机器人的“感觉器官”-ppt课件信息技术九下
川教版(2018)九年级下册信息技术 课件 - 第11课 三光感走轨迹的机器人 (共12张PPT)
5.当1号和2号光感位于白线上，3号光感位于黑线上时， 机器人大幅左转；
6.当1号、2号和3号光感位于黑线上时，机器人停止前 进。
2.程序流程图（图11-3）
3.程序（图11-4）
4.对程序的说明
（1）机器人小幅转弯，是通过机器人一个马达正转快一 点，另一个马达正转慢一点来实现样书写复合条件
在前面一课的轨迹机器人程序编写中，我 们是通过条件语句的嵌套来完成机器人行进中 条件的判断，比如先判断1号端口的光电传感器 是否大于等于黑白分界线的阈值，再进而判断3 号端口的光电传感器是否大于等于或者小于黑 白分界线的阈值。如果要判断的条件个数增加 的话，那么需要更多的条件语句嵌套，这会使 程序结构变得相对复杂，对程序的阅读和修改 都会带来障碍。
根据三角形三个内角的度数，判断能否构成一个直 角三角形？
二、复合条件的应用 下面我们利用复合条件来优化第10课中编写的双光电传感器走轨迹
的程序，首先对双光感走轨迹线的情况进行一个分析： 情况1 1号和3号传感器都在白色区，机器人直行； 情况2 1号传感器在白色区，3号传感器在黑线上，机器人右转； 情况3 1号传感器在黑线上，3号传感器在白色区，机器人左转； 情况4 1号传感器在黑线上，3号传感器在黑线上，机器人直行； 接下来可以用4个条件表达式来表达上述4种情况： 1.checklight （1） >=37 and checklight （3） >=37 2.checklight （1） >=37 and checklight （3） <37 3.checklight （1） <37 and checklight （3） >=37 4.checklight （1） <37 and checklight （3） <37 注：and表示连接的两个条件表达式要同时成立。
4机器人多感知技术-听觉
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河北工业大学机械学院
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第四章 机器人听觉
从识别的难易程度和应用的目的， 从识别的难易程度和应用的目的，可将语音 识别系统分为两大类： 识别系统分为两大类：
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4.1 声音信号的特征
3. 音调周期特性
从频谱分析的角度来看， 从频谱分析的角度来看，一个振动信号可分为基波和各次 谐波。 谐波。 音调周期就是话音信号的基波周期。 音调周期就是话音信号的基波周期。 男性的音调周期较长，女性和小孩的音调周期较短； 男性的音调周期较长，女性和小孩的音调周期较短； 每个人的音调周期互不相同，同一个人的音调周期变化不 每个人的音调周期互不相同， 大； 各种字的音调周期也不相同。 各种字的音调周期也不相同。
出现峰值时的频率值称为声道的共振峰位置特 共振峰特性。 简称共振峰特性 性，简称共振峰特性。 话音信号的频谱等于声带发出的脉冲信号频谱与声 道频率特性的乘积，即 道频率特性的乘积， S(f)=Ss(f) ·H(f)
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4.1 声音信号的特征
用一个求最大值电路求出F的峰值时的频率值即为共振峰特性 用一个求最大值电路求出 的峰值时的频率值即为共振峰特性 的峰值时的频率值即为
