机器人传感器(二)

合集下载

机器人传感器知识要点梳理

机器人传感器知识要点梳理机器人传感器是指机器人系统中用于感知和获取外部环境信息的装置。

传感器的准确使用和理解对于机器人设计和应用至关重要。

本文将从机器人传感器的分类、原理和常用技术等方面进行梳理，以帮助读者更好地理解和应用机器人传感器。

一、机器人传感器的分类机器人传感器可以根据其感知的信息类型、工作原理和应用环境等因素进行分类。

在这里，我将介绍几种常见的机器人传感器分类方式。

1. 按照感知的信息类型分类：1.1 触觉传感器：用于感知机器人与物体之间的接触力、接触面积和物体形状等信息。

常见的触觉传感器包括压力传感器、力传感器和力敏电阻。

1.2 视觉传感器：用于感知机器人周围的可见光图像信息，例如拍摄照片、识别物体和人脸等。

常见的视觉传感器包括摄像头、光电传感器和图像传感器。

1.3 声音传感器：用于感知机器人周围的声音和音频信息。

常见的声音传感器包括麦克风和声波传感器。

1.4 温度传感器：用于感知机器人周围的温度信息。

常见的温度传感器包括热电偶和温度传感器芯片。

1.5 其他传感器：还有其他类型的传感器，例如气体传感器、湿度传感器和加速度传感器等。

2. 按照工作原理分类：2.1 主动传感器：主动传感器是指能主动产生电磁、声、光等信号并获取反馈的传感器。

例如雷达传感器和激光传感器等。

2.2 被动传感器：被动传感器是指根据周围环境的变化对外部物理量进行感知的传感器。

例如光电传感器、温度传感器和湿度传感器等。

3. 按照应用环境分类：3.1 室内传感器：主要应用于室内环境的机器人，例如家庭服务机器人、工业机器人和教育机器人等。

3.2 室外传感器：主要应用于室外环境的机器人，例如农业机器人、勘探机器人和航空航天机器人等。

二、机器人传感器的工作原理了解机器人传感器的工作原理对于正确选择和使用传感器至关重要。

在这一部分，我们将重点介绍几种常见的机器人传感器工作原理。

1. 光电传感器：光电传感器工作原理基于光敏元件的光电效应。

传感器——机器人的智能五官

传感器——机器人的智能五官摘要：机器人的稳定性与可靠性，依赖于机器人对工作环境的感觉和自主适应能力，因此需要高性能传感器及各传感器之间的协调工作。

传感器的应用对机器人来说至关重要，各类传感器对机器人来说就好比是人的五官，是机器人一切感知信息的来源，机器人感觉系统的设计是实现机器人智能化的基础。

随着机器人应用领域的不断扩大，对机器人感觉系统的要求也不断提高；在这样的背景下，各类新型先进传感器也不断涌现，进而反过来又促进了机器人的进一步发展。

关键词：机器人传感器发展智能化在传统的制造领域，工业机器人经过诞生、成长、成熟期后，已经成为不可缺少的核心自动化装备。

目前，世界上有近百万台工业机器人正在各种生产现场工作。

在非制造领域，上至太空舱、宇宙飞船、月球探险，下至极限环境作业、医疗手术、日常生活服务，机器人技术的应用已经拓展到社会经济发展的诸多领域。

在这个过程中，传感器为推动机器人产业快速有序发展立下了汗马功劳。

在机器人中，传感器是用来检测机器人自身的工作状态,以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件，能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。

