机器人滑觉传感器PPT演示课件
合集下载
机器人传感器PPT幻灯片PPT共22页
机器人传感器PPT幻灯片
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
机器人传感器教学课件
机器人传感器的前景
展望机器人传感器在未来的进一步应用和发展。
总结
对全文进行简洁明了的总结，并鼓励学习者继续深入研究机器人传感器。
第六章：加速度传感器
1
加速度传感器的定义
解释什么是加速度传感器以及它如何测量物体的加速度。
2
加速度传感器的类型
介绍不同种类的加速度传感器，如压电传感器和微机电系统传感器。
3
加速度传感器的应用
探索加速度传感器在运动测量、导航和医疗诊断中的实际应用。
第七章：总结与展望
机器人传感器的发展历程
追溯机器人传感器从诞生到现在的发展历程。
1 声音传感器的定义
解释声音传感器如何侦测和识别声音信号。
2 声音传感器的类型
介绍不同类型的声音传感器，例如麦克风传感器和声音压力级传感器。
3 声音传感器的应用
探索声音传感器在语音识别、环境监测和安全系统中的应用。
第四章：温度传感器
1
温度传感器的定义
解释温度传感器如何测量周围环境的温度。
2
温度传感器的类型
探索不同类型的温度传感器，例如热电阻和热电偶。
3
温度传感器的应用
介绍温度传感器在气象学、医疗设备和电子设备中的实际应用。
第五章：压力传感器
压力传感器的定义
详细解释压力传感器如何测量物 体器的应用
介绍不同种类的压力传感器，例 如压电式传感器和压阻式传感器。
探索压力传感器在汽车制造业、 医疗领域和液体流量监测中的实 际应用。
机器人传感器的作用
解释机器人传感器在现实世 界中的实际应用。
第二章：光电传感器
光电传感器的定义
详细解析光电传感器的工作原理 和功能。
光电传感器的类型
展望机器人传感器在未来的进一步应用和发展。
总结
对全文进行简洁明了的总结，并鼓励学习者继续深入研究机器人传感器。
第六章：加速度传感器
1
加速度传感器的定义
解释什么是加速度传感器以及它如何测量物体的加速度。
2
加速度传感器的类型
介绍不同种类的加速度传感器，如压电传感器和微机电系统传感器。
3
加速度传感器的应用
探索加速度传感器在运动测量、导航和医疗诊断中的实际应用。
第七章：总结与展望
机器人传感器的发展历程
追溯机器人传感器从诞生到现在的发展历程。
1 声音传感器的定义
解释声音传感器如何侦测和识别声音信号。
2 声音传感器的类型
介绍不同类型的声音传感器，例如麦克风传感器和声音压力级传感器。
3 声音传感器的应用
探索声音传感器在语音识别、环境监测和安全系统中的应用。
第四章：温度传感器
1
温度传感器的定义
解释温度传感器如何测量周围环境的温度。
2
温度传感器的类型
探索不同类型的温度传感器，例如热电阻和热电偶。
3
温度传感器的应用
介绍温度传感器在气象学、医疗设备和电子设备中的实际应用。
第五章：压力传感器
压力传感器的定义
详细解释压力传感器如何测量物 体器的应用
介绍不同种类的压力传感器，例 如压电式传感器和压阻式传感器。
探索压力传感器在汽车制造业、 医疗领域和液体流量监测中的实 际应用。
机器人传感器的作用
解释机器人传感器在现实世 界中的实际应用。
第二章：光电传感器
光电传感器的定义
详细解析光电传感器的工作原理 和功能。
光电传感器的类型
机器人传感器知识概述(PPT59页)
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
第Hale Waihona Puke 章 机器人传感器机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
第一代机器人：不具有感知和反馈，示教再现型 第二代机器人：对外界环境有一定感知能力，具有 视觉、触觉、听觉等功能。 第三代机器人：智能机器人，具有感觉能力，有记 忆、推理和决策的能力，有与外部世界——对象、 环境和人相适应、相协调的工作机能。 为了检测作业对象、环境或机器人与它们的关系， 在机器人上安装了触觉、视觉、力觉、接近觉、超 声波等传感器，进行定位和控制，实现类似人类感 知作用。 机器人传感器是指机器人对内外部环境感知的物理 量变换为电量输出的装置。
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
测速发电机转子与机器人关节伺服驱动电动机相 连，就能测出机器人运动过程中关节转动速度。 测速发电机在机器人控制系统中有广泛的应用。
