4.2 机器人的传感器.pptxVIP

机器人技术面面观---机器人控制技术4.2机器人的传感器传感器是一种以一定精度将被测量（如位移、力、加速度、温度等）转换为有确定对应关系、易于精确处理和测量的某种物理量（如电量）的测量部件或装置。

机器人技术面面观---机器人控制技术4.2.1机器人传感器的种类与要求1.机器人传感器的种类工业机器人传感器的分类

机器人技术面面观---机器人控制技术2.机器人传感器的要求机器人对传感器的一般性要求如下：（1）精度高、重复性好。机器人是否能够准确无误地正常工作，往往取决于其所用传感器的测量精度。（2）稳定性和可靠性好。保证机器人能够长期、稳定、可靠地工作，尽可能避免在工作中出现故障。（3）抗干扰能力强。工业机器人的工作环境往往比较恶劣，其所用传感器应能承受一定的电磁干扰、振动，并能在高温、高压、高污染环境中正常工作。（4）质量轻、体积小、安装方便。（5）价格低。

机器人技术面面观---机器人控制技术4.2.2内部传感器1.位置传感器位置感觉是机器人最起码的感觉要求，没有它们，机器人将不能正常工作。它们可以通过多种传感器来实现。位置传感器包括位置和角度检测传感器。常用的机器人位置传感器有电位器式、光电式、电感式、电容式、霍尔元件式、磁栅式及机械式位置传感器等。1）电位器式位置传感器按照电位器式位置传感器的结构，可以把它分成两大类：一类是直线型电位器和旋转型电位器直线型电位器旋转型电位器

机器人技术面面观---机器人控制技术2）光电编码器光电编码器是一种应用广泛的位置传感器，其分辨率完全能满足机器人的技术要求。这种非接触型位置传感器可分为绝对型光电编码器和相对型光电编码器。前者只要电源加到用这种传感器的机电系统中，光电编码器就能给出实际的线性或旋转位置。因此，用绝对型光电编码器装备的机器人的关节不要求校准，只要一通电，控制器就知道实际的关节位置。相对型光电编码器只能提供某基准点对应的位置信息。所以，用相对型光电编码器的机器人在获得真实位置信息以前，必须首先完成校准程序。

机器人技术面面观---机器人控制技术（1）绝对型光电编码器。绝对型光电编码器通常由3个主要元件构成：多路（或通道）光源（如发光二极管）、光敏元件和光电码盘。电动机上的绝对型光电编码器绝对型光电编码器码盘

机器人技术面面观---机器人控制技术4通道16个扇形面的二进制绝对码盘如图（a）。采用二进制码盘，在两个码段交替过程中，有可能由于电刷位置安装不准，一些电刷越过分界线，而另一些尚未越过，会产生非单值性误差。为减小这种误差，改进的方法是采用格雷码码盘，如图（b）所示。绝对码盘

机器人技术面面观---机器人控制技术（2）相对型光电编码器。与绝对型光电编码器一样，相对型光电编码器也是由前述3个主要元件构成的，所不同的是后者的光源只有一路或两路，光电码盘一般只刻有一圈或两圈透明区域和不透明区域。当光透过码盘时，光敏元件导通，产生低电平信号，代表二进制的“0”；不透明的区域代表二进制的“1”。因此，这种编码器只能通过计算脉冲个数来得到输入轴所转过的相对角度。由于相对型光电编码器的码盘加工相对容易，因此其成本比绝对型编码器低，而分辨率比绝对型编码器高。然而，只有使机器人首先完成校准操作以后，才能获得绝对位置信息。通常，这不是很大的缺点，因为这样的操作一般只有在加上电源后才能完成。若在操作过程中电源意外地消失，则由于相对型编码器没有“记忆”功能，故必须再次完成校准。

机器人技术面面观---机器人控制技术3）旋转变压器旋转变压器是一种输出电压随转角变化的检测装置，是用来测量角位移的。其基本结构与交流绕线式异步电动机相似，由定子和转子组成。如图420所示，定子相当于变压器的初级，有两组在空间位置上互相垂直的励磁绕组；转子相当于变压器的次级，仅有一个绕组。当定子绕组通交流电流时，转子绕组中便有感应电动势产生。感应电动势的大小等于两定子绕组单独作用时所产生的感应电动势矢量和。旋转变压器的原理

机器人技术面面观---机器人控制技术4）激光干涉式编码器中国