機(jī)器人傳感器的分類(lèi)

1、機(jī)器人傳感器的分類(lèi)機(jī)器人傳感器可分為內(nèi)部檢測(cè)傳感器及外界檢測(cè)傳感器兩大類(lèi)。u 內(nèi)部檢測(cè)傳感器是以機(jī)器人本身的坐標(biāo)軸來(lái)確定其位置，是安裝在機(jī)器人自身中用來(lái)感知它自己的狀態(tài)，以調(diào)整并控制機(jī)器人的行動(dòng)。它通常由位置、加速度、速度及壓力傳感器組成。u 外界檢測(cè)傳感器用于機(jī)器人對(duì)周?chē)h(huán)城、日標(biāo)構(gòu)的狀態(tài)持征獲取信息使機(jī)器人-環(huán)境能發(fā)生交互作用，從而使機(jī)器人對(duì)環(huán)境有自校正和自適應(yīng)能力。外界檢測(cè)傳感器通常包括觸覺(jué)、接近覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味學(xué)覺(jué)等傳感器。類(lèi)別檢測(cè)內(nèi)容應(yīng)用目的傳感器件明暗覺(jué)是否有光，亮度多少判斷有無(wú)對(duì)象，并得到定量結(jié)果光敏管、光電斷續(xù)器色覺(jué)對(duì)象的色彩及濃度利用顏色識(shí)別對(duì)象的場(chǎng)合彩色攝影機(jī)、濾色

2、器、彩色ccd位置覺(jué)物體的位置、角度、距離物體空間位置，判斷物體移動(dòng)光敏陣列、ccd等形狀覺(jué)物體的外形提取物體輪廓及固有特征，識(shí)別物體光敏陣列、ccd等接觸覺(jué)與對(duì)象是否接觸，接觸的位置決定對(duì)象位置，識(shí)別對(duì)象形態(tài)，控制速度，安全保障，異常停止，尋徑光電傳感器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、薄膜接點(diǎn)、壓敏高分子材料壓覺(jué)對(duì)物體的壓力、握力、壓力分布控制握力，識(shí)別握持物，測(cè)量物體彈性壓電元件、導(dǎo)電橡膠、壓敏高分子材料力覺(jué)機(jī)器人有關(guān)部件（如手指）所受外力及轉(zhuǎn)矩控制手腕移動(dòng)，伺服控制，正確完成作業(yè)應(yīng)變片、導(dǎo)電橡膠接近覺(jué)對(duì)象物是否接近，接近距離，對(duì)象面的傾斜控制位置，尋徑，安全保障，異常停止光傳感器、氣壓傳感器、超聲波傳感器、

3、電渦流傳感器、霍爾傳感器滑覺(jué)垂直握持面方向物體的位移，重力引起的變形修正握力，防止打滑，判斷物體重量及表面狀態(tài)球形接點(diǎn)式、光電旋轉(zhuǎn)傳感器、角編碼器、下面分為五點(diǎn)闡述:一·觸覺(jué)傳感器人的觸覺(jué)通常包括熱覺(jué)、冷覺(jué)、痛覺(jué)、觸壓覺(jué)和力覺(jué)等。機(jī)器人觸覺(jué)是人的觸覺(jué)的某些模仿,它是有關(guān)機(jī)器人和對(duì)象物之間直接接觸的感覺(jué)。通常指以下幾種：觸覺(jué): 手指與被測(cè)物是否接觸接觸圖形的檢測(cè)。壓覺(jué): 垂直于機(jī)器人和對(duì)象物接觸面上的力感覺(jué)。力覺(jué): 機(jī)器人動(dòng)作時(shí)各自由度的力感覺(jué)?；X(jué): 物體向著垂直于手指把桅面的方向滑動(dòng)或變形。1；觸覺(jué)觸覺(jué)是通過(guò)與對(duì)象物體彼此接觸而產(chǎn)生的，所以最好使用手指表面高密度分布觸覺(jué)傳感器陣列，