直流测速发电机 交流测速发电机
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
二、速度传感器 速度传感器：测量机器人关节速度。
测速发电机、增量光电编码器。 测速发电机：把机械转速变换成电压信号，输出 电压与输入的转速成正比。
u = K*n K是常数
直流测速发电机的结构原理 1—永久磁铁；2—转子线圈；3—电刷；4—整流子
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
压阻效应
半导体材料受到外力作用时电阻率会发生变化。原因是外力 作用使原子点阵排列发生变化，晶格间距的改变使禁带宽度 变化，导致载流子迁移率及浓度变化，即电阻率发生变化。
第Hale Waihona Puke 章 机器人传感器机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
第一代机器人：不具有感知和反馈，示教再现型 第二代机器人：对外界环境有一定感知能力，具有 视觉、触觉、听觉等功能。 第三代机器人：智能机器人，具有感觉能力，有记 忆、推理和决策的能力，有与外部世界——对象、 环境和人相适应、相协调的工作机能。 为了检测作业对象、环境或机器人与它们的关系， 在机器人上安装了触觉、视觉、力觉、接近觉、超 声波等传感器，进行定位和控制，实现类似人类感 知作用。 机器人传感器是指机器人对内外部环境感知的物理 量变换为电量输出的装置。
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
测速发电机转子与机器人关节伺服驱动电动机相 连，就能测出机器人运动过程中关节转动速度。 测速发电机在机器人控制系统中有广泛的应用。
直流测速发电机 交流测速发电机
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
二、速度传感器 速度传感器：测量机器人关节速度。
测速发电机、增量光电编码器。 测速发电机：把机械转速变换成电压信号，输出 电压与输入的转速成正比。
u = K*n K是常数
直流测速发电机的结构原理 1—永久磁铁；2—转子线圈；3—电刷；4—整流子
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
压阻效应
半导体材料受到外力作用时电阻率会发生变化。原因是外力 作用使原子点阵排列发生变化，晶格间距的改变使禁带宽度 变化，导致载流子迁移率及浓度变化，即电阻率发生变化。
《机器人传感器》PPT课件
二、机器人的发展史
1出了能歌善舞的伶人，这是我国 最早记载的机器人。
春秋后期，我国著名的木匠鲁班，在机械方面也是一位发明家，据《墨 经》记载，他曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”，体现了我国 劳动人民的聪明智慧。
公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人──自动 机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还 可以借助蒸汽唱歌。
到了1980年，工业机器人才真正在日本普及，故称该年为“机器人元 年”。随后，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本也因此而赢得了“机 器人王国”的美称。
随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和 技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技 术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。
接触觉传感器实例
开关式触觉传感器
接触觉传感器实例
接触觉传感器实例
压阻式阵列触觉传感器
碳毡 （CSA）
碳毡（CSA）灵敏度高，具有较强的耐过载能力。缺点是有迟滞，线性差。 导电橡胶的电阻也会随压力的变化而变化，因此也常用来作为触觉传感器的敏 感材料。
接触觉传感器信号处理
对于非阵列接触觉传感器，信号的处理主要是为了感知物体 的有无。由于信息量较少，处理技术相对比较简单、成熟；
