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以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

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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

丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。——杜甫

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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

百学须先立志。——朱熹

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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