机器人的感觉系统(1)

如视觉或触觉的，
内部传感器则装入机器人内部。
如转角编码器，
内部传感器是用来确定机器人在其自身坐标系内的姿态位置的
如用来测量位移、速度、加速度和应力的通用型传感器。
外部传感器则用于机器人本身相对其周围环境的定位。
外部传感机构的使用使机器人能以柔性方式与其环境互相作用。 负责检验诸如距离、接近程度和接触程度之类的变量，便于机器
确实是机器人领域中一项活跃的研究和开发课题 。
二、机器人传感器的分类
几乎所有的机器人都使用内部传感器， 如为测量回转关节位置的编码器，和测量速度以控制其运动的测速计。 大多数控制器都具备接口能力，故来自输送装置、机床以及机器人本身 的信号，被综合利用以完成一项任务。
然而，机器人的感觉系统通常指机器人的外部传感器， 这些传感器使机器人能获取外部环境的有用信息，可为更高层次的机器 人控制提供更好的适应能力， 也就是使机器人增加了自动检测能力，提高机器人的智能，
系统。如转角编码器，
从检测对象上看，机器人的传感器分属和。
内部状态传感器：机器人要感知它自己的内部状态，用以调整并控制机器人的行 动，就要检测机器人本身的坐标轴来确定其位置，
它通常由位置、加速度、速度及压力传感器组成内部传感器。，
外部状态传感器：机器人还要感知周围环境、目标构成等状态信息，要使机器人 对环境有自校正和自适应能力，就要检测外部环境信息，
人的引导及物体的识别和处理。
二、机器人传感器的分类
尽管接近觉、触觉和力觉传感器在提高机器人性能方 面具有重大的作用。
但视觉被认为是机器人重要的感觉能力。
机器人视觉可定义为从三维环境的图像中提取、显示 和说明信息的过程。
这一过程通常也称为机器视觉或计算机视觉，
但是使用传感技术，使机器人在应付环境时具有较高 的智能，
复习
1. 什么是直流伺服电机的机械特性？ 2. 交流伺服电机的优缺点有哪些？ 3. 交流伺服电机的转子为什么通常做成鼠笼式？ 4. 什么是调速范围？ 5. 什么是闭环控制系统? 6. 什么是数字控制系统？ 7. 什么是超调量？ 8. 什么是系统建立时间？ 9. 什么是频带宽度？ 11. 什么是稳态位置跟踪误差？ 12. 什么是开关控制？ 13. 什么是比例控制？ 14. 什么是积分控制？ 15. 什么是微分控制？
因此，传感器及其信息处理系统，是构成机器人智能的重要部分， 它为机器人智能作业提供决策依据。
一、机器人与传感器
2.机器人的感觉 触觉：作为视觉的补充，触觉能感知目标物体的表面性能和物理特性：柔软性、硬度
、弹性、粗糙度和导热性等。。 力觉：机器人力传感器就安装部位来讲，可以分为关节力、腕力和指力传感器。 接近觉：研究它的目的是使机器人在移动或操作过程中获知目标（障碍）物的接近程
。例如，利用超声测距装置测量一个点的响应。它是在一个锥形信息收集空间内测量靠近物 体的距离。
照相机是测量空间阵列信息最普通的装置。
对接触传感器也可进行相似的分类，接触传感器可以测定是否接触，也可测 量力或力矩。
最普通的触觉传感器就是一个简单的开关，当它接触零部件时，开关闭合。一个简单的力传 感器，可用一个加速度仪来测量其加速度，进而得到被测力。
之一就是定位装置。
局部和整体位置信息都可能需要。 这种信息的准确度对确定机器人控制对策也是很重要的，
以及寻找目标等。 这些包括接触式触觉传感器、接近传感器、局部及躯体位置传感
器和水平传感器等多种传感器。 这种机器人属于智能型机器人，它在很多方面得到应用，
例如：工业用材料运输车、军事哨兵，照顾病人、家务劳动、以 及平整草坪和真空吸尘等。
三、多传感器信息融合技术的发展
1．移动机器人的传感器 移动机器人所需要的最重要也是最困难的传感器系统
动我们发现，
人类是通过五种熟知的感官（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。
多传感器、多信息融合系统与机器人结合起来，就构成了智能机 器人。
三、多传感器信息融合技术的发展
1．移动机器人的传感器 自主自导的移动机器人需要一些固定式机器人所不需要的特殊传
感器。 移动机器人对传感器的要求以及使用传感装置时会遇到一些问题。 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引、定位
二、机器人传感器的分类
2．接触式传感器与非接触式传感器 另一种分类是根据传感器完成的功能来分类。 尽管还有许多传感器有待发明，但现有的已形成通用种类，如在机器人采集
信息时不允许与零件接触的场合，它的采样环节就需使用非接触传感器。
对于非接触的传感器的不同类型，可以划分为只测量一个点的响应和给出一个空间阵列或若 干相邻点的测量信息这两种
