機器人傳感器的應(yīng)用

　　智能化的程度不斷提高，柔性化的發(fā)展，機器人視覺、力覺、觸覺變得越來越重要，傳感器已進(jìn)入多方面的應(yīng)用。本文領(lǐng)航自動化小編帶您了解一下市場上的各種機器人傳感器。

　　1）視覺傳感器

　　這是應(yīng)用很廣泛的外傳感器，有鑒于它的內(nèi)容很豐富，而且機器視覺經(jīng)常獨立形成產(chǎn)品，與軟件技術(shù)關(guān)系很密切。

　　2）位置（位移）傳感器

　　?直線移動傳感器有電位計式傳感器和可調(diào)變壓器兩種。角位移傳感器有電位計式、可調(diào)變壓器（旋轉(zhuǎn)變壓器）及光電編碼器三種，其中光電編碼器有增量式編碼器和絕對式編碼器。增量式編碼器一般用于零位不確定的位置伺服控制，絕對式編碼器能夠得到對應(yīng)于編碼器初始鎖定位置的驅(qū)動軸瞬時角度值，當(dāng)設(shè)備受到壓力時，只要讀出每個關(guān)節(jié)編碼器的讀數(shù)，就能夠?qū)λ欧刂频慕o定值進(jìn)行調(diào)整，以防止機器人啟動時產(chǎn)生過劇烈的運動。

　　3）速度和加速度傳感器

　　?速度傳感器有測量平移和旋轉(zhuǎn)運動速度兩種，但大多數(shù)情況下，只限于測量旋轉(zhuǎn)速度。利用位移的導(dǎo)數(shù)，特別是光電方法讓光照射旋轉(zhuǎn)圓盤，檢測出旋轉(zhuǎn)頻率和脈沖數(shù)目，以求出旋轉(zhuǎn)角度，及利用圓盤制成有縫隙，通過二個光電二極管辨別出角速度，即轉(zhuǎn)速，這就是光電脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器。此外還有測速發(fā)電機用于測速等。

　　?應(yīng)變儀即伸縮測量儀，也是一種應(yīng)力傳感器，用于加速度測量。加速度傳感器用于測量工業(yè)機器人的動態(tài)控制信號。一般有由速度測量進(jìn)行推演、已知質(zhì)量物體加速度所產(chǎn)生動力，即應(yīng)用應(yīng)變儀測量此力進(jìn)行推演，還有就是下面所說的方法：

　　與被測加速度有關(guān)的力可由一個已知質(zhì)量產(chǎn)生。這種力可以為電磁力或電動力，最終簡化為對電流的測量，這就是伺服返回傳感器，實際又能有多種振動式加速度傳感器。

　　4）內(nèi)傳感器

　　內(nèi)傳感器和電機、軸等機械部件或機械結(jié)構(gòu)如手臂（Arm）、手腕（Wrist）等安裝在一起，完成位置、速度、力度的測量，實現(xiàn)伺服控制。

　　5）外傳感器

　　外傳感器就是實現(xiàn)外部感覺能力的。如多關(guān)節(jié)機器人、移動機器人、智能機器人則要求具有校正能力和反應(yīng)環(huán)境變化的能力，

　　6）觸覺傳感器

　　?微型開關(guān)是接觸傳感器最常用型式，另有隔離式雙態(tài)接觸傳感器（即雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)半導(dǎo)體電路）、單模擬量傳感器、矩陣傳感器（壓電元件的矩陣傳感器、人工皮膚——變電導(dǎo)聚合物、光反射觸覺傳感器等）。

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　　7）力覺傳感器

　　力覺傳感器用于測量兩物體之間作用力的三個分量和力矩的三個分量。機器人中理想的傳感器是粘接在依從部件的半導(dǎo)體應(yīng)力計。具體有金屬電阻型力覺傳感器、半導(dǎo)體型力覺傳感器、其它磁性壓力式和利用弦振動原理制作的力覺傳感器。

　　8）應(yīng)力傳感器

　　?如多關(guān)節(jié)機器人進(jìn)行動作時需要知道實際存在的接觸、接觸點的位置（定位）、接觸的特性即估計受到的力（表征）這三個條件，所以用上節(jié)已指出的應(yīng)變儀，結(jié)合具體應(yīng)力檢測的基本假設(shè)，如求出工作臺面與物體間的作用力，具體有對環(huán)境裝設(shè)傳感器、對機器人腕部裝設(shè)測試儀器用傳動裝置作為傳感器等方法。

　　9）接近度傳感器

　　?由于機器人的運動速度提高及對物體裝卸可能引起損壞等原因需要知道物體在機器人工作場地內(nèi)存在位置的先驗信息以及適當(dāng)?shù)能壽E規(guī)劃，所以有必要應(yīng)用測量接近度的遙感方法。接近傳感器分為無源傳感器和有源傳感器，所以除自然信號源外，還可能需要人工信號的發(fā)送器和接收器。

　　超聲波接近度傳感器用于檢測物體的存在和測量距離。它不能用于測量小于30~50cm的距離，而測距范圍較大，它可用在移動機器人上，也可用于大型機器人的夾手上。還可做成超聲導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　10）聲覺傳感器

　　用于感受和解釋在氣體（非接觸感受）、液體或固體（接觸感受）中的聲波。聲波傳感器復(fù)雜程度可以從簡單的聲波存在檢測到復(fù)雜的聲波頻率分析，直到對連續(xù)自然語言中單獨語音和詞匯的辨別。

　　近年在機器人中應(yīng)用較廣，除常用的熱電阻（熱敏電阻）、熱電偶等外，熱電電視攝像機測及感覺溫度圖像方面也取得進(jìn)展。

　　機器人傳感器的作用

　　機器人內(nèi)部傳感器的功能：如今的工業(yè)機器人已具有類似人一樣的肢體及感官功能，有一定程度的智能，動作程序靈活，在工作時可以不依賴人的操縱。而這一切都少不了傳感器的功勞，傳感器是機器人感知外界的重要幫手，它們猶如人類的感知器官，機器人的視覺、力覺、觸覺、嗅覺、味覺等對外部環(huán)境的感知能力都是由傳感器提供的，同時，傳感器還可用來檢測機器人自身的工作狀態(tài)，以及機器人智能探測外部工作環(huán)境和對象狀態(tài)。并能夠按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的一種器件，為了讓機器人實現(xiàn)盡可能高的靈敏度，完成生產(chǎn)任務(wù)。

　　機器人具有類似人的肢體及感官功能;動作程序靈活;有一定程度的智能;在工作時可以不依賴人的操縱。機器人傳感器在機器人的控制中起了非常重要的作用，正因為有了傳感器，機器人才具備了類似人類的知覺功能和反應(yīng)能力。