人们已经发展了具有感知、决策、行动和交互能力的智能 机器，如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、 军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和 特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。 这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人形机器人和工业机 器人所具有的形状，其功能和智能程度也大大增强，从而为机 器人技术开辟出更加广阔的发展空间。
《机器人传感技术》PPT课件幻灯片PPT
• 特点：
• 增量式光学编码器本钱低于绝对式光学编 码器，分辨率高，但测量的是位移，每次开机 需进展校准，每次停电也须校准，然后才能测 量位置。
• §6—2 速度传感器
• 分类：模拟、数字
• 1、模拟式测速发电机 • 直流测速发电机—直流发电机。
工作原理一样。但测速发电机必 须与工作轴直接相连。
为了测量转向安装第二对发光二极管及光电二极管bb相对于a错位1增量式光学编码器成本低于绝对式光学编码器分辨率高但测量的是位移每次开机需进行校准每次停电也须校准然后才能测量位置
《机器人传感技术》PPT课件幻 灯片PPT
本PPT课件仅供学习交流使用 请学习完毕自行删除
本PPT课件仅供学习交流使用 请学习完毕自行删除
到 36/02100.3515
36/02200.0003433
3、格雷Gray码盘
•
二进制高位变，低位也变，变化位数不定。格
雷码进位时只有一位变化。超过两位变化有错，纠
错。
• 计算机内部存有格雷码与自然二进制码转换表
4、绝对编码器特点
记录机器人关节绝对位置，开机就测出 各关节目前所处位置
绝对式编码器给出的是角位置数字 绝对式编码器码道多，构造复杂，价格贵
• 三、增量式光学编码器
• 构造：在外侧一个环带内设置径向黑白相间条 纹。圆盘两侧分别安装一对发光二极管及光电 二极管A。
• 原理：当黑色条纹阻挡光线时，发光二极管输 出信号是0,否那么是1.。圆盘旋转，输出一系 列脉冲与旋转角度对应。为了测量转向，安装 第二对发光二极管及光电二极管B，B 相对于A 错位1 /4 周期。
• 3、电位器实例—电液伺服驱动
动触头-步进控 制
电位器与齿轮固连
机器人的传感器ppt(苏科版)PPT优选课件
度、力、姿态、速度传感器等；
• 外部传感器：对外部环境的感觉（如：距离、接 近程度、接触状态等）。
• 主要集中在外部传感器上，因为这是机器人升代 的重要标志。
– 感觉类型：视觉、听觉、接触觉、嗅觉、味
觉。
2020/10/18
11
4.1 概述
• 机器人传感器的分类
– 第三代机器人要求传感器也有一定的智能，对于智能 传感器系统的高级形式为传感器发展的最高形式。它 除具有初级和中级智能系统的功能外，通常还具有多 维检测，包括图像显示、图像识别、自学习以及思维 判断等能力。高级智能形式的传感器将达到或超过人 类“五官”对环境的感测能力，部分代替人的认识活 动，能够高效地从复杂对象中提取有效信息。目前， 在传感器的整体水平上还未达到上述的高级智能程度， 但已有一些传感器具备了部分高级智能的特征，比如 多维检测，图像显示及识别等。
2020/10/18
8
4.1 概述
• 机器人传感器的作用与分类
– 当前工业机器人还是以无感知能力的居多， 这些机器人的操作程序都是预先制定的，并 按照预定程序重复无误地完成确定任务。然 而许多机器人的应用需要感知，根据感知的 信息改进计算机控制。
2020/10/18
9
4.1 概述
• 机器人传感器的作用
– 阵列尺寸是每个指尖有5×10～10×20个点（人的指 尖有约10×15个接触敏感点）；
– 一个力敏元件的阈值灵敏度约0.5～10G； – 传感器的稳定性、线性度和重复度好，无滞后； – 取样频率100Hz～1kHz； – 传感器结实、价廉，类似皮肤。
2020/10/18
16
4.2 触觉传感器
• 接触觉
– 第三代机器人——智能机器人：也称“管理控制型自律机器人” 。 » 感知环境的能力：这种机器人具有形形色色的感觉传感器：视觉、 听觉、触觉、嗅觉。通过这些传感器，能识别周围环境。 » 作用于周围环境的能力：使机器人的手、脚等各种肢体行动起来， 以执行某种任务。第三代要求更完善、敏捷灵巧。 » 思考的能力：在智能机器人中，相当发达的“大脑”是主要的， 通过思考，把感知和行动联系起来，进行合乎目的的动作。