4、它柔軟易于變形，可增大接觸面積，并且有一定的強(qiáng)度，便于抓握。接觸覺(jué)傳感器可檢測(cè)機(jī)器人是否接觸目標(biāo)或環(huán)境，用于尋找物體或感知碰撞。1.導(dǎo)電橡膠；2.金屬； 12.襯底； 13.引線結(jié)構(gòu)：平板上安裝著多點(diǎn)通、斷傳感器附著板的裝置原理：平常為通態(tài)，當(dāng)與物體接觸時(shí)，彈簧收縮，上、下板間電流斷開(kāi)。它的功能相當(dāng)于一開(kāi)關(guān)，即輸出0和1兩種信號(hào)?？捎糜诳刂茩C(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方向和范圍、躲避障礙物等。2,；壓覺(jué)u 壓覺(jué)指的是對(duì)于手指給予被測(cè)物的力，或者加在手指上的外力的感覺(jué)。它用于握力控制與手的支撐力的檢測(cè)。u 目前的壓覺(jué)傳感器主要是分布是壓覺(jué)傳感器，即通過(guò)把分散敏感元件排列成矩陣式格子來(lái)設(shè)計(jì)的。常被用敏感元件陣列單

5、元有:導(dǎo)電橡膠、感應(yīng)高分子、應(yīng)變計(jì)、光電器件和霍爾元件.這種傳感器是在調(diào)整器的軸上安裝了線性彈簧。一個(gè)傳感器有l(wèi)0mm的有效行程。在此范圍內(nèi)，將力的變化轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)度位移，以便進(jìn)行儉測(cè)。在一側(cè)手指上，每個(gè)6mm×8mm的面積分布一個(gè)傳感器來(lái)計(jì)算，共排列了28個(gè)(四行七排)傳感器。左右兩側(cè)總共有56個(gè)體感器輸出。用四路a/d轉(zhuǎn)換器，變速多路調(diào)制器對(duì)這些輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換后進(jìn)入計(jì)算機(jī)。a為手指抓住物體的狀態(tài)；b為手指從a狀態(tài)稍微握緊的狀態(tài)。 3；力覺(jué)力覺(jué)是指對(duì)機(jī)器人的指、肢和關(guān)節(jié)等運(yùn)動(dòng)中所受力的感知，主要包括腕力覺(jué)、關(guān)節(jié)力覺(jué)和支座力覺(jué)等 力覺(jué)傳感器的作用u 感知是否夾起了工件或是否夾持在正確部位；

6、u 控制裝配、打磨、研磨拋光的質(zhì)量；u 裝配中提供信息、以產(chǎn)生后續(xù)的修正補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)來(lái)保證裝配質(zhì)量和速度u 防止碰撞、卡死和損壞機(jī)件。關(guān)節(jié)力傳感器 力覺(jué)傳感器的作用：u 感知是否夾起了工件或是否夾持在正確部位；u 控制裝配、打磨、研磨拋光的質(zhì)量；u 裝配中提供信息、以產(chǎn)生后續(xù)的修正補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)來(lái)保證裝配質(zhì)量和速度u 防止碰撞、卡死和損壞機(jī)件。關(guān)節(jié)力傳感器腕力傳感器基座力傳感器4;滑覺(jué)機(jī)器人在抓取不知屬性的物體時(shí)，其自身應(yīng)能確定最佳握緊力的給定值。當(dāng)握緊力不夠時(shí)，要檢測(cè)被握緊物體的滑動(dòng)，利用該檢測(cè)信號(hào)，在不損害物體的前提下，考慮最可靠的夾持方法，實(shí)現(xiàn)此功能的傳感器稱(chēng)為滑覺(jué)傳感器。  

7、 例如: 球形滑覺(jué)傳感器 傳感器如同棋盤(pán)一樣，相間地用絕緣材料蓋住小導(dǎo)電球。 無(wú)論滑動(dòng)方向如何，只要球轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器就會(huì)產(chǎn)生脈沖輸出。二接近覺(jué)傳感器接近覺(jué)：接近覺(jué)是一種粗略的距離感覺(jué)，接近覺(jué)傳感器的主要作用是在接觸對(duì)象之前獲得必要的信息，用來(lái)探測(cè)在一定距離范圍內(nèi)是否有物體接近、物體的接近距離和對(duì)象的表面形狀及傾斜等狀態(tài)，敏感范圍可小至幾十毫米，甚至1個(gè)毫米。在機(jī)器人中，主要用于對(duì)物體的抓取和躲避?？梢哉J(rèn)為是介于觸覺(jué)與視覺(jué)之間的感覺(jué)。接近覺(jué)一般用非接觸式測(cè)量元件.接近覺(jué)傳感器有電磁式光電式, 電容式, 氣動(dòng)式, 超聲波式, 紅外式等類(lèi)型電容式傳感器本體由兩個(gè)極板1，2構(gòu)成。 極板1由固定頻率的正弦波

