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??梢缘玫脚c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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