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传感器在工业机器人中应用--第1页
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传感器在工业机器人中应用
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执
行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类
指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的
原则纲领行动。
在工业自动化领域,机器需要传感器提供必要的信息,以正确执行相关的操作。机器人
已经开始应用大量的传感器以提高适应能力。绝大多数智能机器人的外部传感器,可以大致
分为触觉传感器,接近传感器、力学传感器,以及视觉、滑觉、热觉等多种类型的传感器。例
如有很多的协作机器人集成了力矩传感器和摄像机,以确保在操作中拥有更好的视角,同时
保证工作区域的安全等。
用于避障的传感器
避障可以说是各种机器人最基本的功能,不然机器人一走动就碰到花花草草就不好了。
机器人并不一定要通过视觉感知自己前方是否有障碍物,它们也可以通过触觉或像蝙蝠那样
通过声波感知。因此,检测机器人前方是否存在障碍物的传感器,可以分为接触式和非接触
式的。
最典型的接触式测障传感器便是碰撞开关(图1)。碰撞开关的工作原理非常简单,完全
依靠内部的机械结构来完成电路的导通和中断。
图1碰撞开关
在机器人上的用法多数是将探测臂加长,扩大探测范围和灵敏度。当机器人撞到前面的
障碍物,碰撞开关的信号端便可返回一个高电平,控制芯片由此可以知道小车面前存在着障
碍物。
非接触式测障开关一般的工作原理与声纳和雷达相似,发射声波或某种射线,遇到
参考资料
传感器在工业机器人中应用--第1页
传感器在工业机器人中应用--第2页
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障碍物,声波或射线被反射回来,并被传感器接收,这时传感器就认为发现了障碍物。我们
最常用的便是发射和接收红外线的传感器(图3,图4)。
图3红外发射管
图4红外接收管
红外测障传感器成本较低(当然比碰撞开关还是要高一点),电路简单,检测范围大。
如果在电路中加上一个电位器,就可以随时调节传感器的检测范围。这种检测方式为非接触
式,控制起来更加方便、灵活。但这种测障方式也有缺点,多个红外传感器之间容易互相干
扰,因此在传感器的布局上需要多花心思,安装位置也要尽可能地避免红外信号的碰撞。
用于测距的传感器
机器人光知道哪个方向有障碍物并不够,还必须知道障碍物距离自己具体有多远,才好
判断下一步的行动。这时我们就需要测距传感器。
测距传感器大多为非接触式的,目前在个人机器人制作领域用得比较多的是红外和超声
波测距传感器两种。
提到红外测距传感器,就不能不提夏普的GP2D12红外测距传感器(图5)。GP2D12几乎
可以说是机器人爱好者的必备传感器,在我们平时常看到的一些个人机器人作品中,绝大多
数都可以看到它的身影。
参考资料
传感器在工业机器人中应用--第2页
传感器在工业机器人中应用--第3页
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图5红外测距传感器
这种传感器的优点是体积小,测量准确,电源电压与输出信号都较常规,一般单片机系
统都可直接使用,缺点是成
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