FUTEK 的超精密稱重傳感器正在幫助麻省理工學院媒體實驗室的假腳踝栩栩如生，復制自然的人體運動，創(chuàng)造出幾乎無縫的人體肢體替代品。

      革命性的 TF8 致動器由麻省理工學院媒體實驗室生物機電一體化小組的馬修卡尼開發(fā)，是一種動力假肢。 它不是采用一刀切的設計，而是能夠復制人類腳踝的動力學和運動學功能——以逼真的方式移動和響應力。

      機器人腳踝由麻省理工學院開發(fā)的反作用力串聯(lián)彈性執(zhí)行器 (FRSEA) 驅(qū)動。 與 FUTEK的LCM300 稱重傳感器相結(jié)合，執(zhí)行器允許佩戴者的體重和步態(tài)處理各種地形，如樓梯和斜坡。

      由于麻省理工學院開發(fā)的新截肢技術，假肢踝關節(jié)受到神經(jīng)控制。 這會將肌肉和一些神經(jīng)重新定位到截肢區(qū)上方，而不是將它們移除。 假肢中的傳感器讀取來自這些肌肉的信號，并將感覺傳遞給神經(jīng)。

      這些保存下來的肌肉和神經(jīng)曾經(jīng)控制著腿部，現(xiàn)在允許假肢和佩戴者之間的神經(jīng)肌肉雙向通信。 因此，佩戴者會體驗到感覺真實的人造小腿，因為他們可以感覺到腳踝的運動。

      Carney 說，機器人假肢集成了尖端的生物力學、機械、電氣和軟件工程。

      為了適應人體形態(tài)的限制，并匹配人體的帶寬和功率密度，我們必須突破每個學科的界限：計算、材料強度、磁能密度、傳感器、生物界面和 這么多。 在最基本的層面上，我們正在努力消除殘疾。 我們希望開發(fā)的技術能夠讓殘疾人和正常體型的人之間沒有區(qū)別。”

      假肢腳踝依靠 FUTEK的LCM300 應變式稱重傳感器進行力測量。之所以選擇它，是因為它占地面積小、重量輕、精度高且易于安裝。

      稱重傳感器是一種將力轉(zhuǎn)換為可測量的電輸出的傳感器。 FUTEK 業(yè)務開發(fā)經(jīng)理 Ehsan Mokhberi 說，在這種情況下，負載傳感器可以讓機器人腳踝準確地確定它需要用多大的力來幫助佩戴者。

      “在假肢、外骨骼、機器人和自動化方面，觸覺是五種感官中最重要的一種。 我們的傳感器在技術上為機器人腳踝帶來了觸覺?！?/p>

      人們在進行諸如步行等簡單任務時，不會有意識地考慮他們的身體施加了多大的力。 大腦根據(jù)身體的反饋自動進行這些計算。 FUTEK 的稱重傳感器允許機器人假肢向大腦提供相同的反饋。

      輕巧的 LCM300 應變式稱重傳感器只有 30 毫米長和 12 毫米寬，重量為 42.5 克。 它精確到額定輸出的 0.25% 以內(nèi)。

      這種精確負載傳感器的一個好處是它可以立即測量力，以毫秒為單位做出響應，以確保腳踝可以實時無縫運行。 其結(jié)果是一個閉合的反饋回路，它允許佩戴者和機器人腳踝作為一個整體，提供比傳統(tǒng)假肢更自然的運動?！?/p>

      精密 CNC 加工使 FUTEK 能夠始終如一地生產(chǎn)具有機器人和生物力學應用所需的非常嚴格公差的傳感器。 它的傳感器可以直接測量力、壓力和扭矩，還可以間接測量流量、粘度和阻塞等方面。 醫(yī)療和醫(yī)療技術市場是 FUTEK 不斷擴展的領域，約占其業(yè)務的 30%，并且每年都在增長。 除了動力假肢，F(xiàn)UTEK 的傳感器還用于外骨骼和機器人手臂，包括手術機器人。 其他重要部門包括航空航天和國防、制造和汽車。

      我們以小型化和提供各種傳感器設計、幾何形狀和安裝配置而聞名——這使我們能夠支持幾乎所有行業(yè)。 與麻省理工學院媒體實驗室的合作確切地表明了這種技術改變?nèi)藗兩畹臐摿τ卸啻??！?/p>

拓展閱讀：

       FUTEK公司的傳感器是以應變片作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。其主要的產(chǎn)品有稱重測力傳感器、扭矩傳感器（如QLA414 納米力傳感器、QMA142 六軸力矩傳感器）、壓力傳感器和多軸力傳感器。FUTEK的傳感器，就是通過應變片來測量各個機械參量的。FETEK傳感器在測試過程中受力變形時，傳感器內(nèi)部的應變片也隨之發(fā)生變化，此時應變片敏感元件的電阻也隨之發(fā)生變化。利用電橋電路將電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化，輸入到測量放大電路測量，最后利用標定曲線通過測得的應變值推算得被測外力。