• 外部传感器：对外部环境的感觉（如：距离、接 近程度、接触状态等）。
• 主要集中在外部传感器上，因为这是机器人升代 的重要标志。
– 感觉类型：视觉、听觉、接触觉、嗅觉、味
觉。
2020/10/18
11
4.1 概述
• 机器人传感器的分类
– 第三代机器人要求传感器也有一定的智能，对于智能 传感器系统的高级形式为传感器发展的最高形式。它 除具有初级和中级智能系统的功能外，通常还具有多 维检测，包括图像显示、图像识别、自学习以及思维 判断等能力。高级智能形式的传感器将达到或超过人 类“五官”对环境的感测能力，部分代替人的认识活 动，能够高效地从复杂对象中提取有效信息。目前， 在传感器的整体水平上还未达到上述的高级智能程度， 但已有一些传感器具备了部分高级智能的特征，比如 多维检测，图像显示及识别等。
2020/10/18
8
4.1 概述
• 机器人传感器的作用与分类
– 当前工业机器人还是以无感知能力的居多， 这些机器人的操作程序都是预先制定的，并 按照预定程序重复无误地完成确定任务。然 而许多机器人的应用需要感知，根据感知的 信息改进计算机控制。
2020/10/18
9
4.1 概述
• 机器人传感器的作用
– 阵列尺寸是每个指尖有5×10～10×20个点（人的指 尖有约10×15个接触敏感点）；
– 一个力敏元件的阈值灵敏度约0.5～10G； – 传感器的稳定性、线性度和重复度好，无滞后； – 取样频率100Hz～1kHz； – 传感器结实、价廉，类似皮肤。
2020/10/18
16
4.2 触觉传感器
• 接触觉
– 第三代机器人——智能机器人：也称“管理控制型自律机器人” 。 » 感知环境的能力：这种机器人具有形形色色的感觉传感器：视觉、 听觉、触觉、嗅觉。通过这些传感器，能识别周围环境。 » 作用于周围环境的能力：使机器人的手、脚等各种肢体行动起来， 以执行某种任务。第三代要求更完善、敏捷灵巧。 » 思考的能力：在智能机器人中，相当发达的“大脑”是主要的， 通过思考，把感知和行动联系起来，进行合乎目的的动作。
机器人传感器PPT课件
1.导电橡胶；2.金属； 12.衬底； 13.引线
05:20
第11页/共30页
人工皮肤触觉传感器的研究重点
1. 选择更为合适的敏感材料，现有的材料主要有 导电橡胶、压电材料、光纤等；
2. 将集成电路工艺应用到传感器的设计和制造中， 使传感器和处理电路一体化，得到大规模或超 大规模阵列式触觉传感器。
05:20
第28页/共30页
小结
• 概念:机器人传感器 • 问题1:简要说明机器人传感器研究历史
05:20
第29页/共30页
谢谢您的观看！
05:20
第30页/共30页
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
05:20
第1页/共30页
概述
• 机器人与传感器 • 机器人传感器分类
05:20
第2页/共30页
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
05:20
第3页/共30页
机器人及机器人传感器的定义
图像处理
景像描述
05:听觉:具有接近人耳的功能还相差很远； • 嗅觉：主要检测空气中的化学成分、浓度、等功能，主要采用气体传感器及射线传感器等。 • 味觉：对液体进行化学成分的分析。衫的味觉方法有pH计、化学分析器等。 • 其他传感器：如纯工程学的传感器，象磁传感器、安全用传感器和电波传感器等
PVF2 阵 列 式触觉传 感器
05:20
第12页/共30页
触觉传感器的工作重点
• 触觉传感器的工作重点集中在阵列式触觉传感器信号的处理上，目的是辨识接触 物体的形状。
• 这种信号的处理涉及到信号处理、图像处理、计算机图形学、人工智能、模式识 别等学科，是一门比较复杂、比较困难的技术，还很不成熟，有等于进一步研究 和发展。
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。
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。,
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PPT课件
33
.》》
6.1.6 传感器的发展方向
1. 新型传感器的开发 鉴于传感器的工作机理是基于各种效应和定律，