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4.2 特定人的语音识别系统 特定人语音识别系统判别的基本方法是： 特定人语音识别系统判别的基本方法是：
1. 确定识别方法所用的特征 确定识别方法所用的特征; 2. 将接收到的话音提取特征矩阵 将接收到的话音提取特征矩阵; 3. 与事先存储在系统之内的标准模板中的特征矩阵相比较， 与事先存储在系统之内的标准模板中的特征矩阵相比较， 计算它们的距离。 计算它们的距离。这个距离可以用各个对应的特征值之差 的平方和来定义。 的平方和来定义。 4. 如果距离小于某个值，则系统认为该发言人是指定的发 如果距离小于某个值， 言人，并确定所说的话是什么。 言人，并确定所说的话是什么。
机器人的“感觉器官”
什么是传感器？传感器是机器人的“感觉器官”，是一种电子元件或装置，能响应或感知被测量的物理量或化学量，并按一定规律转换成电信号，以供机器人核心识别。
它就像人的眼睛、耳朵、鼻子一样，能够感应到周围环境的信息，并把这些信息传递给机器人的“大脑”。
有了传感器，机器人就变得更加聪明了。
下图展示的是各种类型的传感器。
二、机器人的“嘴巴”和“耳朵”1、机器人的“嘴巴”：它是一个峰鸣器，也叫扬声器，可以通过它发出声音，如音符、音乐等。
2、机器人的“耳朵”：它只能分辩声音的强、弱度，返回一个电信号，用相应的数值来表示，而现在此类传感器不能分辨具体的声音，也就是没办法进行高难度、复杂的语言智能识别。
声音传感器的原理：将其连接在机器人的模拟端口上，用它感觉外界声音的强度与给定的强度比较，超过时向主机发送“有声音”，反之“无声音”。
如图所示（纳英特声控传感器）：技术指标：外形尺寸：30.5×15.0×14.5mm(长×宽×高) 重量：20g额定电压：直流电源5.0V 线长：17.2cm±0.2cm调节方式：多圈电阻式调节，顺时针方向旋转功率调强，逆时针方向旋转功率调弱连接方式：单条3芯排线，2510型3脚插头安装方式：单颗Ø3螺丝安装返回值：有声音返回1，无声音返回0（相对）指示方式：白灯发出绿光指示使用方法:使用单颗Ø3螺丝将声控传感器安装于要检测的环境之内，将其连接线接入任何空闭的数字传感器接口中。
声控传感器上配有信号指示灯，当有声音时指示灯会亮，还配有检测强度调节器。
欲使声控传感器在给定的环境中有无声音时，可以使其先处于相对无声音的情况中，利用距离调节器可调出给定的初始声音强度。
方法如下：a）如果指示灯不亮，将调节器顺时针方向旋转，旋转至指示灯刚刚不亮为止；b）如果灯不亮，将调节器逆时针方向旋转，旋转至指示灯刚刚亮起为止；此时，声控传感器的检测强度即为给定的强度。
全国川教版信息技术九年级下册第6课《机器人的“感觉世界”》教学设计
《机器人的“感觉世界”》教学设计一、教学目标1. 知识与技能：理解机器人感知环境的重要性及其方式。
掌握机器人传感器的基本类型和功能。
能够通过实例分析机器人如何通过传感器感知环境。
2. 过程与方法：培养学生观察、分析和解决问题的能力。
引导学生通过合作学习，共同探讨机器人的感知技术。
3. 情感、态度与价值观：激发学生对机器人技术的兴趣与好奇心。
培养学生的创新思维和实践能力。
二、教学重点与难点1. 教学重点：机器人的传感器类型及其功能。
机器人如何通过传感器感知环境。
2. 教学难点：传感器的工作原理及其在机器人中的应用。
三、学情分析学生已经具备一定的信息技术基础，但对于机器人技术尤其是传感器技术了解较少。
因此，需要引导学生从基础出发，逐步深入了解机器人的“感觉世界”。
四、教学准备1. 机器人模型或实物展示。
2. 传感器实物或图片资料。
3. 多媒体教学设备，用于播放相关视频和展示图片。
五、新课导入通过播放一段机器人通过传感器感知环境并作出反应的视频，引起学生的兴趣，并提问：“机器人是如何感知并响应周围环境的？”引导学生思考机器人的“感觉世界”。
