0755-83376489 機(jī)器人傳感器 及機(jī)器人應(yīng)用 0755-83376489 引言：n給機(jī)器人裝備什么樣的傳感器，對(duì)這些傳感器有什么要求，這是設(shè)計(jì)機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)時(shí)遇到的首要問(wèn)題。選擇機(jī)器人傳感器應(yīng)當(dāng)完全取決于機(jī)器人的工作需要和應(yīng)用特點(diǎn)。 0755-83376489 一、機(jī)器人需要的感覺(jué)能力（1）n觸覺(jué)能力：n主要指確定工作對(duì)象是否存在，以及它的尺寸大小和形狀等。n接近覺(jué)：n主要用于探測(cè)機(jī)器人自身與周?chē)矬w之間相對(duì)位置或距離的傳感器。接近覺(jué)界于觸覺(jué)與視覺(jué)之間。n視覺(jué)： n孔、邊、拐角的檢測(cè)及工作對(duì)象形狀的檢測(cè)等。 0755-83376489 一、機(jī)器人需要的感覺(jué)能力（2）n壓覺(jué)：n主要用于檢測(cè)機(jī)器人與作業(yè)對(duì)象之間接觸面的法向壓力值的大小。n滑覺(jué)：n主要用于檢測(cè)物體因自重相對(duì)于機(jī)器人手爪的滑移量的大小。 0755-83376489 二、傳感器的分類(lèi) 0755-83376489 1內(nèi)傳感器：n內(nèi)傳感器是用于測(cè)量機(jī)器人自身狀態(tài)的功能元件。n具體檢測(cè)的對(duì)象有：n關(guān)節(jié)的線位移、角位移等幾何量；n速度、角速度、加速度等運(yùn)動(dòng)量；n傾斜角、方位角、振動(dòng)等物理量。n內(nèi)傳感器常用于控制系統(tǒng)中，用作反饋元件，檢測(cè)機(jī)器人自身的狀態(tài)參數(shù)。 0755-83376489 2外傳感器：n測(cè)量與機(jī)器人作業(yè)有關(guān)的外部因素。通常與機(jī)器人的目標(biāo)識(shí)別、作業(yè)安全等因素有關(guān)。 0755-83376489 三、典型內(nèi)傳感器 0755-83376489 1規(guī)定位置檢測(cè)的內(nèi)傳感器：n應(yīng)用場(chǎng)合：n檢測(cè)規(guī)定的位置，常用ON/OFF兩個(gè)狀態(tài)值。這種方法用于檢測(cè)機(jī)器人的起始原點(diǎn)、終點(diǎn)位置或某個(gè)確定的位置。n典型：n給定位置檢測(cè)常用的檢測(cè)元件有微型開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等。規(guī)定的位移量或力作用在微型開(kāi)關(guān)的可動(dòng)部分上，開(kāi)關(guān)的電氣觸點(diǎn)斷開(kāi)（常閉）或接通（常開(kāi)）并向控制回路發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。 0755-83376489 典型元器件圖例： 0755-83376489 2位置、角度測(cè)量（1）：n測(cè)量機(jī)器人關(guān)節(jié)線位移和角位移的傳感器是機(jī)器人位置反饋控制中必不可少的元件。常用的有電位器、旋轉(zhuǎn)變壓器、編碼器等。其中編碼器既可以檢測(cè)直線位移，又可以檢測(cè)角位移。 0755-83376489 2位置、角度測(cè)量（2）：n光電： n光電編碼器由發(fā)光元件、聚光鏡、漏光盤(pán)、光欄板、光敏管等構(gòu)成。燈泡發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)聚焦后變成平行光束，當(dāng)漏光盤(pán)上的條紋與光欄板上的條紋重合時(shí)，光敏管便接受一次光的信號(hào)并記數(shù)，由此可以測(cè)試旋轉(zhuǎn)速度。 0755-83376489 光電編碼器工作原理圖： 1-光源 2-聚光鏡 3-漏光盤(pán) 4-光敏管 5-光攔板 0755-83376489 光電編碼器結(jié)構(gòu)示意圖： 0755-83376489 2位置、角度測(cè)量（3）：n光電編碼器用于測(cè)量直線位移： 1-比較器 2-放大器 3-電液伺服閥 4-光電編碼器 5-傳動(dòng)帶 6-滑輪 7-活塞 8-鋼索 0755-83376489 3速度測(cè)量（1）： n介紹交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理。n組成：n交流異步發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成。n定子上有兩個(gè)繞組：一個(gè)作勵(lì)磁用，用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，稱(chēng)為勵(lì)磁繞組；另一個(gè)輸出電壓，稱(chēng)為輸出繞組。兩個(gè)繞組的軸線互相垂直。 n轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可視為由無(wú)數(shù)并聯(lián)的導(dǎo)體組成，和鼠籠轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一樣。 0755-83376489 3速度測(cè)量（2）： n工作原理：n勵(lì)磁繞組：n勵(lì)磁繞組接交流電壓U1產(chǎn)生交變脈動(dòng)磁通1由于1與輸出繞組的軸線垂直輸出繞組中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出電壓U2=0n轉(zhuǎn)子： n測(cè)速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子切割磁力線導(dǎo)體條中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（右手法則）帶電導(dǎo)體便在周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)合成磁通的方向r如圖與輸出繞組的軸線方向平行產(chǎn)生感應(yīng)電壓U2 0755-83376489 3速度測(cè)量（3）： n工作原理：n測(cè)速發(fā)電機(jī)存在如下： U2 1n U1 nn由此可以看出，當(dāng)勵(lì)磁繞組加上電源電壓且測(cè)速發(fā)電機(jī)以轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的輸出繞組中就產(chǎn)生輸出電壓U2，其大小和轉(zhuǎn)速n成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變時(shí)，U2的相位也改變180。這樣就把轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。輸出電壓的頻率等于電源頻率，與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。 0755-83376489 測(cè)速發(fā)電機(jī)圖例（1）：轉(zhuǎn)子靜止時(shí) 0755-83376489 測(cè)速發(fā)電機(jī)圖例（2）： 轉(zhuǎn)子靜止時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)FF 0755-83376489 四、典型外傳感器 0755-83376489 1接觸覺(jué)傳感器： n接觸覺(jué)傳感器檢測(cè)機(jī)器人是否接觸目標(biāo)或環(huán)境，用于尋找物體或感知碰撞。n工作原理：n在電極和柔性導(dǎo)體之間留有間隙，當(dāng)施加外力時(shí)，受壓部分的柔性導(dǎo)體和柔性絕緣體發(fā)生變形，利用柔性導(dǎo)體和電極之間的接通狀態(tài)形成接觸覺(jué)。 0755-83376489 接觸覺(jué)傳感器圖例： 0755-83376489 2壓覺(jué)傳感器： n壓覺(jué)傳感器檢測(cè)傳感器面上受到的作用力，它由彈性體及檢測(cè)彈性位移的敏感元件構(gòu)成。用彈簧支承的平板作為機(jī)械手的物體夾持面。在平板上加負(fù)載時(shí)，平板發(fā)生位移，該位移量由電位器檢測(cè)。如果已知彈簧的剛性系數(shù)，則可根據(jù)位移計(jì)的輸出求出力的大小。 0755-83376489 壓覺(jué)傳感器圖例： 0755-83376489 3滑覺(jué)傳感器： n滑覺(jué)傳感器有滾輪式和球式。物體在傳感器表面上滑動(dòng)時(shí)，和滾輪或球相接觸，把滑動(dòng)變成轉(zhuǎn)動(dòng)。滑動(dòng)物體引起滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，用磁鐵和靜止的磁頭進(jìn)行檢測(cè)。 0755-83376489 滑覺(jué)傳感器圖例： 0755-83376489 五、機(jī)器人的應(yīng)用 0755-83376489 1、弧焊機(jī)器人（1）： 0755-83376489 1、弧焊機(jī)器人（2）： 0755-83376489 2、噴漆機(jī)器人（1）： 0755-83376489 2、噴漆機(jī)器人（2）： 0755-83376489 3、裝配機(jī)器人（1）： 0755-83376489 3、裝配機(jī)器人（2）： 0755-83376489 4、FMS系統(tǒng)中機(jī)器人： 0755-83376489 5、摘果機(jī)器人： 0755-83376489 6、剪枝機(jī)器人： 0755-83376489 7、剪羊毛機(jī)器人： 0755-83376489 8、導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人： 0755-83376489 9、“愛(ài)寶” 機(jī)器狗：