在機器人產業中應用較多的傳感器有哪些?隨著智能程度的提高,機器人的應用也越來越廣泛。其中交互式、感應式、自主式三種是智能機器人。在擬人的功能方面,視覺、力覺、觸覺是最重要的,早在實際應用階段,聽覺也有很大的進步,其它還有嗅覺、味覺、滑覺等,因此,機器人傳感產業也形成了多方面的傳感器。
內感器
機芯和機電一體化產品,內感應器和馬達,軸等機械零件或機械結構,如手臂(Arm),腕部(Wrist),等等,安裝在一起完成位置、速度、力度的測量,實現伺服控制。
位移(位移)傳感器。
直線型運動傳感器分為電位計式傳感器和可調節變壓器。角位移傳感器有電位計式、可調變頻器、光電編碼器三種,其中光電編碼器有增量式和絕對式兩種。在零位不確定的位置伺服控制中,增量式編碼器通常可以得到與編碼器初始鎖定位置相對應的驅動軸瞬時角度值。在受力情況下,只需讀取各關節編碼器的讀數,就能調節伺服控制的給定值,避免機器人在起動時發生劇烈運動。
機械人使用傳感器。
轉速與加速傳感器。
測速儀的轉速儀分為平移和旋轉速度兩種,但大多局限于旋轉速度的測量。采用位移法,尤其是光電法,讓光束在旋轉的圓盤上檢測旋轉頻率和脈沖數,以求出旋轉角度,并利用圓盤制作有間隙,通過二個光電二極管識別轉角速度,稱為光電脈沖式轉速傳感器。另外,也有速度發電機,用于速度測量等。
應變計又稱伸縮測量儀,同時也是加速度的應力傳感器。利用加速度傳感器對工業機器人進行動態控制。一般而言,通過測速的推演,已知質量物體的加速度所產生的動力,即,利用應變計來測量推演,以及如下所述方法:
力與被測加速相關,可以用已知質量來計算。這個力可以產生電磁力或者電動力,最終被簡化成電流的測量,這就是伺服返回傳感器,實際上也可以有多種類型的振動式加速度傳感器。
力傳感器
力傳感器是用來測量兩個物體間力的三個分量和力矩的三部分。機械人最理想的感應器是與依從元件相連的半導體應力計。詳細介紹了金屬電阻型力傳感器、半導體型力傳感器、其他磁壓式以及利用弦振動原理制成的力覺傳感器。
也有扭矩傳感器(例如用光電傳感器測量轉矩),腕力傳感器等進行測量。
隨著機器人的發展歷史較長,近年來,交流永磁電機主要采用交流伺服系統,對應位、速度等傳感器應用較多,主要有:各類光電編碼器、磁編碼器、旋轉變壓器。
觸感傳感器
過去,普通的工業機器人都不具備外界感知能力,而新一代機器人如多關節機器人,尤其是移動機器人,則需要能夠適應環境變化,能夠進行修正,并能做出相應調整。
觸覺傳感器
微開關是最常用的接觸式傳感器類型,另外還有雙態隔離式接觸傳感器(即雙穩態開關半導體電路)、單模擬量傳感器、矩陣傳感器(壓電元件的矩陣傳感器、人造皮膚-變電導聚合物、光反射觸覺傳感器等)。
應力傳感器
例如,多關節機器人在執行動作時需要知道實際存在的接觸、接觸的位置(定位)、接觸的性質即估算所受的力(表征)這三個條件。因此,使用上一節已經提到的應變計,結合具體應力檢測的基本假定,例如,要計算臺面和物體之間的力,特別是對環境加載傳感器,在機械手腕部安裝的測試儀器中,以驅動裝置為傳感器等方法。
近距離傳感器
因此,有必要了解機器人工作場所中物體的位置,并了解物體在其移動過程中所處位置的先驗信息,并對其進行正確的軌跡規劃,因此必須采用測量接近度的遙感方法。近程傳感器分為被動式和主動式兩種,因此除了自然信號源之外,還需要人工信號的發送器和接收器。
超聲接近度傳感器是用來檢測目標存在和測量距離的。在距離小于30~50cm的情況下,其測距范圍比較大,既可以用于移動機器人,也可以應用于大型機器人夾手。也可以做成超聲波導航系統。
紅外近距離感應器,它非常小,只有幾立方厘米大小,因此可以被安裝在機器人的夾手中。
聲覺傳感器
在氣體(非接觸感覺)、液體或固體(接觸感覺)中感覺到并解釋聲波。聲波傳感的復雜性可從簡單的聲波波頻檢測到復雜的聲頻分析,直至對連續自然語言中單個語音和詞匯的區分。
觸點或非接觸式溫度傳感器。
近幾年來,在機器人上的應用越來越廣泛,除了常用的熱電阻(熱敏電阻),熱電偶等外,熱電電視攝像和感溫成像也取得了進展。
滑覺傳感器
用來探測一個物體。要機器人抓住某一特征未知的物體,就必須確定最合適的握力值,因此需要對物體滑移信號進行檢測。
滑覺傳感器主要是利用光學系統,而滑覺傳感器是利用晶體接收器,其探測靈敏度與滑動方向無關。
距離傳感器
近年來,應用于智能移動機器人的距離傳感器主要有激光測距(兼可測角度)、聲納傳感器等。
視覺傳感器
機器視覺是一種應用非常廣泛的外感器,考慮到其內容十分豐富,并且機器視覺往往獨立形成產品,與軟件技術聯系十分緊密。
力準傳感是專業研發生產力傳感器的廠家。主要產品有微型傳感器、拉壓力傳感器、軸銷傳感器、測力傳感器、多維力傳感器、扭矩傳感器、稱重傳感器等力控產品達千余種。產品可廣泛應用于工業自動化生產線、3C、新能源、機器人、機械制造、醫療、紡織、汽車、冶金以及交通等領域。
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