六、新课讲授1. 机器人感知环境的重要性解释机器人感知环境的必要性，如导航、避障、抓取等。
2. 传感器的基本类型和功能在当今科技飞速发展的时代，传感器作为一种将物理量、化学量或生物信号转换为可处理的电信号的装置，已经深入到我们生活的方方面面。
从智能、智能家居到无人驾驶汽车，传感器都在其中发挥着至关重要的作用。
下面将详细介绍几种常见类型的传感器，如距离传感器、温度传感器、光线传感器等，并结合实物或图片展示它们的外观和工作原理。
二、距离传感器距离传感器是一种测量物体与传感器之间距离的传感器。
常见的距离传感器有红外线传感器、超声波传感器和激光传感器等。
红外线传感器通过发射红外线并接收反射回来的红外线来测量距离；超声波传感器通过发射超声波并接收反射回来的超声波来测量距离；激光传感器则通过发射激光并接收反射回来的激光来测量距离。
第四节机器人的“听觉器官”
第四节机器人的“听觉器官”◆任务主题设计、制作一个声控机器人，听到声音就动，而且声音越大运动就越快。
◆活动过程1、了解机器人的听觉“器官”，理解“声音传感器”感知声音强弱的工作过程及原理。
2、了解并学会运用机器人驱动其听觉器官工作的指令和程序，经过设计和实际调试，掌握让机器人在声音的控制下完成相关的动作设计制作过程与方法。
◆学习与实践一、基础知识人的耳朵是仅次于眼睛的感觉器官，声波扣击耳膜，引起听觉神经的冲动，冲动传给大脑的听觉区，因而引起人的听觉。
机器人的听觉“器官”——耳朵，比起人的耳朵简单多了，它的结构不象人耳那样复杂，它是用一种叫做钛酸钡的压电材料做成的“耳朵”比人的耳朵更为灵敏，即使是火柴棍那样细小的东西反射回来的声波也能被它“听”的清清楚楚。
机器人的耳朵就是我们很熟悉麦克风或称之为声音传感器，它的外形如图4—1—1所示。
用压电材料做成的“耳朵”之所以能够听到声音，其原因就是压电材料在受到拉力或者压力作用的时候能产生电压，这种电压能使电路发生变化。
这种特性就叫做压电效应。
当它在声波的作用下不断被拉伸或压缩的时候，就产生了随声音信号变化而变化的电流，这种电流经过放大器放大后送入电子计算机（相当于人大脑的听区）进行处理，机器人就能听到声音了。
做一做：观察自已拥有的机器人，找一找可以用来当做听觉器官的有哪几种传感部件？乐高机器人的听觉器官“DCP声音传感器”能力风暴机器人的听觉器官“麦克风”图4—1—1机器人的听觉“器官”声音传感器虽然很简单，可是它的功能不弱。
通过声音传感器，机器人可以感受到声音的强弱。
机器人的“耳朵”——声音传感器并不是所有的声音都能听见，它能“听见“的声音范围跟人能听见的声音频率是大致一样的。
机器人能够感知到声音的强弱，利用这一点，可以通过不同的方式让个人机器人感知到韵律。
我们通过程序的编制让机器人可以听懂声音的节奏和频率。
但要让机器人能够完全、准确的听懂音乐，听懂声音，是一个很大的工程挑战，还需要人们进一步研究、开发。
六年级下册信息技术课件-第三单元 第14课 机器人的“感觉器官” 北师大版(共13张PPT)
机器人的“听觉”
人的耳朵是另外一个重要的感觉器官，声波扣击耳膜， 引起听觉神经的冲动，冲动传给大脑的听觉区，因而引起人 的听觉。机器人的耳朵通常是用“微音器”或录音机做的。 现在用一种叫做钛酸钡的压电材料做成的“耳朵”比人的耳 朵更灵敏，即使是火柴棍那样细小的东西反射回来的声波也 能被它“听”得清清楚楚。
机器人的“感觉器官”
本课我们就来了解一下机器人的各种感觉器官。它们的感 觉器官是由各种传感器构成的，如声敏传感器听觉，化学传感 器——味觉，压敏、温敏传感器——触觉，气敏传感器——嗅 觉，光敏传感器——视觉等。
机器人的“触觉”
