工业机器人的传感器

一．工业机器人的感觉系统工业机器人的传感器主要分为：1.工业机器人的感觉系统2.工业机器人内部传感器3.工业机器人外面传感器4.工业机器人传感器应用此中工业机器人的感觉系统的基本构成为：视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉、均衡感觉和其余，而工业机器人传感器按用途可分为内部传感器和外面传感器。此中内部传感器装在操作机上，包含位移、速度、加快度传感器，是为了检测机器人操作机内部状态，在伺服控制系统中作为反应信号。外面传感器，如视觉、触觉、力觉距离等传感器，是为了检测作业对象及环境与机器人的联系。工业机器人传感器的一般要求有精度高、重复性好，稳固性和靠谱性好，抗扰乱能力强，质量轻、体积小、安装方便。其特定要求有适应加工任务要求，知足机器人控制的要求，知足安全性要求以及其余协助工作的要求。二．工业机器人内部传感器在工业机器人内部传感器中，地点传感器和速度传感器，是现在机器人反应控制中不行缺乏的元件。现已有多种传感器大批生产，但倾斜角传感器、方向角传感器及振动传感器等用作机器人内部传感器的时间不长，其性能尚需进一步改良。内部传感器功能分类有：1）规定地点、规定角度的检测检测早先规定的地点或角度，能够用开/关两个状态值，用于检测机器人的开端原点、越限地点或确立地点。微型开关：规定的位移或力作用到微型开关的可动部分(称为履行器)时，开关的电气触点断开或接通。限位开关通常装在盒里，以防外力的作用和水、油、灰尘的侵害。光电开关：光电开关是由LED光源和光敏二极管或光敏晶体管等光敏元件构成，相隔必定距离而构成的透光式开关。当光由基准地点的遮光片经过光源和光敏元件的空隙时，光射不到光敏元件上，而起到开关的作用2）地点、角度丈量丈量机器人关节线位移和角位移的传感器是机器人位置反应控制中必不行少的元件。电位器旋转变压器编码器3）速度、角速度丈量速度、角速度丈量是驱动器反应控制必不行少的环节。有时也利用测位移传感器丈量速度及检测单位采样时间位移量，但这类方法有其限制性：低速时丈量不稳固的危险；高速时，只好获取较低的丈量精度。最通用的速度、角速度传感器是测速发电机或成为转速表的传感器、比率发电机。丈量角速度的测速发电机，可按其结构分为直流测速发电机、沟通测速发电机和感觉式沟通测速发电机。4）加快度丈量跟着机器人的高速比、高精度化，机器人的振动问题提上日程。为认识决振动问题，有时在机器人的运着手臂等位置安装加快度传感器，丈量振动加快度，并把它反应到驱动器上。应变片加快度传感器伺服加快度传感器压电感觉加快度传感器其余种类传感器三．工业机器人外面传感器工业机器人外面传感器的作用是为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系，在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、靠近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器，大大改良了机器人工作情况，使其能够更充分地达成复杂的工作。因为外面传感器为集多种学科于一身的产品，有些方面还在探究之中，跟着外面传感器的进一步完美，机器人的功能愈来愈强盛，将在很多领域为人类做出更大贡献。外面传感器功能分类：（1）触觉传感器触觉是接触、冲击、压迫等机械刺激感觉的综合，触觉能够用来进行机器人抓取，利用触觉可进一步感知物体的形状、软硬等物理性质。一般把检测感知和外面直接接触而产生的接触觉、压力、触觉及靠近觉的传感器称为机器人触觉传感器2）力觉传感器力觉是指对机器人的指、肢和关节等运动中所受力的感知.主要包含：腕力觉、关节力觉和支座力觉等，依据被测对象的负载，能够把力传感器分为测力传感器(单轴力传感器)、力矩表(单轴力矩传感器)、手指传感器(检测机器人手指作使劲的超小型单轴力传感器)和六轴力觉传感器。力觉传感器依据力的检测方式不一样，能够分为：检测应变或应力的应变片式，应变片力觉传感器被机器人宽泛采纳；利用压电效应的压电元件式；用位移计丈量负载产生的位移的差动变压器、电容位移计式。在采使劲传感器时，第一要特别注意额定值，其次在机器人往常的力控制中，力的精度意义不大，重要的是分辨率。在机器人上实质安装使使劲觉传感器时，必定要早先检查操作地区，消除阻碍物。这对实验者的人身安全、对保证机器人及外头设施不受伤害有重要意义。（3）距离传感器距离传感器可用于机器人导航和回避阻碍物，也可用于机器人空间内的物体进行定位及确立其一般形状特色。当前最常用的测距法有两种：超声波测距法超声波是频次20kHz以上的机械振动波，利用发射脉冲和接收脉冲的时间间隔计算出距离。超声波测距法的弊端是波束较宽，其分辨力遇到严重的限制，所以，主要用于导航和回避阻碍物。激光测距法：激光测距法也能够利用回波法，或许利用激光测距仪，其工作原理以下：氦氖激光器固定在基线上，在基线的一端由反射镜将激光点射向被测物体，反射镜固定在电动机轴上，电动机连续旋转，使激光点稳固地对被测目标扫描。由CCD(电荷耦合器件)摄像机接受反射光，采纳图像办理的方法检测出激光点图像，并依据地点坐标及摄像机光学特色计算出激光反射角。利用三角测距原理即可算出反射点的地点。其余外面传感器除以上介绍的机器人外面传感器外，还可依据机器人特殊用途安装听觉传感器、味觉传感器及电磁波传感器，而这些机器人主要用于科学研究、大海资源探测或食品剖析、救火等特别用途。这些传感器多半属于开发阶段，有待于更进一步完美，以丰富机器人专用功能。传感器交融系统中使用的传感器种类和数目愈来愈多，每种传感器都有必定的使用条件和感知范围，并且又能给出环境或对象的部分或整个侧面的信息，为了有效地利用这些传感器信息，需要采纳某种形式对传感器信息进行综合、交融办理，不一样种类信息的多种形式的办理系统就是传感器交融。传感器的交融技术波及神经网络、知识工程、模糊理论等信息、检测、控制领域的新理论和新方法。传感器聚集种类有多种，现举两种例子。竞争性的：在传感器检测同一环境或同一物体的同一性质时，传感器供给的数据可能是一致的，也可能是矛盾的。如有矛盾，就需要系统判决。判决的方法有多种，如加权均匀法、决议法等。在一个导航系统中，车辆地点确实定能够经过计算法定位系统(利用速度、方向等记录数据进行计算)或陆标(如交错路口、人行道等参照物)观察确立。若陆标观察成功，则用陆标观察的结果，并对计算法的值进行修正，不然利用计算法所得的结果。互补性的：传感器供给不一样形式的数据。比如，辨别三维物体的任务就说明这类种类的交融。利用彩色摄像机和激光测距仪确立一段阶梯道路，彩色摄像机供给图像(如颜色、特色)，而激光测距仪供给距离信息，二者交融即可获取三维信息。当前，要使多传感器信息交融系统化另有困难，并且缺乏理论依照。多传感器信息交融的理想目标应是人类的感觉、辨别、控制系统，但因为对后者还没有一个明确的工程学的论述，所以机器人传感器交融系统要具备什么样的功