8、電壓激勵(lì)，2接電荷放大器。0為被接近物。 在傳感器兩極板與被接近物三者間形成一交變電場(chǎng)。 當(dāng)0接近1，2時(shí)，1，2之間的電場(chǎng)受到了影響，也可以認(rèn)為0阻斷了1、2間連續(xù)的電力線。電場(chǎng)的變化引起1、2間電容c12的變化。由于電壓幅值恒定，所以電容的變化又反映為極板2上電荷的變化電磁式高頻傳號(hào)is施加于鄰近金屬一側(cè)的電感線l上；l產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)作用于金屬板的表面。由于趨膚效應(yīng)，高頻電磁場(chǎng)不能透過(guò)具有一定厚度的金屬板，而僅作用于表面薄層內(nèi)。 而金屬板表面感應(yīng)的渦流嚴(yán)生的電磁場(chǎng)又反作用于線圈l上，改變了電感的大小磁場(chǎng)強(qiáng)度的變比也可用另組檢測(cè)線圈來(lái)檢測(cè))。從而感知傳感器與被接近物體的距離大小。三視覺(jué)傳感

9、器每個(gè)人都能體會(huì)到、眼睛對(duì)人來(lái)說(shuō)是多么重要?？梢哉f(shuō)人類(lèi)從外界獲得的信息，大多數(shù)都是從眼睛得到的，研究結(jié)果表明，視覺(jué)獲得的感知信息占人對(duì)外界感知信息的80,是聽(tīng)覺(jué)細(xì)胞的300多倍是皮膚感覺(jué)細(xì)胞的100多倍從這個(gè)角度也可以看出視覺(jué)系統(tǒng)的重要性. 視覺(jué)傳感器是將景物的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件.四聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)及其他傳感器除以上介紹的機(jī)器人傳感器外，還可根據(jù)機(jī)器人特殊用途安裝聽(tīng)覺(jué)傳感器，嗅覺(jué),味覺(jué)傳感器及電磁波傳感器，而這些機(jī)器人主要用于科學(xué)研究、海洋資源探測(cè)或食品分析、救火等特殊用途。 這些傳感器多數(shù)屬于開(kāi)發(fā)階段，有待于更進(jìn)一步完善，以豐富機(jī)器人專(zhuān)用功能。 聽(tīng)覺(jué): 具有接近人耳的功能還相差很遠(yuǎn)；

10、嗅覺(jué)：主要檢測(cè)空氣中的化學(xué)成分、濃度、等功能，主要采用氣體傳感器及射線傳感器等。 味覺(jué)：對(duì)液體進(jìn)行化學(xué)成分的分析。檢測(cè)味覺(jué)方法有ph計(jì)、化學(xué)分析器等。 其他傳感器：如純工程學(xué)的傳感器，象磁傳感器、安全用傳感器和電波傳感器等五傳感器融合u 傳感器信息融合又稱(chēng)數(shù)據(jù)融合，是對(duì)多種信息的獲取、表示及其內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行綜合處理和優(yōu)化的技術(shù)。u 傳感器信息融合技術(shù)從多信息的視角進(jìn)行處理及綜合，得到各種信息的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，從而剔除無(wú)用的和錯(cuò)誤的信息，保留正確的和有用的成分，最終實(shí)現(xiàn)信息的優(yōu)化。它也為智能信息處理技術(shù)的研究提供了新的觀念。定義：將經(jīng)過(guò)集成處理的多傳感器信息進(jìn)行合成，形成一種對(duì)外部環(huán)境或被測(cè)對(duì)象某一特征的表達(dá)方式。作用:u 機(jī)器人系統(tǒng)中使用的傳感器種類(lèi)和數(shù)量越來(lái)越多，每種傳感器都有一定的使用條件和感知范圍，并且又能給出環(huán)境或?qū)ο蟮牟糠只蛘麄€(gè)側(cè)面的信息，為了有效地利用這些傳感器信息，需要采用某種形式對(duì)傳感器信息進(jìn)行綜合、融合處理.u 按照人腦的功能和原理進(jìn)行視覺(jué)、聽(tīng)