基于力矩測力傳感器的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)柔性過載保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計與驗證
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）因取消機(jī)械連接而面臨人機(jī)力矩感知缺失、故障容錯能力不足等安全挑戰(zhàn)。車規(guī)級力矩測力傳感器憑借高精度、高動態(tài)響應(yīng)及功能安全特性，正在重塑這一技術(shù)的安全邊界。
傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，駕駛員通過機(jī)械連接直接感知路面反饋，而線控轉(zhuǎn)向的“去物理化”導(dǎo)致力矩信號易受噪聲干擾。車規(guī)級傳感器通過納米級應(yīng)變檢測與多維信號補(bǔ)償技術(shù)，將方向盤力矩測量精度提升至0.1N·m，并實現(xiàn)2000Hz動態(tài)響應(yīng)，精準(zhǔn)還原路感。同時，其工作溫度范圍（-40℃~125℃）與抗電磁干擾設(shè)計，滿足極端工況下的可靠運(yùn)行需求。
在功能安全層面，該傳感器集成冗余校準(zhǔn)電路與故障自診斷算法，可實時識別信號漂移、線路短路等異常狀態(tài)，并通過ASIL-D級安全架構(gòu)實現(xiàn)雙重冗余備份。當(dāng)單點故障發(fā)生時，系統(tǒng)能在5ms內(nèi)切換至安全模式，確保轉(zhuǎn)向連續(xù)性。此外，傳感器數(shù)據(jù)還為線控系統(tǒng)提供閉環(huán)控制基準(zhǔn)，使轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤差率降低至0.5%，顯著提升高速變道、緊急避障等場景的穩(wěn)定性。
