在機器人產(chǎn)業(yè)中應用較多的傳感器有哪些?隨著(zhù)智能程度的提高,機器人的應用也越來(lái)越廣泛。其中交互式、感應式、自主式三種是智能機器人。在擬人的功能方面,視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)是最重要的,早在實(shí)際應用階段,聽(tīng)覺(jué)也有很大的進(jìn)步,其它還有嗅覺(jué)、味覺(jué)、滑覺(jué)等,因此,機器人傳感產(chǎn)業(yè)也形成了多方面的傳感器。
內感器
機芯和機電一體化產(chǎn)品,內感應器和馬達,軸等機械零件或機械結構,如手臂(Arm),腕部(Wrist),等等,安裝在一起完成位置、速度、力度的測量,實(shí)現伺服控制。
位移(位移)傳感器。
直線(xiàn)型運動(dòng)傳感器分為電位計式傳感器和可調節變壓器。角位移傳感器有電位計式、可調變頻器、光電編碼器三種,其中光電編碼器有增量式和絕對式兩種。在零位不確定的位置伺服控制中,增量式編碼器通??梢缘玫脚c編碼器初始鎖定位置相對應的驅動(dòng)軸瞬時(shí)角度值。在受力情況下,只需讀取各關(guān)節編碼器的讀數,就能調節伺服控制的給定值,避免機器人在起動(dòng)時(shí)發(fā)生劇烈運動(dòng)。
機械人使用傳感器。
轉速與加速傳感器。
測速儀的轉速儀分為平移和旋轉速度兩種,但大多局限于旋轉速度的測量。采用位移法,尤其是光電法,讓光束在旋轉的圓盤(pán)上檢測旋轉頻率和脈沖數,以求出旋轉角度,并利用圓盤(pán)制作有間隙,通過(guò)二個(gè)光電二極管識別轉角速度,稱(chēng)為光電脈沖式轉速傳感器。另外,也有速度發(fā)電機,用于速度測量等。
應變計又稱(chēng)伸縮測量?jì)x,同時(shí)也是加速度的應力傳感器。利用加速度傳感器對工業(yè)機器人進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。一般而言,通過(guò)測速的推演,已知質(zhì)量物體的加速度所產(chǎn)生的動(dòng)力,即,利用應變計來(lái)測量推演,以及如下所述方法:
力與被測加速相關(guān),可以用已知質(zhì)量來(lái)計算。這個(gè)力可以產(chǎn)生電磁力或者電動(dòng)力,最終被簡(jiǎn)化成電流的測量,這就是伺服返回傳感器,實(shí)際上也可以有多種類(lèi)型的振動(dòng)式加速度傳感器。
力傳感器
力傳感器是用來(lái)測量?jì)蓚€(gè)物體間力的三個(gè)分量和力矩的三部分。機械人最理想的感應器是與依從元件相連的半導體應力計。詳細介紹了金屬電阻型力傳感器、半導體型力傳感器、其他磁壓式以及利用弦振動(dòng)原理制成的力覺(jué)傳感器。
也有扭矩傳感器(例如用光電傳感器測量轉矩),腕力傳感器等進(jìn)行測量。
隨著(zhù)機器人的發(fā)展歷史較長(cháng),近年來(lái),交流永磁電機主要采用交流伺服系統,對應位、速度等傳感器應用較多,主要有:各類(lèi)光電編碼器、磁編碼器、旋轉變壓器。
觸感傳感器
過(guò)去,普通的工業(yè)機器人都不具備外界感知能力,而新一代機器人如多關(guān)節機器人,尤其是移動(dòng)機器人,則需要能夠適應環(huán)境變化,能夠進(jìn)行修正,并能做出相應調整。
觸覺(jué)傳感器
微開(kāi)關(guān)是最常用的接觸式傳感器類(lèi)型,另外還有雙態(tài)隔離式接觸傳感器(即雙穩態(tài)開(kāi)關(guān)半導體電路)、單模擬量傳感器、矩陣傳感器(壓電元件的矩陣傳感器、人造皮膚-變電導聚合物、光反射觸覺(jué)傳感器等)。
應力傳感器
例如,多關(guān)節機器人在執行動(dòng)作時(shí)需要知道實(shí)際存在的接觸、接觸的位置(定位)、接觸的性質(zhì)即估算所受的力(表征)這三個(gè)條件。因此,使用上一節已經(jīng)提到的應變計,結合具體應力檢測的基本假定,例如,要計算臺面和物體之間的力,特別是對環(huán)境加載傳感器,在機械手腕部安裝的測試儀器中,以驅動(dòng)裝置為傳感器等方法。
近距離傳感器
因此,有必要了解機器人工作場(chǎng)所中物體的位置,并了解物體在其移動(dòng)過(guò)程中所處位置的先驗信息,并對其進(jìn)行正確的軌跡規劃,因此必須采用測量接近度的遙感方法。近程傳感器分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種,因此除了自然信號源之外,還需要人工信號的發(fā)送器和接收器。
超聲接近度傳感器是用來(lái)檢測目標存在和測量距離的。在距離小于30~50cm的情況下,其測距范圍比較大,既可以用于移動(dòng)機器人,也可以應用于大型機器人夾手。也可以做成超聲波導航系統。
紅外近距離感應器,它非常小,只有幾立方厘米大小,因此可以被安裝在機器人的夾手中。
聲覺(jué)傳感器
在氣體(非接觸感覺(jué))、液體或固體(接觸感覺(jué))中感覺(jué)到并解釋聲波。聲波傳感的復雜性可從簡(jiǎn)單的聲波波頻檢測到復雜的聲頻分析,直至對連續自然語(yǔ)言中單個(gè)語(yǔ)音和詞匯的區分。
觸點(diǎn)或非接觸式溫度傳感器。
近幾年來(lái),在機器人上的應用越來(lái)越廣泛,除了常用的熱電阻(熱敏電阻),熱電偶等外,熱電電視攝像和感溫成像也取得了進(jìn)展。
滑覺(jué)傳感器
用來(lái)探測一個(gè)物體。要機器人抓住某一特征未知的物體,就必須確定最合適的握力值,因此需要對物體滑移信號進(jìn)行檢測。
滑覺(jué)傳感器主要是利用光學(xué)系統,而滑覺(jué)傳感器是利用晶體接收器,其探測靈敏度與滑動(dòng)方向無(wú)關(guān)。
距離傳感器
近年來(lái),應用于智能移動(dòng)機器人的距離傳感器主要有激光測距(兼可測角度)、聲納傳感器等。
視覺(jué)傳感器
機器視覺(jué)是一種應用非常廣泛的外感器,考慮到其內容十分豐富,并且機器視覺(jué)往往獨立形成產(chǎn)品,與軟件技術(shù)聯(lián)系十分緊密。
力準傳感是專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)力傳感器的廠(chǎng)家。主要產(chǎn)品有微型傳感器、拉壓力傳感器、軸銷(xiāo)傳感器、測力傳感器、多維力傳感器、扭矩傳感器、稱(chēng)重傳感器等力控產(chǎn)品達千余種。產(chǎn)品可廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、3C、新能源、機器人、機械制造、醫療、紡織、汽車(chē)、冶金以及交通等領(lǐng)域。
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