传感器对机器人的重要性-江西丹巴赫工业机器人

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传感器对机器人的重要性
DANBACH ROBOT


    当今机器人拥有灵敏的身姿、惊异的智能、全自动化的运作,这一切类似人一样的肢体及感官功能的实现都少不了传感器的功劳。

    传感器犹如人类的感知器官,是机器人感知世界的媒介。机器人的视觉、力觉、触觉、嗅觉、味觉等对外部环境的感知能力都是由传感器传输的。

    并且,传感器还可用来检测机器人自身的工作状态,以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态,能够按照一定的规律转换成可用输出信号的一种器件。在机器人身体构造里会装上各样的传感器,会为它们带来更高的灵敏度。

    那么,我们来设想一下:失去传感器这件事,对机器人的打击究竟有多大呢?

    机器人传感器根据检测对象的不同,可分为内部传感器和外部传感器。

    内部传感器主要用来检测机器人各内部系统的状况,如各关节的位置、速度、加速度温度、电机速度、电机载荷、电池电压等,并将所测得的信息作为反馈信息送至控制器,形成闭环控制。

    而外部传感器是用来获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息,是机器人与周围交互工作的信息通道,用来执行视觉、接近觉、触觉、力觉等传感器,比如距离测量、声音、光线等。

    滑觉传感器、力觉传感器、距离传感器、触觉传感器、接近觉传感器、速度和加速度传感器、视觉传感器、声觉传感器这8种传感器对机器人极为重要。很难想象,没有它们,机器人将怎样存在。

    滑觉传感器

    滑觉传感器主要是用于检测机器人与抓握对象间滑移程度的传感器。为了在抓握物体时确定一个适当的握力值,需要实时检测接触表面的相对滑动,然后判断握力,在不损伤物体的情况下逐渐增加力量,滑觉检测功能是实现机器人柔性抓握的必备条件。

    力觉传感器

    力觉传感器是用来检测机器人自身力与外部环境力之间相互作用力的传感器。力觉传感器经常装于机器人关节处,通过检测弹性体变形来间接测量所受力。装于机器人关节处的力觉传感器常以固定的三坐标形式出现,有利于满足控制系统的要求。

    距离传感器

    用于智能移动机器人的距离传感器有激光测距仪(兼可测角)、声纳传感器等,近年来发展起来的激光雷达传感器是目前比较主流的一种,可用于机器人导航和回避障碍物。

    触觉传感器

    触觉传感器主要是用于机器人中模仿触觉功能的传感器。触觉是人与外界环境直接接触时的重要感觉功能,研制满足要求的触觉传感器是机器人发展中的技术关键之一。

    接近觉传感器

    接近觉传感器介于触觉传感器和视觉传感器之间,可以测量距离和方位,而且可以融合视觉和触觉传感器的信息。接近觉传感器可以辅助视觉系统的功能,来判断对象物体的方位、外形,同时识别其表面形状。

    速度和加速度传感器

    速度传感器有测量平移和旋转运动速度两种,但大多数情况下,只限于测量旋转速度。利用位移的导数,特别是光电方法让光照射旋转圆盘,检测出旋转频率和脉冲数目,以求出旋转角度,及利用圆盘制成有缝隙,通过二个光电二极管辨别出角速度,即转速,这就是光电脉冲式转速传感器。

    视觉传感器

    机器视觉是使机器人具有感知功能的系统,其通过视觉传感器获取图像进行分析,让机器人能够代替人眼辨识物体,测量和判断,实现定位等功能。

    声觉传感器

    声音传感器的作用相当于一个话筒(麦克风)。它用来接收声波,显示声音的振动图象。但不能对噪声的强度进行测量。声觉传感器主要用于感受和解释在气体(非接触感受)、液体或固体(接触感受)中的声波。

    机器人要想做到如人类般的灵敏,机器人的5大感官传感器是必不可少的。从拟人功能出发,视觉、力觉、触觉已进入实用阶段,但感官,如听觉、嗅觉、味觉、滑觉等对应的传感器还在研究中。

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