机器人工工作时，需要检测其自身的状态和作业对象与作业环境的状态，据此，工业机器人所用的传感器可分为内部传感器和外部传感器两大类。

一、内部传感器内部传感器是用于测量机器人自身状态参数（如手臂间的角度等）的功能元件。

该类传感器安装在机器人坐标轴中，用来感知机器人自身的状态，以调整和控制机器人的行动。

内部传感器通常由位置、速度及加速度传感器等组成。

1、位置传感器位置传感器可用来检测机器人自身位置，反映某种状态的开关。

位置传感器可分为两种：直线位移传感器和角位移传感器。

其中直线位移传感器常用的有直线位移定位器等，具有工作原理简单、测量精度高、可靠性强的特点；角位移传感器则可选旋转式电位器，具有可靠性高、成本低的优点。

工业机器人内部传感器

图4-8 光电编码器工作原理图
根据码盘上透光区域与不透光区域分布的不同，光电编码器又可分为相对式（增量式）和绝对式两种类型。
1）相对式光电编码器
测量旋转运动最常见的传感器是相对式光电编码器，其圆形码盘（见图4-9）上的透光区与不透光区相互间隔，均匀分布在码盘边缘，分布密度决定测量的解析度。在码盘两边分别装有光源及光敏元件。
1.2 速度传感器
1．测速发电机
测速发电机是一种模拟式速度传感器，它实际上是一台小型永磁式直流发电机，其结构原理如图4-13所示。
图4-13 直流输出测速发电机结构原理图
当通过线圈的磁通量恒定时，位于磁场中的线圈旋转使线圈两端产生的电压 u（感应电动势）与线圈（转子）的转速成正比，即
u A
1）模拟方式
在模拟方式下，必须有一个频率/电压（F/V）变换器，用来将编码器测得的脉冲频率转换成与速度成正比的模拟电压，其原理如图4-14所示。F/V变换器必须有良好的零输入、零输出特性和较小的温度漂移才能满足测试要求。
图4-14 模拟方式的相对式光电编码器测速
2）数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方式
数字方式测速是利用数学方式通过计算软件计算出速度。角速度是转角对时间的一阶导数，
工业机器人基础
工业机器人内部传感器
1.1 位移传感器
1．电位器式位移传感器
电位器式位移传感器一般用于测量工业机器人的关节线位移和角位移，是位置反馈控制中必不可少的元件，它可将机械的直线位移或角位移输入量转换为与其成一定函数关系的电阻或电压输出。
电位器式位移传感器主要由电阻元件、骨架及电刷等组成。根据滑动触头·运动方式的不同，电位器式位移传感器分为直线型和旋转型两种。
式中，A 为常数。

机器人传感器

❖ 目前的压觉传感器主要是分布式压觉传感器，
即通过把分散敏感元件排列成矩阵式格子来设计的。 ❖ 导电橡胶、感应高分子、应变计、光电器件和霍尔元件常被用敏感元件阵列单元。
00:47
压觉传感器原理
❖ 这种传感器是对小型线性调整器的改进。 ❖ 在调整器的轴上安装了线性弹簧。一个传感器有l0mm的有效行
00:47
力觉ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ 力觉传感器的作用 ❖ 关节力传感器 ❖ 腕力传感器 ❖ 基座力传感器
00:47
力觉传感器的作用
1. 感知是否夹起了工件或是否夹持在正确部位； 2. 控制装配、打磨、研磨抛光的质量； 3. 装配中提供信息、以产生后续的修正补偿运
动来保证装配质量和速度 4. 防止碰撞、卡死和损坏机件。
“电脑化”是这代机器人的重要标志。
00:47
机器人传感器的分类
❖ 机器人传感器可分为内部检测传感器及外界检测传感器两大类。
❖ 内部检测传感器是以机器人本身的坐标轴来确定其位置，是安装在机器人自身中用来感知它自己的状态，以调整并控制机器人的行动。它通常由位置、加速度、速度及压力传感器组成。
❖ 外界检测传感器用于机器人对周围环境、日标构的状
00:47
机器人传感器
00:47
目录
❖ 概述 ❖ 触觉传感器 ❖ 接近觉传感器 ❖ 视觉传感器 ❖ 听觉、嗅觉、味觉及其他传感器
小结
00:47
概述
❖ 机器人与传感器 ❖ 机器人传感器分类
00:47
机器人与传感器 ❖ 机器人及机器人传感器的定义 ❖ 机器人的发展历史
00:47
机器人及机器人传感器的定义
人工皮肤触觉传感器的研究重点
00:47