由此启发人们进一步发现新现象、采用新原理、开 发新材料、采用新工艺，并以此研制出具有新原理 的新型物性型传感器，这是发展高性能、多功能、 低成本和小型化传感器的重要途径。总之，传感器 正经历着从以结构型为主转向以物性型为主的过程。
W
2
❖ 3.莫尔条纹具有平均光栅误差的作用。
41
.》》
1）. 光栅位移传感器
通过光电元件，可将莫尔条纹移动时光强的变化转换为近 似正弦变化的电信号，如图所示。
U
Um
U0
o
W/2
W
3W/2 2W
x
其电压为： UU0Umsin 2 W x
42
.》》
1）. 光栅位移传感器
将此电压信号放大、整形变换为方波，经微分转换为 脉冲信号，再经辨向电路和可逆计数器计数，则可用数字 形式显示出位移量，位移量等于脉冲与栅距乘积。测量分 辨率等于栅距。
旋转角、偏转角、角振动等 速度、振动、流量、动量等
转速、角振动等 振动、冲击、质量等
角振动、扭矩、转动惯量等
力 压力 时间 频率
温度 光
重量、应力、力矩等 周期、记数、统计分布等 热容量、气体速度、涡流等 光通量与密度、光谱分布等
13
.》》
电容法测位移
14
.》》
电感法测厚度
15
.》》
霍尔法计数
45
.》》
2）、感应同步器
2.感应同步器的工作原理 ❖ 在滑尺的绕组中，施加频率为f（一般为2~10kHz）的交
变电流时，定尺绕组感应出频率为f的感应电动势。感应电动 势的大小与滑尺和定尺的相对位置有关。 ❖ 设正弦绕组供电电压为Us，余弦绕组供电电压为Uc，移动 距离为x，节距为T，则正弦绕组单独供电时，在定尺上感应 电势为
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在未知物体重量和表面摩擦系数的情况下实 现了对物体成功抓取。
5
滑觉传感器国内外研究现状
传感器基本结构 1.基座 2.光电器件 3.滑觉触头 4.反射镜面 5.夹持工作面 天津大学研制的基于光电原理的机器人用滑觉传感器，通过把物理的 滑动信号转变为光信号，利用光电元件把光信号转变为电信号进行检测获 取物体滑动信息。
4
滑觉传感器国内外研究现状
滑动传感器的研究大多是通过物体滑动时将产生的物理变化量转换为电信号来 检测物体是否产生滑动。
Maeno等在对人手指垫有限元分析的基础上， 研制出一种模仿人抓取物体特征的滑觉传感器。
传感器弹性接触表面安装有多个应变计，用于 检测滑动时凸脊的应变速度，通过检测边缘初始 滑动时的振动信号判断物体有无发生整体滑动趋 势。
11
连续小波变换 (Continuous Wavelet Transform, CWT)
将任意L2(R)空间中的函数f(t)在小波基下进行展开，这种展开即为函数f(t)的连续
小波变换。
____________
W (a, ) f (t), a（, t)
1 a
f (t) (t ) dt
随着机器人工作环境的复杂化，对机械手的操作性能要求越来越高，尤其 信息融合技术的发展，需要在一只机械手指上安装多个滑觉传感器，这就对传 感器的体积、精度以及结构等方面提出了更高的要求。
7
2.滑觉传感器的基本原理及组成结构
力敏导电硅橡胶及其特性 力敏导电硅橡胶是一种性能优良的柔性触滑觉传感器材料，是以导电材料为填
R
a
变换过程
选择小波函数及其尺度a值。
从信号的起始位置开始，将小波函数 和信号进行比较，即计算小波系数， 系数反映了这种波形的相关程度。
沿时间轴移动小波函数，在新的位置 计算小波系数，直至信号的终点。
改变尺度a值，重复上述步骤
12
离散小波变换(Discrete Wavelet Transform, DWT)
充粒子，基体采用胶体的一种高分子复合材料，炭黑填充型导电材料应用较广泛；
(a)
(c)
(d) (b)
Fig. (a) Initial state (b) Current route formation (c) Current route reduction (d) Current route recovery
小波变换
数学显微镜
小波变换是一种强有力的时频分析工具，是在克服傅立叶变换缺点的基础上发 展而来的，已成功应用于信号处理、图像处理、模式识别等众多领域。
小波变换在时域和频域均具有很好的局部化特征，能够提供目标信号各个频率 子段的频率信息。
小波基函数
将小波母函数 （t)进行伸缩与平移：
a（, t)
13
实验装置
Automatic Z-stage输出法向载荷； 滑动传感器水平放置； 有机玻璃(20mm×20mm)； 半球型受压元件；
