裝配機器人在作業過程中需要與周圍環境接觸，在接觸的過程中往往存在力和速度的不連續問題。腕力傳感器安裝在機器人手臂和末端執行器之間，更接近力的作用點，受其他附加因素的影響較小，可以準確地檢測末端執行器所受外力/力矩的大小和方向，為機器人提供力感信息，有效地擴展了機器人的作業能力。

在裝配機器人中除使用應變片6維筒式腕力傳感器和十字梁腕力傳感器外，還大量使用 柔順腕力傳感器。柔性手腕能在機器人的末端操作器與環境接觸時產生變形，并且能夠吸收 機器人的定位誤差。機器人柔性腕力傳感器將柔性手腕與腕力傳感器有機地結合在一起，不 但可以為機器人提供力/力矩信息，而且本身又是柔順機構，可以產生被動柔順，吸收機器' 人產生的定位誤差，保護機器人、末端操作器和作業對象，提高機器人的作業能力。

柔性腕力傳感器一般由固定體、移動體和連接二者的彈性體組成。固定體和機器人的手 腕連接，移動體和末端執行器相連接，彈性體采用矩形截面的彈簧，其柔順功能就是由能產 生彈性變形的彈簧完成。柔性腕力傳感器利用測量彈性體在力/力矩的作用下產生的變形量 來計算力/力矩。

柔性腕力傳感器的工作原理如圖6-24所示，柔性腕力傳感器的內環相對于外環的位置 和姿態的測量采用非接觸式測量。傳感元件由6個均布在內環上的紅外發光二極管 (LED) 和6個均布在外環上的線型位置敏感元件 (PSD) 構成。PSD 通過輸出模擬電流信號來反映 照射在其敏感面上光點的位置，具有分辨率高、信號檢測電路簡單、響應速度快等優點。

為了保證LED 發出的紅外光形成一個光平面，在每一個LED 的前方安裝了一個狹縫， 狹縫按照垂直和水平方式間隔放置，與之對應的線型 PSD 則按照與狹縫相垂直的方式放置。 6 個LED 所發出的紅外光通過其前端的狹縫形成6個光平面O;(i=1,2,…,6), 與 6 個 相 應的線型 PSD L;(i=1,2,…,6) 形成6個交點。當內環相對于外環移動時，6個交點在 PSD 上的位置發生變化，引起PSD 的輸出變化。根據PSD 輸出信號的變化，可以求得內環 相對于外環的位置和姿態。內環的運動將引起連接彈簧的相應變形，考慮到彈簧的作用力與 形變的線性關系，可以通過內環相對于外環的位置和姿態關系解算出內環上所受到的力和力 矩的大小，從而完成柔性腕力傳感器的位姿和力/力矩的同時測量。