工业机器人技术内部传感器

接口
分辨率
可靠性精度和重复精度
知识准备
一、工业机器人传感器的要求
视频工业机器人传感器的要求
知识准备
二、内部传感器
内部传感器装在机器人本体上，是用于测量机器人自身状态的功能元件。具体检测的对象有关节的线位移、角位移等几何量，速度、加速度、角速度等运动量，倾斜角和振动等物理量。
内部传感器常用于控制系统中，作为反馈元件，检测机器人自身的各种状态参数，如关节运动的位置、速度、加速度、力和力矩等。因此，内部传感器主要包括位移、速度及加速度传感器。
在工业中，根据不同的应用对像，通常可选择分辨率为500～6000PPR的增量式光电编码器，最高可以达到几万 PPR。
知识准备
二、内部传感器
3.1增量式光电编码器
增量式光电编码器在工业机器人中既可以用来作为位置传感器测量关节相对位置，又可以作为速度传感器测量关节速度。
作为速度传感器时，既可以在模拟方式下使用，又可以在数字方式下使用。
在应用时，机器人的关节轴与传感器的旋转轴相连，根据测量的输出电压的数值，即可计算出关节对应的旋转角度。
角位移型
知识准备
二、内部传感器
电位器式传感器结构简单，性能稳定，使用方便，这种传感器不会因为失电而丢失其已获得的信息。当电源因故断开时，电位器的触点将保持原来的位置不变；只要重新接通电源，原有的位置信号就会重新出现。
三轴加速度传感器实物图
任务实施
请同学们根据资料、视频内容填写相关工作页！
主题讨论
讨论问题
工业机器人传感器的要求？内部传感器的用途、种类？常用内部传感器的工作原理？
小结
通过前面内容的学习同学们了解了工业机器人传感器的要求；知道内部传感器的用途、种类；知道常用内部传感器的工作原理。为机器人的应用打下了基础。

常用机器人传感器介绍教案

第五章第二节《常用机器人传感器介绍》【教学目标】：1．知识与技能目标（1）了解机器人传感器的定义及重要作用。

（2）掌握机器人传感器的分类，了解其工作原理。

2．过程与方法目标（1）通过对比探索与讨论，理解机器人传感器的作用及工作原理。

（2）通过归纳总结，引导学生自主思考等方式掌握机器人传感器的分类。

3.情感态度与价值观目标（1）通过了解机器人在生活中的应用，激发学生学习机器人课程的兴趣。

（2）在探究过程中，激发学生提升信息技术能力，创新科技的爱国热忱。

【教学重点】：了解机器人传感器的定义、分类及其作用。

【教学难点】：了解机器人传感器的工作原理。

【课时】：1课时【教学过程】：一、设计情景，导入新课同学们，思考一下，人类是如何感知外界信息的呢？那机器人又是如何感知的呢？让学生观看《终结者》片段，讨论教师提出的问题，并且引出本节课的内容：机器人外部传感器就是具有类似人类五官的感知能力的传感器，那它具体可以分成什么类型的传感器呢？我们一起来学习一下。

二、探索新知（一）机器人传感器的定义让学生阅读书上111页的内容，并且与同学讨论机器人传感器可以分为几类，并且归纳机器人传感器的定义。

（二）机器人传感器的分类1.触碰传感器1找学生去按电灯的开关，让他们感受开关打开和关闭时电灯的变化，让他们充分了解触碰传感器的作用是接触和释放，知道触碰传感器可以侦测到单个或多个按钮的压力，并把报告返回控制中心。

2.光电传感器为学生播放烟尘浊度监测仪的工作原理，并且让学生讨论烟尘浊度监测仪是依据什么原理工作的，尝试自己归纳出光电传感器的定义，并思考光电传感器还可以应用到哪些场景中。

3.超声波传感器为学生播放倒车雷达工作的景象，并通过结合看书了解超声波传感器在生活中的应用。

4.声音传感器让学生们在自己的电脑上玩《八分音符酱》这个小游戏，让他们通过自己的声音大小来控制游戏中的小人行走、跳跃，从而过关，切身实际的感受声音传感器的作用。

06第05课《机器人传感器》教学设计

06第05课《机器人传感器》教学设计教学目标：1. 了解机器人传感器的基本概念和种类；2. 掌握使用常见机器人传感器的方法和技巧；3. 培养学生动手实践的能力和创新思维。

