con il software di compensazione.

I sensori di forza Optoforce sono robusti e affidabili, perfettamente in grado di sopportare condizioni ambientali gravose e sollecitazioni prolungate nel tempo senza alterare la precisione delle misurazioni.
Il guscio esterno è realizzato in silicone dalle notevoli caratteristiche termomeccaniche:

• elevata durezza e resistenza all’usura abrasiva
• fenomeni di plasticizzazione e isteresi trascurabili
• intervallo di temperatura operativa da -40 a +80°C.

Tipologie e applicazioni

Sono disponibili trasduttori con superficie sensibile semisferica, adatti ad esempio come terminazioni di dita antropomorfe, oppure dotati di flangia piana per l’inserimento modulare in organi robotici tra il cinematismo e l’utensile operativo.
Dato il costo particolarmente contenuto, questi sensori possono essere impiegati in programmi di ricerca con budget ridotto e per le situazioni dove non è richiesto il rilevamento della coppia.
 

I sensori semi-sferici sono ideali come polpastrelli sensibili per mani robotiche, pinze industriali e robot di raccolta. Grazie alle caratteristiche di affidabilità e durata, questi sensori sono indicati per applicazioni nel campo della robotica medica e della robotica avanzata (es. costruzione di esoscheletri).