机器人必须有“手”和“脚”，这样它才能执行电脑发出的“命 令”，“手”和“脚”不仅能够执行命令，它们还应该具有识别的功 能，这就是我们通常所说的“触觉”。大脑要控制手、脚去完成指定 的任务，也需要依靠手和脚的触觉所获得的信息反馈回来，以调节动 作，使动作适当。因此，应给机器人装上一双会“摸”的、有识别能 力的灵巧的“手”。这双手装有带弹性触点的触敏元件（如灵敏的弹 簧测力计），当触及物体时，触敏元件就会发出接触信号，否则就不 发出信号。这些信号传输到机器人的电脑里，就有了触觉信息。
机器人的“嗅觉”
பைடு நூலகம்
人能够嗅出物质的气味，分辨出周围物质的化学成分，这是由 上鼻道的黏膜部分实现的。在人体鼻子的这个区域，只有五平方厘 米的面积上却分布有五百万个嗅觉细胞。嗅觉细胞受到物质的刺激， 产生神经脉冲传送到大脑，就产生了嗅觉。
机器人的鼻子是用气体自动分析仪做成的。这种分析仪有一个 由化学物质构成的探头（相当于鼻黏膜）。当它遇到某些种类气体 的时候，它的电阻就会发生变化，这样就可以通过电子线路作出相 应的显示，用光或者声音报警。用这种嗅敏仪可以查出埋在地下的 管道漏气的位置。
机器人传感器ppt课件
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。,
机器人传感器及机器人应用(共40张PPT)
3、装配机器人〔2〕：
4、FMS系统中机器人：
5、摘果机器人：
6、剪枝机器人：
在电极和柔性导体之间留有间隙，当施加外力时，受压局部的柔性导体和柔性绝缘体发生变形，利用柔性导体和电极之间的接通状态形成接 触觉。 测速发电机图例〔1〕： 用弹簧支承的平板作为机械手的物体夹持面。 2．位置、角度测量〔1〕： 关节的线位移、角位移等几何量； 输出电压的频率等于电源频率，与转速无关。 当转动方向改变时，U2的相位也改变180°。 一、机器人需要的感觉能力〔2〕 3．速度测量〔3〕： 励磁绕组接交流电压U1→产生交变脉动磁通Φ1→由于Φ1与输出绕组的轴线垂直→输出绕组中无感应电动势→输出电压U2=0 一、机器人需要的感觉能力〔1〕 交流异步发电机由定子和转子组成。 3．速度测量〔2〕： 主要用于检测机器人与作业对象之间接触面的法向压力值的大小。 测量与机器人作业有关的外部因素。
主要用于探测机器人自身与周围物体之间相对位置或距离的 传感器。接近觉界于触觉与视觉之间。
视觉：
孔、边、拐角的检测及工作对象形状的检测等。
一、机器人需要的感觉能力〔2〕
压觉：
主要用于检测机器人与作业对象之间接 触面的法向压力值的大小。
滑觉：
主要用于检测物体因自重相对于机器人 手爪的滑移量的大小。
接近觉界于触觉与视觉之间。 由此可以看出，当励磁绕组加上电源电压且测速发电机以转速n转动时，它的输出绕组中就产生输出电压U2，其大小和转速n成正比。
二、传感器的分类 光电编码器工作原理图：
测速发电机存在如下数量关系： U2∝Φ1n∝U1 n 光电编码器工作原理图： 当转动方向改变时，U2的相位也改变180°。 内传感器是用于测量机器人自身状态的功能元件。 1、弧焊机器人〔1〕： 3、装配机器人〔2〕： 输出电压的频率等于电源频率，与转速无关。 关节的线位移、角位移等几何量； 主要指确定工作对象是否存在，以及它的尺寸大小和形状等。 在平板上加负载时，平板发生位移，该位移量由电位器检测。 接近觉界于触觉与视觉之间。
一、认识机器人的组件课件
微电脑根据决策指令驱动 相关的机械部分进行运动。
语音播放 蜂鸣器
你能根据导盲机器人的原理设计一种生活中的 机器人吗？例如火灾报警器、预防近视小台灯……
机警的导盲犬
1、机器人的“大脑”——微电脑
机器人的大脑 （即微电脑）先对接 收到的外界信息进行 分析、判断，然后作 出决策，这就是机器 人的智能实现过程。