教学准备：1. 教师准备：笔记本电脑、投影仪、教学PPT；2. 学生准备：学生手册、机器人套件。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 教师介绍本节课的主题：“今天我们将学习机器人传感器，了解它在机器人技术中的重要性和作用。

”2. 教师提问：你们想过机器人是如何感知和识别周围环境的吗？请举例说明。

3. 学生回答并进行讨论。

二、理论讲解（15分钟）1. 教师通过PPT介绍机器人传感器的基本概念，并列举常见的机器人传感器，如触摸传感器、光线传感器、声音传感器等。

2. 教师结合实例讲解不同传感器的工作原理和使用方法。

3. 学生积极互动，提问和回答。

三、实践操作（40分钟）1. 教师组织学生进行实践操作，每组分配一个机器人套件和一份实验指导书。

2. 学生按照指导书的步骤，将不同传感器连接到机器人上。

3. 学生进行实验，测试各传感器的功能和灵敏度，并记录实验数据。

4. 学生根据实验结果，思考传感器的优缺点以及在实际应用中的可能性。

5. 学生积极讨论交流，分享实验心得和发现。

四、小结与展示（10分钟）1. 教师对本节课的重点内容进行总结，强调机器人传感器在机器人技术中的重要性。

2. 学生代表进行实验结果展示和心得分享。

3. 教师对学生的表现给予肯定和鼓励。

五、拓展延伸（15分钟）1. 教师提出一些拓展问题，鼓励学生进行思考和探究，如：你觉得未来机器人的传感器会有哪些新的发展方向？2. 学生进行自由讨论，分享自己的想法和见解。

六、课堂作业（5分钟）1. 教师布置课堂作业：利用机器人传感器设计一个小型智能机器人，并写一份实验报告。

2. 学生在家完成作业，下节课上交。

教学反思：此教学设计以机器人传感器为主题，通过理论讲解和实践操作相结合的方式，使学生在实践中感受和理解机器人传感器的作用和应用。

机器人力传感器技术的工作原理

机器人力传感器技术的工作原理随着机器人技术的不断发展，机器人已经成为了现代工业最为重要的设备之一。

而机器人力传感器技术的出现，则为机器人的精准控制提供了重要手段。

机器人力传感器技术是指将传感器应用于机器人力量控制和测量领域，能够精确地测量和记录机器人对物体的力量以及其方向和大小。

本文将探讨机器人力传感器技术的工作原理。

一、机器人力传感器技术的分类机器人力传感器技术主要分为接触力传感器和非接触力传感器两类：接触力传感器主要是指通过机器人手臂进行接触测量，可以测量机器人对物体施加的力和力矩。