内部传感器：是用来确定机器人在其自身坐标系内的姿态位置，如用来测量 位移、速度、加速度和应力的通用型传感器。几乎所有的机器人都使用内部 传感器，如为测量回转关节位置的编码器，和测量速度以控制其运动的测速 计。
外部传感器：则用于机器人本身相对其周围环境的定位。外部传感机构的使 用使机器人能以柔性方式与其环境互相作用。负责检验诸如距离、接近程度 和接触程度之类的变量，便于机器人的引导及物体的识别和处理。
这些传感器电可按用直接方法还是间接方法测量来分类。 例如，力可以从机器人手上直接测量，也可从机器人对工件表面 的作用间接测量。 力和触觉传感器还可进一步细分为数宇式或模拟式，以及具他类 别。
三、多传感器信息融合技术的发展
20世纪80年代初，多传感器信息融合的研究受到广泛关注， 多传感器信息融合的应用土壤是各种实用的多传感器系统，
二、机器人传感器的分类
对接触传感器也可以进行相似的分类， 接触传感器可以测定是否接触．也可测量力或力矩，
最普通的触觉传感器就是一个简单的开关，当它接触零部件时， 开关闭合。
力或力矩传感器按牛顿定律公式，即力等于质量与加速度的乘积， 而力矩等于惯量与角加速度的乘积。 一个简单的力传感器，可用一个加速度仪来测量其加速度，进而 得到被测力。
机器人应用技术
复习
1. 什么是直流伺服电机的机械特性？ 2. 交流伺服电机的优缺点有哪些？ 3. 交流伺服电机的转子为什么通常做成鼠笼式？ 4. 什么是调速范围？ 5. 什么是闭环控制系统? 6. 什么是数字控制系统？ 7. 什么是超调量？ 8. 什么是系统建立时间？ 9. 什么是频带宽度？ 11. 什么是稳态位置跟踪误差？ 12. 什么是开关控制？ 13. 什么是比例控制？ 14. 什么是积分控制？ 15. 什么是微分控制？
这些外部传感器通常包括触觉、接近觉、视觉、听觉、嗅觉、味觉等传感器。外部传感器则用于机器人 本身相对其周围环境的定位。
外部传感机构的使用使机器人能以柔性方式与其环境互相作用。 负责检验诸如距离、接近程度和接触程度之类的变量，便于机器人的引导及物体的识别和处理。
二、机器人传感器的分类
1．内部传感器与外部传感器 从安装上看，机器人的传感器可分为内部安装的和外部安装的，
机器视觉首先处理积木世界，后来发展到处理室外的现实世界，之后实用性的视觉系统出现了。 视觉一般包括三个过程：图像获取、图像处理和图像理解。相对而言，图像理解技术还有待提高。
其他传感器：如磁传感器、安全用传感器和电波传感器等。
二、机器人传感器的分类
传感器是一种以一定精度将被测量（如位移、力、加速度、温度等） 转换为与之有确定对应关系、易于精确处理和测量的某种物理量（如 电量）的测量部件或装置。
机器人应用技术
第六章 机器人的感觉系统
第一节 机器人传感技术 第二节 机器人内部传感器 第三节 机器人外部传感器 第四节 机器人的视觉系统 第五节 机器人传感器的选择
第一节 机器人传感技术
一、机器人与传感器 二、机器人传感器的分类
一、机器人与传感器
1.人与机器人的感官 研究机器人，首先从模仿人开始，通过考察人的劳
多传感器系统与机器人相结合，形成感觉机器人和智能机器人， 感觉机器人与智能机器人的界限不是非常明确，
一般认为感觉机器人拥有一定的感觉，但只是低级的智能，没有 复杂的信息处理系统，只能在结构化的环境中从事简单的工作；
智能机器人其本身能认识工作环境、工作对象及其状态，它能根 据人给予的指令和“自身”认识外界的结果来独立地决定工作方 法，利用操作机构和移动机构实现任务目标，并适应上作环境的 变化。
一、机器人与传感器
2.机传感器处于连接外界环境与机器人的接口位置，是机器人获取信 息的窗口。
要使机器人拥有智能，对环境变化做出反应，
首先，必须使机器人具有感知环境的能力，用传感器采集信息是 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，控制机器人进行智能作业，则是提高机器人智能程度 的重要体现。
如视觉传感器， 现在视觉和其他传感器巳被用在诸如：
带有中间检测的加工工程、有适应能力的材料装卸，弧焊和复杂的装配作业 等基本操作之中。
已经出现了一个由机器人视觉公司组成的新型产业。 。
二、机器人传感器的分类
2. 另一种分类是根据传感器完成的功能来分类 尽管还有许多传感器有待发明，但现有的已形成通用种类，
其中外部件安装的是检测的是机器人对外界的感应，如视觉或触觉等，并不包括在机器人控 制器的固有部件之中；
而内部安装的传感器如转角编码器，则装入机器人内部，属于机器人控制器的一部分。
可见，无论从机器人的结构组成上看，从检测对象上看，还是从安装上看， 机器人都可以划分成两个大的分类：内部传感器和外部传感器。
根据一般传感器在系统中所发挥的作用，完整的传感器应包括敏感元 件、转换元件、信号调理电路三部分。