课前检查
什么是机器人？ 机器人是一种具有人工智能的 自动化装置。
机器人的组成？
机器人由感知部件、控制部件、机械部分组成。
传感器
微电脑
执行部件、支撑部件 输出设备
二、机器人的构成
下面我们以诺宝教育机器人为例，看看机器人是 怎样构成的。诺宝教育机器人包括感知部分、思维决 策部分和机械部分。
机器人的机械部分。例 如导盲机器人的行进装置。
2、机器人的“感觉器官”——感知部分
2.3触动传感器
主要作用是检测四周 的碰撞或触动。
2.4振动传感器
主要用于检测机器人 在运行过程中是否受 到振动。
机警的导盲犬
2、机器人的“感觉器官”——感知部分
2.5轨迹辨认传感器
它的主要作用是能根 据颜色的差别，判断地 面的轨迹。
2.6光敏传感器
它的主要作用是判断 环境光线的强弱，
2.19温度传感器
主要作用时测量环境、 液体及物体表面温度。 测量范围0到100℃。
2.20声强传感器
检测周围环境声音的强 弱。探测范围为40到 120db。（精度1db）
机警的导盲犬
2、机器人的“感觉器官”——感知部分
2.21亮度传感器
它的主要作用是检测环境光线的强度。探测范围0到 200LX。（精度1LX）
复位健：重新返回播放录音文件的初始值。 语音播放连接线：连接微电脑双向输入/输出接口1、2、3、4。 播放、录音开关：播放和录音方式的选择，播放时将开关调至播放，录音时
第八章 机器人感觉技术和传感器课件
2019/9/4
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第八章 机器人感觉技术与传感器
应变片与荷重传感器
线型电阻应变计的结构
2019/9/4
线型电阻式荷重传感器
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2019/9/4
第八章 机器人感觉技术与传感器
静力测量
平行梁式测力计
电桥回路
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第八章 机器人感觉技术与传感器
物性型传感器
概念：利用物质本身的某种客观性质制作 的传感器。
2019/9/4
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第八章 机器人感觉技术与传感器
结构型传感器举例
由两个平行板组成的电容器的 电容量为：
C= εA / d 式中ε——电容极板间介质的相对 介电系数，相对于真空，ε=1； A——两平行板所覆盖的面积； d——两平行板之间的距离； C——电容量。
极板
d
电容式传感器
如果保持其中的两个参数不变而仅改变另一个参数， 就可把该参数的变化转换为电容的变化。因此，电容量 的变化的大小与被测参数的大小成比例。
《机器人原理与应用》
第八章 机器人感觉技术 与传感器
东北大学人工智能与机器人研究所
2019/9/4
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第八章 机器人感觉技术与传感器
主要内容
8.1 感知器的相关概念 8.2 机器感觉原理、方式与过程 8.3 机器人传感器分类与选择 8.4 位移、速度与加速度传感器 8.5 触觉技术 8.6 测距技术 8.7 传感器融合
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第八章 机器人感觉技术与传感器
结构型传感器举例
光电式码盘是一种非接触性光 电传感器。
它具有测量准确度高、响应速 度快、结构简单、可靠性高和使用 寿命长等优点。
典型的光码盘有ＴＬＰ50 7Ａ， ＴＬＰ80 0等类型。