而非接触力传感器主要是利用许多传感器组成的阵列来测量机器人对物体施加的力。

二、机器人力传感器的工作原理机器人力传感器一般包括传感器主体和力敏元件两部分。

传感器主体用于将力量和方向信号转化为电信号，而力敏元件则是被测物体施加力量的传递载体。

2.1 接触力传感器的工作原理接触力传感器主要是利用金属或纤维弹簧的伸缩变形来测量机器人对物体施加的力，有如下步骤：第一步首先机器人手臂进行接触物体。

第二部接触力传感器的传感器主体将伸缩变形转化为电信号，电信号形式可为电压或电流。

第三步信号由A/D转换器转换为数字信号，这些信号最终转换为计算机可以接受的形式。

2.2 非接触力传感器的工作原理非接触力传感器主要依靠机器人与物体的距离和变形来测量力量的大小和方向，有如下步骤：第一步机器人测量传感器的力量对物体的变形。

第二部传感器主体通过一个或多个传感器来测量力和力矩，这些传感器主要包括：(1) 压力传感器：通过测量机器人对物体施加的压力来测量力量的大小。

(2) 线性位移传感器：通过测量机器人对物体施加的位移来测量力量的大小。

(3) 加速度计传感器：通过测量机器人对物体施加的加速度来测量力量的大小和方向。

(4) 陀螺仪传感器：通过测量机器人对物体施加力矩的大小和方向来测量力量的大小和方向。

第三步信号由A/D转换器转换为数字信号，这些信号最终转换为计算机可以接受的形式。

机器人传感器的分类

机器人传感器的分类一、激光传感器激光传感器是机器人中常用的一种传感器，它利用激光束来测量目标物体的位置和距离。

激光传感器通过发射激光束并接收反射回来的光信号来实现测距和测量目标物体的形状和位置。

激光传感器广泛应用于机器人导航、障碍物检测、三维重建等领域。

二、摄像头传感器摄像头传感器是机器人中常见的一种传感器，它可以捕捉和记录环境中的图像和视频。

摄像头传感器可以用于视觉导航、目标识别、人脸识别等任务。

通过分析摄像头传感器捕捉到的图像和视频，机器人可以获取环境信息，从而做出相应的决策和行动。

三、触觉传感器触觉传感器是机器人中用于感知和测量物体接触力和变形的传感器。

触觉传感器可以通过测量物体的压力、形变、温度等参数来感知物体的状态。

触觉传感器广泛应用于机器人抓取、物体识别、力控制等领域。

四、声音传感器声音传感器是机器人中用于感知和识别声音的传感器。

声音传感器可以通过捕捉环境中的声音信号来判断声源的位置、音量、频率等信息。

声音传感器广泛应用于语音识别、环境监测、声音定位等任务。

五、气体传感器气体传感器是机器人中用于感知和检测气体浓度和成分的传感器。

气体传感器可以检测环境中的有害气体、温室气体等，帮助机器人判断环境是否安全和适宜。

气体传感器广泛应用于环境监测、气体泄漏检测、空气质量监测等领域。

六、温湿度传感器温湿度传感器是机器人中用于感知和测量环境温度和湿度的传感器。

温湿度传感器可以帮助机器人判断环境是否适宜，从而做出相应的调整和决策。

温湿度传感器广泛应用于农业、气象、室内环境监测等领域。

七、距离传感器距离传感器是机器人中用于测量目标物体与机器人之间距离的传感器。

距离传感器可以通过测量光、声波、电磁波等的传播时间或强度来计算距离。

距离传感器广泛应用于机器人导航、避障、物体检测等任务。

八、惯性传感器惯性传感器是机器人中用于感知和测量机器人姿态和运动状态的传感器。

惯性传感器可以测量机器人的加速度、角速度和方向等参数。

机器人常用的传感器有哪几种

机器人常用的传感器有哪几种机器人常用传感器根据检测对象的不同可分为内部传感器和外部传感器。

内部传感器主要用来检测机器人本身状态（如手臂间角度），多为检测位置和角度的传感器。

外部传感器主要用来检测机器人所处环境（如是什么物体，离物体的距离有多远等）及状况（如抓取的物体是否滑落）的传感器。

具体有物体识别传感器、物体探伤传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器，听觉传感器等。

1、二维视觉传感器二维视觉传感器主要就是一个摄像头，它可以完成物体运动的检测以及定位等功能，二维视觉传感器已经出现了很长时间，许多智能相机可以配合协调工业机器人的行动路线，根据接收到的信息对机器人的行为进行调整。

