机器人应用6案例.ppt

4）精度 指传感器的测量输出值与实际被测值之间的误差。应该根据机器人的工作精度要求，选择合适的传感器精度。假如传感器的精度不能满足检测机器人工作精度的要求，机器人则不可能完成预定的工作任务。但是如果对传感器的精度要求过高，不但制造比较困难，而且成本也较高。应注意传感器精度的适用条件和测试方法。所谓适用条件应当包括机器人所有可能的工作条件，例如不同温度、湿度、不同的运动速度、加速度以及在可能范围内的各种负载作用等。用于检测传感器精度的测试仪器必须具有高一级的精度，精度的测试也要考虑到最坏的工作条件。 5）重复性 指传感器在其输入信号按同一方向进行全量程连续多次测量时，相应测试结果的变化程度。测试结果的变化越小，传感器的测量误差就越小，重复性越好。对于多数传感器来说，重复性指标都优于精度指标。这些传感器的精度不一定很高，但是只要它的温度、湿度、受力条件和其他使用参数不变，传感器的测量结果也没有多大变化。同样，传感器重复性也应当考虑适用条件和测试方法的问题。对于示教再现型机器人，传感器的重复性是至关重要性的，它直接关系到机器人能否准确地再现其示教轨迹。 6）分辨率 指传感器在整个测量范围内所能辨别的被测量的最小变化量，或者所能辨别的不同被测量的个数。如果它辨别的被测量最小变化量越小，或被测量个数越多，则它的分辨率越高；反之，分辨率越低。无论是示教再现型机器人，还是可编程型机器人，都对传感器的分辨率有一定的要求。传感器的分辨率直接影响到机器人的可控程度和控制质量。一般需要根据机器人的工作任务规定传感器分辨率的最低限度要求。 7）响应时间 这是一个动态特性指标，指传感器的输入信号变化以后，其输出信号变化到一个稳态值所需要的时间。在某些传感器中，输出信号在到达某一稳定值以前会发生短时间的振荡。传感器输出信号的振荡，对于机器人的控制来说是非常不利的，它有时会造成一个虚设位置，影响机器人的控制精度和工作精度。所以总是希望传感器的响应时间越短越好。响应时间的计算应当以输入信号开始变化的时刻为始点，以输出信号达到稳态值的时刻为终点。 事实上，还需要规定一个稳定值范围，只要输出信号的变化不再超出该范围，即可认为它已经达到了稳态值。若输出信号的变化不再超出该范围，即可认为它已经达到了稳态值。对于具体的机器人传感器应规定响应时间的允许上限。 8）可靠性 对于所有机器人来说，可靠性都是十分重要的。在工业应用领域，人们要求在98%～99%的工作时间里，机器人系统都能够正常工作。由于一个复杂的机器人系统通常是由上百个元件组成的，每个元件的可靠性要求就应当更高。必须对机器人传感器进行例行试验和老化筛选，凡是不能经受工作环境考验的传感器都必须尽早剔除，否则将给机器人可靠的工作留下隐患。可靠性的要求还应当考虑维修的难易程度，对于安装在机器人内部不易更换的传感器，应当提出更高的可靠性要求。 1）尺寸和重量 这是机器人传感器的重要物理参数。机器人传感器通常需要装在机器人手臂上或手腕上，机器人手臂一起运动，它也是机器人手臂驱动器负载的一部分。所以，它的尺寸和重量将直接影响到机器人的运动性能和工作性能。 2）输出型式 传感器的输出可以是某种机械运动，也可以是电压和电流，还可以是压力、液面高度或量度等等。传感器的输出型式一般是由传感器本身的工作原理所决定的。由于目前机器人的控制大多是由计算机完成的，传感器的输出信号通过计算机分析处理，一般希望传感器的输出最好是计算机可以直接接受的数字式电压信号，所以应该优先选用这一输出型式的传感器。 3）可插接性 传感器的可插接能力不但影响传感器使用的方便程度，而且影响到机器人结构的复杂程度。如果传感器没有通用外插口，或者需要采用特殊的电压或电流供电，在使用时不可避免地需要增加一些辅助性设备和工件，机器人系统的成本也会因此而提高。另外，传感器输出信号的大小和型式也应当尽可能地和其他相邻设备的要求相匹配。 * 图6－19是日本大和制衡株式会社林纯一再JPL实验室研制的腕力传感器基础上提出的一种改进结构。它是