《机器人传感器》PPT课件.ppt

* 可编辑 感谢下载 * 非径向中心对称三梁腕力传感器 传感器的内圈和外圈分别固定于机器人的手臂和手爪，力沿与内圈相切的三根梁进行传递。每根梁上下、左右各贴一对应变片，三根梁上共有6对应变片，分别组成六组半桥，对这6组电桥信号进行解耦可得到六维力（力矩）的精确解。 * 6、其他类型传感器 语音识别传感器。分析振动声音探测机械故障的点传感器。 热传感器：温度传感器。 通过分析敲打的声音测定果品成熟程度的传感器。 根据近红外线的糖度吸收程度测定水果甜度的 传感器 * 8.4.2 机器人需要的感觉能力 触觉能力： 主要指确定工作对象是否存在，以及它的尺寸大小和形状等。 接近觉能力： 主要用于探测机器人自身与周围物体之间相对位置或距离。接近觉界于触觉与视觉之间。 视觉能力： 孔、边、拐角的检测及工作对象形状的检测等。 压觉能力： 主要用于检测机器人与作业对象之间接触面的法向压力值的大小。 滑觉能力： 主要用于检测物体因自重相对于机器人手爪的滑移量的大小。 * 1．接触觉传感器： 接触觉传感器检测机器人是否接触目标或环境，用于寻找物体或感知碰撞。 工作原理： 在电极和柔性导体之间留有间隙，当施加外力时，受压部分的柔性导体和柔性绝缘体发生变形，利用柔性导体和电极之间的接通状态形成接触觉。 8.5 机器人的触觉 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接触的感觉。 * 特点： 外形尺寸十分大 空间分辨率低 利用阵列这一概念已开发了许多重要的传感器。 开关式触觉传感器 ( 柔性绝缘体) ( 柔性导体) * 　　碳毡（CSA）灵敏度高，具有较强的耐过载能力。缺点是有迟滞，线性差。 导电橡胶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。 压阻式阵列触觉传感器 碳毡（CSA） * 2．压觉传感器： 压觉传感器检测传感器面上受到的作用力，它由弹性体及检测弹性位移的敏感元件构成。用弹簧支承的平板作为机械手的物体夹持面。在平板上加负载时，平板发生位移，该位移量由电位器检测。 如果已知弹簧的刚性系数，则可根据位移计的输出求出力的大小。 * 压觉传感器图例： * 3. 滑觉传感器 机械手一般采用两种抓取方式：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 检测垂直加压方向的力和位移 * 滑觉传感器有滚轮式和球式。物体在传感器表面上滑动时，和滚轮或球相接触，把滑动变成转动。滑动物体引起滚轮的转动，用磁铁和静止的磁头进行检测。 * 　　它由一个金属球和触针组成，金属球表面分成许多个相间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。 * 　　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。若工件滑动，则指针振动，线圈输出信号。 * 8.6 力和压力传感器 压电晶体：压电材料受压后会产生一定电压。 力敏电阻：阻值随垂直施加在表面的力的增加而降低。 力敏电阻 3.应变片 * 3.应变片 惠斯通电桥 压阻式压力传感器采用集成电路工艺技术，在硅片上制造出四个等值的薄膜电阻并组成电桥电路，当不受力作用时，电桥处于平衡状态，无电压输出;当受到压力作用时，电桥失去平衡而输出电压（AB之间产生微小电位差），且输出的电压与压力成比例。 压力使得圆形金属筒以及电阻应变片变形，从而使电阻应变片的电阻值产生变化。 * 8.7 力矩传感器 原理： 如果在轴上施加力矩，力矩将在轴上产生两个方向相反的力和两个方向相反的形变，两个力传感器可以测出这两个力，根据所测力的大小可计算出力矩。 用六个传感器测量三个彼此独立的轴上的力和力矩 * 8.8 测距仪 与接近觉传感器不同，测距仪用于测量较长的距离，它可以探测障碍物和物体表面的形状，并且用于向系统提供早期信息。常用的测量方法是三角法和测量传输时间法。 三角法：测量原理如图所示 测量原理：仅在发射器以特定角度发射光线时，接收器才能检测到物体上的光斑，利用发射角的角度可以计算出距离。 * 测量传输时间法： 信号传输的距离包括从发射器到物体和被物体反射到接收器两部分。传感器与物体之间的距离是信号行进距离的一半，知道了传播速度，通过测量信号的往返时间即可计算出距离。 * 超声波测距仪 工作原理： 发射器发射高频超声波脉冲，它在介质中行进一段