2、三维视觉传感器最近三维视觉传感器逐渐兴起，三维视觉系统必须具备两个摄像机在不同角度进行拍摄，这样物体的三维模型可以被检测识别出来。

相比于二维视觉系统，三维传感器可以更加直观的展现事物。

3、力扭矩传感器力扭矩传感器是一种可以让机器人知道力的传感器，可以对机器人手臂上的力进行监控，根据数据分析，对机器人接下来行为作出指导。

4、碰撞检测传感器工业机器人尤其是协作机器人最大的要求就是安全，要营造一个安全的工作环境，就必须让机器人识别什么事不安全。

一个碰撞传感器的使用，可以让机器人理解自己碰到了什么东西，并且发送一个信号暂停或者停止机器人的运动。

5、安全传感器与上面的碰撞检测传感器不同，使用安全传感器可以让工业机器人感觉到周围存在的物体，安全传感器的存在，避免机器人与其他物体发生碰撞。

6、电磁传感器现代的磁旋转传感器主要包括有四相传感器和单相传感器。

在工作过程中，四相差动旋转传感器用一对检测单元实现差动检测，另一对实现倒差动检测。

这样，四相传感器的检测能力是单元件的四倍。

而二元件的单相旋转传感器也有自己的优点，也就是小巧可靠的特点，并且输出信号大，能检测低速运动，抗环境影响和抗噪声能力强，成本低。

因此单相传感器也将有很好的市场。

工业机器人的传感器ppt课件

3
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
5.2 工业机器人内部传感器 1 概述
内部传感器中，位置传感器和速度传感器，是当今机器人反馈控制中不可缺少的元件。现已有多种传感器大量生产，但倾斜角传感器、方位角传感器及振动传感器等用作机器人内部传感器的时间不长，其性能尚需进一步改进。
工业机器人的感觉系统包括：
◦ 传感器； ◦ 通过传感器获得数据的处理。
2、工业机器人常用传感器的分类
机器人传感器按用途可分为内部传感器和外部传感器。
内部传感器装在操作机上，包括位移、速度、加速度传感器，是为了检测机器人操作机内部状态，在伺服控制系统中作为反馈信号。
外部传感器，如视觉、触觉、力觉距离等传感器，是为了检测作业对象及环境与机器人的联系。
17
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益
◦ 光纤传感器
这种传感器包括由一束光纤构成的光缆和一个可变形的反射表面。光通过光纤束投射到可变形的反射材料上，反射光按相反方向通过光纤束返回。如果反射表面是平的，则通过每条光纤所返回的光的强度是相同的。如果反射表面因与物体接触受力而变形，则反射的光强度不同。用高速光扫描技术进行处理，即可得到反射表面的受力情况。
关于编码器编码器输出表示位移增量的编码器脉冲信号，并带有符号。据检测原理，编码器可分为：光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式，分为增量式编码器和绝对式编码器。作为机器人位移传感器，光电编码器应用最为广泛。

机器人传感器二标准版资料

欧姆龙视觉传感器FZ3
触觉传感器：通测量过自身摄敏感像面和头外界捕物体捉相互图作用像。信息，检测拍摄对象的数量、位置关系、形状等特点，用于判断产品是否合格或将检验数据传传感器信息融合又称数据融合，是对多种信息的获取、表示其内在联系进行综合处理和优化的技术。
在压力作用下，触元的触觉性能可由上下电极间的电阻值表发射器对准目标发射光束，在光束被中断时产生一个开关信号变化。
立体视法：同一物体的两张具有轻微角度差异的照片放在一起观看，产生一种深度的常规立体视觉的方法。
示。
触觉传感器
碳毡(CSA) 碳毡是一种渗碳纤维材料，灵敏度高，有较强的耐过载能力，缺点是迟滞大，线性差。在金属电板间夹入碳毡，在负载(压力)作用下，导电接触面积增加，纤维电阻值下降。可制成人工指尖。
接近觉传感器
电涡流式传感器变化的磁场将在金属体内产生感应电涡流。涡流的大小随金属体外表与线圈的距离大小而变化。当电感线圈内通以高频电流时，金属体外表的涡流电流反作用于线圈L，改变L内的电感大小。通过检测电感便可获得线圈与金属体外表的距离信息。
接近觉传感器
光纤式传感器光纤在远距离通信和遥测方面应用广泛。光纤接近觉传感器可以检测较远距离的目标。具有抗电磁干扰能力强，灵敏度高，响应快的特点。
接近觉传感器
超声波接近觉传感器检测物体的存在和测量距离，不能用于测量小于30至50cm 的距离。利用超声波检测迅速、简单方便、对材料的依赖性小、易于实时控制，测量精度高，应用广泛。在移动式机器人上，检验前进道路上的障碍物，防止碰撞。超声波传感器对于水下机器人的作业非常重要。水下机器人安装超声波传感器后能使其定位精度到达微米级。
机器人传感器二
内容简介