Automatic linear stage输出拉力； 力传感器采样频率为10KHz； 拉力使有机玻璃沿传感器表面滑动，
8
传感器的基本结构
两电极交替盘绕成螺旋结构（6mm×6mm），放置在环氧树脂玻璃或柔软 纸板基底上，力敏导电橡胶安装在电极的正上方。
在滑觉传感器工作过程中，通过检测正负电极间的电压信号并通过ADC将 其转换成数字信号，采用DSP芯片进行数字信号处理并输出结果，判定物体是 否产生滑动。
Fig. The basic structure of slip sensor
6
滑觉传感器国内外研究现状
滑觉传感器主要有电容式、压阻式、磁敏式、光纤式和压电式等类型。其 中，压电式应用较广，可同时检测触觉和滑觉信号，但触觉信号和滑觉信号的 分离存在一定困难。
滑觉传感器主要存在以下问题： 物理尺寸较大，重量大； 结构复杂，所需连接线较多； 检测精度低、灵敏度不高； 对于形状不规则的物体难以辨别接触、非接触以及滑动状态；
9
A：物体受切向力产生切向变 形，R增大，Vc增大；
B：在切向力作用下，物体沿 传感器表面发生滑动的瞬 时刻前，R不稳定， 传感 器输出的电压信号Vc表现 为复杂的波动现象。
Fig. Change in voltage immediately before slip
10
3.传感器输出信号的频谱分析
多自由度——实现物体的抓取，并进行一系列操作； 软抓取技术——实现机器人智能作业的关键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ术之一；
3
软抓取技术
使易碎物品的无损伤抓取成为现实，实现软抓取需在机械手上安装相应 的传感器以获取抓取位置、抓取力以及滑动等信息。
滑觉传感器是一种主要应用于检测机械手手爪与被夹持物体之间相对滑动 的装置，其性能优劣直接决定了机械手能否顺利完成软抓取任务。
机械手实现灵巧抓取的 新型滑觉传感器
2012.4.26
1
主要内容： 1. 研究背景简介 2.滑觉传感器的基本原理及组成结构 3.传感器输出信号的频谱分析 4.基于滑觉传感器的抓取力实时控制 5.全文总结及研究方向概述
2
1. 研究背景简介
在机器人技术研究领域中，机械手是一种实际应用较广泛的自动化机 械装置，涉及工业制造、医学治疗、军事以及太空探索等领域。机械手必 须具备以下特点：
1
a 2
t (
a
),
a
0,
R
其中，a为尺度因子，τ为平移因子。称 a（, t是) 依赖参数a、τ的小波基函数。
小波变换通过平移母小波可获得信号的时间信息，而通过缩放小波的宽度(尺度) 可获得信号的频率特性。根据母小波的缩放和平移可计算计算小波的系数，小波系数 表征小波和局部信号之间的相互关系。
连续小波变换的计算量较大， 为减小小波变换系数冗余度，将小波基函数的a、 τ限定在一些离散点上取值。缩放因子和平移因子一般都选择为2 ^j的倍数。
任意L2(R)空间中的函数f(t)离散小波变换为：
__________
Wx ( j, k) R f (t) j,k (t) dt
DWT与CWT不同，在尺度—位移相平面上，它对应一些如图所示的离散点， 因此称之为离散小波变换。
5
滑觉传感器国内外研究现状
传感器基本结构 1.基座 2.光电器件 3.滑觉触头 4.反射镜面 5.夹持工作面 天津大学研制的基于光电原理的机器人用滑觉传感器，通过把物理的 滑动信号转变为光信号，利用光电元件把光信号转变为电信号进行检测获 取物体滑动信息。
4
滑觉传感器国内外研究现状
滑动传感器的研究大多是通过物体滑动时将产生的物理变化量转换为电信号来 检测物体是否产生滑动。
Maeno等在对人手指垫有限元分析的基础上， 研制出一种模仿人抓取物体特征的滑觉传感器。
传感器弹性接触表面安装有多个应变计，用于 检测滑动时凸脊的应变速度，通过检测边缘初始 滑动时的振动信号判断物体有无发生整体滑动趋 势。
11
连续小波变换 (Continuous Wavelet Transform, CWT)
将任意L2(R)空间中的函数f(t)在小波基下进行展开，这种展开即为函数f(t)的连续
小波变换。
____________
W (a, ) f (t), a（, t)
1 a
f (t) (t ) dt
随着机器人工作环境的复杂化，对机械手的操作性能要求越来越高，尤其 信息融合技术的发展，需要在一只机械手指上安装多个滑觉传感器，这就对传 感器的体积、精度以及结构等方面提出了更高的要求。
7
2.滑觉传感器的基本原理及组成结构
力敏导电硅橡胶及其特性 力敏导电硅橡胶是一种性能优良的柔性触滑觉传感器材料，是以导电材料为填
