就客觀事實(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(yuǎn)離傳感器，并且力的方向隨機(jī)，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(dāng)力的方向和一維力傳感器的測(cè)量軸線完全重合時(shí)，一維力傳感器才能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。測(cè)量軸線一般是傳感器的幾何中心線。

         當(dāng)力的方向與傳感器的測(cè)量軸線平行但不重合，此時(shí)傳感器的測(cè)量結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。因?yàn)?，根?jù)理論力學(xué)中的力的平移等效原理，此時(shí)相當(dāng)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(duì)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(duì)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(biāo)定狀態(tài)的，所以導(dǎo)致了傳感器的較大誤差。當(dāng)然，有些一維力傳感器的結(jié)構(gòu)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(cè)量誤差。

         我們?cè)賮?lái)討論三維力傳感器。三維力傳感器的校準(zhǔn)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(yuǎn)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(zhǔn)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(cè)量準(zhǔn)度，彎矩越大，三維力的測(cè)量越不準(zhǔn)確。造成這個(gè)現(xiàn)象的底層原因就是，在對(duì)三維力傳感器進(jìn)行加載標(biāo)定時(shí)，是沒(méi)辦法考慮彎矩這個(gè)變量的，此時(shí)標(biāo)定出來(lái)的數(shù)學(xué)模型和參數(shù)無(wú)法將彎矩對(duì)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(zhǔn)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(duì)力測(cè)量的干擾，從而使力的測(cè)量準(zhǔn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于三維力傳感器。用六維力傳感器，不僅力能測(cè)的更準(zhǔn)，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)彎矩以防傳感器彎矩超載導(dǎo)致不可逆的損壞，還可以通過(guò)彎矩?cái)?shù)據(jù)做末端執(zhí)行器姿態(tài)的反饋控制。當(dāng)末端接觸力非常小時(shí)，這些力對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的彎矩會(huì)相對(duì)更敏感，可以用彎矩來(lái)間接監(jiān)測(cè)接觸力，因?yàn)榱Ρ劬褪橇Φ姆糯笃?。?dāng)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(zhǔn)中心并且測(cè)量精準(zhǔn)度要求不高的時(shí)候，或者多臺(tái)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(cuò)的選擇。