机器人传感器ppt课件

分类：,关节力传感器、腕力传感器、指力传感器。
1. 机器人传感器
（6）机器人力觉传感器：
1，多维力传感器指的是一种能够同时测量两个方向以上力及力矩分量的力传感器，在笛卡尔坐标系中力和力矩可以各自分解为三个分量，因此，多维力最完整的形式是六维力/力矩传感器，即能够同时测量三个力分量和三个力矩分量的传感器，目前广泛使用的多维力传感器就是这种传感器。
（6）机器人力觉传感器：
原理：力觉传感器经常装于机器人关节处，通过检测弹性体变形来间接测量所受力。装于机器人关节处的力觉传感器常以固定的三坐标形式出现，有利于满足控制系统的要求。目前出现的六维力觉传感器可实现全力信息的测量，因其主要安装于腕关节处被称为腕力觉传感器。
应用：力觉传感器可用来检测机器人自身关节力和机器人与外部环境物体之间相互作用力。
1. 机器人传感器
（9）机器人接近离传感器：
原理：接近觉传感器是非接触检测器件，利用磁感应、涡流、光学原理、超声波、电容和电感、霍尔效应等原理制成。
应用：主要用于探测一个物体是否与另一个物体接近，可用于机器人避障。分类：磁感应传感器、超声波接近传感器、光学接近传感器等。
1. 机器人传感器
（9）机器人接近离传感器：
应用：可以获取外部环境的深度信息，相对距离信息，也可以用来对机器人进行定位和避障等。
分类：超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、微波测距传感器、 24GHZ雷达测距传感器。
1. 机器人传感器
（8）机器人距离传感器：
1，超声测距原理：超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。,

全国苏科版初中信息技术八年级全册第二篇第三单元第1节《机器人的传感器》教学设计

过程：
各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。
其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。
教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。
6.课堂小结（5分钟）
目标：回顾本节课的主要内容，强调传感器的作用和重要性。
过程：
简要回顾本节课的学习内容，包括传感器的基本概念、组成部分、案例分析等。
1.4反馈：及时向学生反馈课堂评价结果，针对存在的问题给予指导和帮助，鼓励学生继续努力。
2.作业评价：
作业评价是对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果，鼓励学生继续努力。具体措施包括：
2.1批改：认真批改学生的作业，对学生的答案进行评价，给出具体的意见和建议。
2.2点评：在课堂上对学生的作业进行点评，表扬优点，指出不足，鼓励学生改进。
最后，我发现学生在课后作业中，对于传感器的应用和创新缺乏足够的思考。为了改善这一点，我计划在未来的教学中，增加一些创新环节，例如，为学生提供一些关于传感器应用和创新的案例，让学生在思考中，能够更好地理解传感器的应用和创新。
1.增加互动环节，如小组讨论，以加深学生对传感器工作原理的理解。
2.提供具体的指导，如传感器选择的案例，以帮助学生更好地理解传感器的应用。
强调传感器在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用传感器。
布置课后作业：让学生撰写一篇关于传感器的短文或报告，以巩固学习效果。
教学资源拓展
1.拓展资源：
1.1科普文章：关于机器人的传感器的相关科普文章，帮助学生更深入地了解传感器的工作原理和应用。
1.2视频教程：关于机器人的传感器的使用和编程的在线视频教程，帮助学生掌握实际操作技能。