R
a
变换过程
选择小波函数及其尺度a值。
从信号的起始位置开始，将小波函数 和信号进行比较，即计算小波系数， 系数反映了这种波形的相关程度。
沿时间轴移动小波函数，在新的位置 计算小波系数，直至信号的终点。
改变尺度a值，重复上述步骤
12
离散小波变换(Discrete Wavelet Transform, DWT)
充粒子，基体采用胶体的一种高分子复合材料，炭黑填充型导电材料应用较广泛；
(a)
(c)
(d) (b)
Fig. (a) Initial state (b) Current route formation (c) Current route reduction (d) Current route recovery
小波变换
数学显微镜
小波变换是一种强有力的时频分析工具，是在克服傅立叶变换缺点的基础上发 展而来的，已成功应用于信号处理、图像处理、模式识别等众多领域。
小波变换在时域和频域均具有很好的局部化特征，能够提供目标信号各个频率 子段的频率信息。
小波基函数
将小波母函数 （t)进行伸缩与平移：
a（, t)
13
实验装置
Automatic Z-stage输出法向载荷； 滑动传感器水平放置； 有机玻璃(20mm×20mm)； 半球型受压元件；
Automatic linear stage输出拉力； 力传感器采样频率为10KHz； 拉力使有机玻璃沿传感器表面滑动，
8
传感器的基本结构
两电极交替盘绕成螺旋结构（6mm×6mm），放置在环氧树脂玻璃或柔软 纸板基底上，力敏导电橡胶安装在电极的正上方。
在滑觉传感器工作过程中，通过检测正负电极间的电压信号并通过ADC将 其转换成数字信号，采用DSP芯片进行数字信号处理并输出结果，判定物体是 否产生滑动。
Fig. The basic structure of slip sensor
6
滑觉传感器国内外研究现状
滑觉传感器主要有电容式、压阻式、磁敏式、光纤式和压电式等类型。其 中，压电式应用较广，可同时检测触觉和滑觉信号，但触觉信号和滑觉信号的 分离存在一定困难。
滑觉传感器主要存在以下问题： 物理尺寸较大，重量大； 结构复杂，所需连接线较多； 检测精度低、灵敏度不高； 对于形状不规则的物体难以辨别接触、非接触以及滑动状态；
9
A：物体受切向力产生切向变 形，R增大，Vc增大；
B：在切向力作用下，物体沿 传感器表面发生滑动的瞬 时刻前，R不稳定， 传感 器输出的电压信号Vc表现 为复杂的波动现象。
Fig. Change in voltage immediately before slip
10
3.传感器输出信号的频谱分析
多自由度——实现物体的抓取，并进行一系列操作； 软抓取技术——实现机器人智能作业的关键ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ术之一；
3
软抓取技术
使易碎物品的无损伤抓取成为现实，实现软抓取需在机械手上安装相应 的传感器以获取抓取位置、抓取力以及滑动等信息。
滑觉传感器是一种主要应用于检测机械手手爪与被夹持物体之间相对滑动 的装置，其性能优劣直接决定了机械手能否顺利完成软抓取任务。
机械手实现灵巧抓取的 新型滑觉传感器
2012.4.26
1
主要内容： 1. 研究背景简介 2.滑觉传感器的基本原理及组成结构 3.传感器输出信号的频谱分析 4.基于滑觉传感器的抓取力实时控制 5.全文总结及研究方向概述
2
1. 研究背景简介
在机器人技术研究领域中，机械手是一种实际应用较广泛的自动化机 械装置，涉及工业制造、医学治疗、军事以及太空探索等领域。机械手必 须具备以下特点：
1
a 2
t (
a
),
a
0,
R
其中，a为尺度因子，τ为平移因子。称 a（, t是) 依赖参数a、τ的小波基函数。
小波变换通过平移母小波可获得信号的时间信息，而通过缩放小波的宽度(尺度) 可获得信号的频率特性。根据母小波的缩放和平移可计算计算小波的系数，小波系数 表征小波和局部信号之间的相互关系。
连续小波变换的计算量较大， 为减小小波变换系数冗余度，将小波基函数的a、 τ限定在一些离散点上取值。缩放因子和平移因子一般都选择为2 ^j的倍数。
任意L2(R)空间中的函数f(t)离散小波变换为：
__________
Wx ( j, k) R f (t) j,k (t) dt
DWT与CWT不同，在尺度—位移相平面上，它对应一些如图所示的离散点， 因此称之为离散小波变换。