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国际金属加工网 2018年09月06日

雄克始终不断探索产品及技术应用的新领域,通过跨界合作,将最前沿的智能技术带到各行各业。

无论您是雄克的老朋友,还是新粉丝,下文将向您揭秘雄克尚不为人熟知的一项新技能。

竞技体育中的数字化

雄克在智能抓取系统和夹持技术方面为全球用户提供了众多优质产品,但您知道在竞技体育方面它也能成为世界冠军们的好助手吗?

在竞技体育中,利用视频分析和光学传感器提高运动员成绩的方式已经越来越普遍。伯尔尼大学的研究人员正在研究,如何在射击运动员的训练中使用高灵敏力/力矩传感器,帮助他们掌握最佳姿势,提高比赛成绩。

Jan Lochbihler 是一位欧洲和世界冠军,自 2016 年底以来一直是瑞士国家队的职业运动员。如今他的日常训练中有多了一名好助手,它就是高分辨率的雄克高灵敏力/力矩传感器。

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训练中的 Jan Lochbihler

安装在气枪中的高分辨率传感器会记录下射击前、后及过程中,从六轴作用在枪械上的所有力。每一次颈动脉搏动、影响气枪位置的每一个小部件,无论多么微小,都会连续记录在视频监视器上。

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为了得到射击运动的高分,需要非常稳定的手部托举和坚定意志。手托中的传感器能检测到最轻微的移动。

目标和针尖一样大小

奥运会上“10 米气步枪”项目中,Jan Lochbihler 必须几乎站立不动 75 分钟,向 10 米远处直径为 0.5 毫米,几乎和针尖一样的目标靶上射击 60 次。在势均力敌的顶级较量中,成败常由一个小数点决定,任意一个小的失误都会将你拦在决赛之外。

高分辨率工业力/扭矩传感器主要用在机器人上,经深入探索也在医学、康复技术和枪械的动力学得到应用。但在竞技运动中使用,却是一种全新但极具价值的尝试。

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Jan Lochbihler 在比赛中 75 分钟内射了 60 发。每一个动作,无论多么轻微,所施加于步枪上的力都会被高度敏感的测量系统记录和显示。

“伯尔尼大学运动科学研究所的 Ralf Kredel 博士解释说:“这个项目的关键是如何进一步优化射击这样的精确运动,这里我们研究的对象不是机器,而是复杂的人体。”

服务和辅助机器人的出现使人和机器之间的界限变得模糊。传感器一直在使工业机器人的灵敏度越来越高。“为什么我们不能做些改变,让射击选手的指尖也利用到机器的技术优势呢?”这样的提问使这个项目充满意义。

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颊垫上的传感器用来检测作用在射击选手头部和步枪之间接触面上的力和扭矩。一些运动员已经根据调查结果改变了他们脸颊的位置。

研究人员以研究接触力为目标

射击是否射中目标最终取决于枪支在某个时间点的位置和对准。此时,双手在允许接触点上、脸颊和肩膀在枪支上的作用力起着决定性的作用。接触力是由身体的位置而产生的 - 这是被动的力量,还有其他作用力在枪上。两者都决定了射击结果,并受到呼吸和心跳等生理活动及恐惧或兴奋等心理因素的影响。因此,数字测力的目标明确:尽可能精确地发现错误可能出现的地方,并针对性地解决。

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来自伯尔尼大学感觉运动实验室的运动科学家 Ralf Kredel 将高分辨率力/力矩传感器作为该领域基础研究和应用科学的起点。

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显示器显示左侧的 SCATT 系统的拍摄目标以及右侧的雄克传感器的力和扭矩值。最初的研究已经带来了关于侧向力、倾斜运动和分散的重要发现。

有针对性地优化人力和物力

瑞士射击联合会 SSV 射击场的运动员已经顺利地接受了这项新技术,并将该系统主要用于备战 2019 年的欧洲锦标赛和 2020 年的奥运会。在传感器的辅助下,运动员将体会平稳握枪的整体感觉。Kredel 博士估计:“这个系统至少能被用于 30 个体育项目。

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Jan Lochbihler(中)和 Dino Tartaruga(右)也正在使用雄克力/扭矩传感器的数据以及已建立的 SCATT 系统来监测训练期间的瞄准轨迹。在选择和应用高分辨率元件方面,他们得到了雄克顾问 Martin Kluge 的支持。

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为了研究,每把枪都配备了一个特殊的槽放置传感器。由于定制校准,即使高度敏感的运动员也几乎不会察觉到实验室步枪和与以往步枪的差异。

高分辨率和紧凑的传感器

Kredel 总结道:“我们要求传感器测量的结果不仅可靠性高、精度高、对运动器材影响小,而且它还需具有坚固性、重量轻和体积小的特点。唯有雄克提供的传感器满足以上所有要求。

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无线发射器通过 WiFi 将传感器数据无线发送到计算机。

无线数据传输

现在 SSV 正在使用 10 支装有传感器辅助的枪支,每把枪上使用四个传感器,借助无线发射器,传感器数据以无线方式发送至实时记录的计算机,并以图形清晰显示。在使用之前,它们已经单独为每个射击选手进行了校准,使运动员几乎感觉不到新枪和原先装备的区别。

雄克高分辨率力/力矩传感器

SCHUNK FT 系列共有 16 种规格,荷载测量范围介于 12 N 至 40,000 N 之间,可检测力部件 Fx、Fy 和 Fz 小到 1/320 N 的分辨率,以及扭矩部件 Mx、My 和 Mz 起始为 1/64,000 Nm 的分辨率。常规力/力矩传感器使用箔测量条,而SCHUNK FT 传感器均配有硅膨胀测量条。SCHUNK FT 传感器支持离散智能,并适用于监控工艺参数、分散式质量保证和质量标准文档。

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SCHUNK FT 力/力矩传感器

雄克始终不断探索产品及技术应用的新领域,通过跨界合作,将最前沿的智能技术带到各行各业。也许某一天,您也会在中国体育健将的训练场看到雄克产品。

FT 力/力矩传感器将在 RS 2018 期间展出,欢迎届时参观雄克展台。

雄克展位:8.1H-D010

时间:2018年9月19-23日

地点:国家会展中心(上海)

地址:上海市青浦区崧泽大道333号

SCHUNK雄克

夹持技术与抓取系统的领航企业

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( SCHUNK雄克)

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