工业机器人外部传感器

图4-27 超声波式接近觉传感器工作原理图
被测距离L有：
L VT 2
1.4 视觉传感器
1．视觉传感器概述
视觉传感器又称为摄像管，它是采用光电转换原理摄取平面光学图像，并使其转换为电子图像信号的器件。
视觉传感器必须具备两个作用：一是将光信号转换为电信号；二是将平面图像上的像素进行点阵取样，并把这些像素按时间取出。
视觉传感器在工业机器人中的应用类型大致可以分为三类，即视觉检验、视觉导引和过程控制；其应用领域包括电子工业、汽车工业、航空工业以及食品和制药等。
2．光导摄像管
如图4-29（a）所示，光导摄像管外面有一圆柱形玻璃外壳2，内部有位于一端的电子枪7以及位于另一端的屏幕1和光敏层3。加在线圈6，9上的电压将电子束聚焦并使其偏转。偏转电路驱使电子束对光敏层的内表面扫描以便“读取”图像。
图4-24 振动式滑觉传感器
1.3 接近觉传感器
接近觉传感器是工业机器人用来探测自身与周围物体之间相对位置或距离的一种传感器，它探测的距离一般在几毫米到十几厘米之间。接近觉传感器按照转换原理的不同，可分为电涡流式、光纤式和超声波式等类型。
1．电涡流式接近觉传感器
当导体在一个不均匀的磁场中运动或处于一个交变磁场中时，其内部便会产生感应电流。这种感应电流称为电涡流，这一现象称为电涡流现象，电涡流式接近觉传感器便是利用这一原理制作的。
（a）结构
（b）电子束扫描方式图4-29 光导摄像管
1—屏幕；2—玻璃外壳；3—光敏层；4—网格；5—电子束； 6—光束聚焦线圈；7—电子枪；8—引脚；9—光束偏转线圈
3．CCD传感器
CCD传感器与一般摄像管相比，具有重量轻、体积小、寿命长、功耗低等优点，它使用一种高感光度的半导体材料制成，能将光线转变成电荷，通过模/数转换器转换成数字信号。数字信号经过压缩以后的数据传输至计算机，并借助于计算机的处理手段，根据任务需要反馈给执行器。

移动机器人传感器及分类

移动机器⼈传感器及分类移动机器⼈ | 传感器及分类要使移动机器⼈拥有智能，对环境变化做出反应，移动机器⼈须具有感知环境的能⼒。

⽤传感器采集信息是移动机器⼈智能化的第⼀步。

其次，如何采取适当的⽅法将多个传感器获取的环境信息加以综合处理，控制移动机器⼈进⾏⾃主导航和智能作业，则是提⾼移动机器⼈智能程度的重要体现。

因此，传感器及其感知处理系统是构成移动机器⼈智能的重要部分，它为移动机器⼈⾃主导航和智能作业提供决策依据。

移动机器⼈的感知系统通常由多种传感器组成，⽤于感知机器⼈⾃⾝状态和外部环境，通过此信息决策和控制机器⼈完成特定或多项任务。

⽬前，使⽤较多的移动机器⼈传感器有姿态传感器、接近觉传感器、距离传感器、视觉传感器等。

传感器及分类研究机器⼈，⾸先从模仿⼈开始。

通过考察⼈的劳动发现，⼈类是通过5种熟知的感官（视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉）接收外界信息的。

这些信息通过神经传递给⼤脑，⼤脑对这些分散的信息进⾏加⼯、综合后发出⾏为指令，调动肌体（如⼿⾜等）执⾏某些动作。

如果希望机器⼈代替⼈类劳动，则发现⼤脑可与当今的计算机相当，肌体与机器⼈的机构本体（执⾏机构）相当，五官可与机器⼈的各种外部传感器相当。

也就是说，计算机是⼈类⼤脑或智⼒的外延，执⾏机构是⼈类四肢的外延，传感器是⼈类五官的外延。

移动机器⼈要获得环境的信息，同⼈类⼀样需要通过感觉器官得到信息。

⼈类具有五种感觉，即视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉，⽽移动机器⼈是通过传感器得到这些感觉信息的。

传感器处于连接外界环境与机器⼈的接⼝位置，是移动机器⼈获取信息的窗⼝。

⾃主导航的移动机器⼈需要⼀些固定式机器⼈不需要的特殊传感器。

从安全⽅⾯考虑，⾮常有必要为移动机器⼈配备多个传感装置，例如，使机器⼈避免碰撞或利⽤传感器反馈的信息进⾏导航、定位以及寻找⽬标等多种不同的传感器，即接触式触觉传感器、接近传感器、局部及整体位置传感器和⽔平传感器、视觉等多种传感器。

移动机器⼈需要的最重要，也是最困难的传感器之⼀是定位传感器。