机器人的感觉系统第一次课

1、2光学式增量(zn lin)型旋转编码器 在旋转圆盘上设置一条环带，将环带沿圆周方向(fngxing)分割成 等分，并用不透明的条纹印刷到上面。把圆盘置于光线的照射下，透过去的光线用一个光传感器（A）进行判读。因为圆盘每转过一定角度，光传感器的输出电压A在H（high level）与L（low level）之间就会交替地进行转换，所以当把这个转换次数用计数器进行统计时，就能够知道旋转过的角度。如图65所示。 共十八页图65 光学式增量(zn lin)型旋转编码器 共十八页 由于这种方法不论是顺时针方向（CW）旋转时，还是逆时针方向（CCW）旋转时，都同样(tngyng)地会在H与L间交替转换，

2、所以不能得到旋转方向，因此，从一个条纹到下一个条纹可以作为一个周期，在相对于传感器（A）移动周期的位置上增加传感器（B），并提取输出量B。于是，输出量A的时域波形与输出量B的时域波形，在相位上相差周期，如图66所示。 共十八页 通常，顺时针方向（CW）旋转时，A的变化比B的变化先发生(fshng)，逆时针方向（CCW）旋转时，则情况相反，因此可以得知旋转方向。 在采用增量型旋转编码器的情况下，得到的是从角度的初始值开始检测到的角度变化，问题变为要知道现在的角度，就必须利用其他方法来确定初始角度。 角度的分辨率由环带上缝隙(fngx)条纹的个数决定。例如，在一转 内能形成600个缝隙条纹，就称其

3、为 （脉冲/转）。此外，以2的幂乘作为基准，例如， 等这样一类分辨率的产品，已经在市场上销售。 共十八页b.外部(wib)传感器 具体有物体(wt)识别传感器、物体(wt)探伤传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器，听觉传感器等。 用来检测机器人所处环境（如是什么物体，离物体的距离有多远等）及状况（如抓取的物体是否滑落）的传感器。共十八页6.2 机器人的触觉(chju) 一般认为触觉包括接触觉、压觉、滑觉、力觉四种，狭义的触觉按字面上来看是指前三种感知(gnzh)接触的感觉。1. 接触觉传感器 共十八页开关(kigun)式触觉传感器特点：外形尺寸十分(shfn)大空间分辨率低利用阵列这一

4、概念已开发了许多重要的传感器。共十八页压阻式阵列(zhn li)触觉传感器 导电橡胶的电阻也会随压力的变化而变化，因此也常用(chn yn)来作为触觉传感器的敏感材料。碳毡（CSA）共十八页另外(ln wi)还有光学式触觉传感器、电容式阵列触觉传感器等。它利用一种具有(jyu)压电和热释电性的高分子材料研制而成。共十八页2. 压觉传感器共十八页3. 力觉传感器 力觉传感器使用的主要元件(yunjin)是电阻应变片。 （3）装在机器人手爪(shu zho)指关节（或手指上）的力传感器，称为指力传感器。 通常我们将机器人的力传感器分为三类： （1）装在关节驱动器上的力传感器，称为关节力传感器。用于

5、控制中的力反馈。 （2）装在末端执行器和机器人最后一个关节之间的力传感器，称为腕力传感器。共十八页4. 滑觉传感器 机械手一般采用两种抓取方式(fngsh)：硬抓取和软抓取。硬抓取（无感知时采用） ：末端执行器利用最大的夹紧力抓取工件。软抓取（有滑觉传感器时采用）：末端执行器使夹紧力保持在能稳固抓取工件的最小值，以免损伤工件。采用压觉传感器实现滑觉感知滚轮式滑觉传感器共十八页它由一个金属球和触针组成，金属球表面分成许多个相间(xingjin)排列的导电和绝缘小格。触针头很细，每次只能触及一格。当工件滑动时，金属球也随之转动，在触针上输出脉冲信号，脉冲信号的频率反映了滑移速度，个数对应滑移的距离

6、。共十八页根据振动原理制成的滑觉传感器。钢球指针与被抓物体接触(jich)。若工件滑动，则指针振动，线圈输出信号。共十八页6.3 机器人的接近(jijn)觉接近觉主要感知传感器与对象(duxing)物之间的接近程度。b）无铁磁体时磁力线的形状c）铁磁体接近时磁力线的形状共十八页共十八页另外还有接触觉、滑觉和接近觉三种感觉组合(zh)为一体的传感器。其它(qt)还有光学接近觉、超声波接近觉传感器等。 霍尔效应指的是金属或半导体片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上产生电动势。霍尔传感器单独使用时，只能检测有磁性物体。当与用磁体联合使用时，可以用来检测所有的铁磁物体。传感器附近没有铁磁物体时，霍尔传感器感受一个强磁场；若有铁磁物体时，由于磁力线被铁磁物体旁路，传感器感受到的磁场将减弱。共十八页内容摘要2光学式增量型旋转编码器。把圆盘置于光线的照射下，透过去的光线用一个光传感器（A）进行判读。在采用增量型旋转编码器的情况下，得到的是从角度的初始值开始检测到的角度变化，问题变为要知道现在的角度，就必须利用其他方法来确定初始角度。角度的分辨率由环带上缝隙条纹的个数决定。导电橡胶(xingjio)的电阻也会随压力的变化而变化，因此也常用来作为触觉传感器的敏感材料。（2）装在末端执行器和机器人最后一个关节之间的