机器人传感器知识概述(PPT59页)
合集下载
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
机器人技术基础课件第六章 机器人传感器
物理量
电量
目前，传感器转换后的信号大多为电信号。 因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信 号转换成电信号的装置。
6.1 机器人传感器概述
6.1.1 传感器的基本概念
2、传感器的组成
传感器一般由敏感元件、转换部分组成
基
被 测 量
敏 感 元 件
转 换 元 件
本 转 换 电
电 信 号
路
6.1 机器人传感器概述
6.2 内传感器
增量式编码器
6.2.1 位移（位置）传感器
（1）信号性质
输出信号为一串脉冲，每一个脉
冲对应一个分辨角，对脉冲进行计 数N，就是对 的累加，即，角位移 ＝N。
如： ＝0.352，脉冲N＝1000，
则：
＝ 0.352×1000＝ 352
增量式编码器的信号性质
6.2 内传感器
增量式编码器
6.2 内传感器
6.2.1 位移（位置）传感器
2、光电编码器
光电编码器是角度（角速度）检测装置，通过光 电转换，将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲 数字量的传感器。具有体积小，精度高，工作可靠 等优点，应用广泛。
编码器
6.2 内传感器
6.2.1 位移（位置）传感器
2、光电编码器
轴式
套式
电信号
二进制编码
• 满足机器人控制的要求 • 满足机器人自身安全和机器人使用者的安全性要求
6.1 机器人传感器概述
6.1.4 机器人传感器的分类
1)按被测物理量分类 常见的被测物理量
机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度, 旋转角,转数,质量,重量,力,力矩;
热工量:温度、热量、比热容、热流、 热 分布、压力（压强）、压差、真空度、流 量、流速、物位、 液位、界面、噪声
《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
机器人传感器ppt
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 在规模或超大规模阵列式触觉传感器。
PVF2 阵 列 式触觉传 感器
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
• 机器人触觉．实际是人的触觉的某些模仿。它是
有关机器人和对象物之间直接接触的感觉。包含 的内容较多客。通常指以下几种：
• 触觉。手指与被测物是否接触．接触图形的检测。 • 压觉。垂直于机器人和对象物接触面上的力感觉。 • 力觉。机器人动作时各自由度的力感觉。 • 滑觉。物体向着垂直于手指把桅面的方向滑动或
第6章 机器人传感器
• 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
概述
• 机器人与传感器 • 机器人传感器分类
机器人与传感器
• 机器人的定义 • 机器人的发展历史
机器人的定义
• 机器人可以被定义为计算机控制的能模拟
人的感觉、手工操纵的和具有有自动行走 能人的而又足以完成有效工作的装置。机 器人传感器可以被定义为一种能把机器人 目标物持性(成参量)变换为电量输出的过程。
• 外界检测传感器用于机器人对周围环城、日标构
的状态持征获取信息．使机器人---环境能发生交 互作用，从而使机器人对环境有自校正和自适应 能力。外界检测传感器通常包括触觉、接近觉、 视觉、听觉、嗅觉、味学觉等传感器。
触觉传感器
• 人的触觉是人类感觉的一种。它通常包括热觉、
冷觉、痛觉、触压觉和力觉等。
基座力传感器
滑觉
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
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。
机器人传感器教学课件
。
人机交互传感器
如语音识别、手势识别等，实 现人与机器人的自然交流。
环境感知传感器
如温度、湿度、光线等传感器 ，用于感知环境变化并作出相 应调整。
导航定位传感器
如激光雷达、GPS等，实现机 器人的自主导航和定位。
农业机器人传感器的应用案例
总结词
农业机器人传感器在现代化农业生产 中发挥着重要作用，提高农作物的产 量和质量。
THANKS
感谢观看
泛应用。
姿态传感器
总结词
用于检测机器人的姿态和方向变化，保 持稳定性和平衡。
VS
详细描述
姿态传感器通常采用陀螺仪或加速度计等 惯性传感器，能够检测机器人的姿态和方 向变化，并通过反馈控制算法调整机器人 的运动状态，保持稳定性和平衡。姿态传 感器在机器人移动、操作和定位等领域具 有广泛应用。
力矩传感器
触觉传感器工作原理及应用场景
触觉传感器工作原理
触觉传感器是用于检测机器人与外部物体的 接触和压力的传感器。其工作原理通常是通 过测量电阻、电容或压电效应等方式，将接 触和压力转换为电信号，进而传输给机器人 控制器进行处理。
触觉传感器的应用场景
触觉传感器广泛应用于机器人抓取、操作和 识别物体等任务。例如，在装配线上，机器 人使用触觉传感器检测零件是否正确安装； 在医疗领域，触觉传感器帮助机器人进行微
用于检测机器人的位置和运动 状态，确保精确的定位和轨迹
跟踪。
力和扭矩传感器
用于检测机器人在执行任务时 受到的力和扭矩，实现精确的
力控制。
视觉传感器
通过图像处理和识别技术，实 现工件检测、识别和分类等功
能。
服务机器人传感器的应用案例
总结词
服务机器人传感器主要用于人 机交互、环境感知和导航定位 等方面，提高服务质量和效率
人机交互传感器
如语音识别、手势识别等，实 现人与机器人的自然交流。
环境感知传感器
如温度、湿度、光线等传感器 ，用于感知环境变化并作出相 应调整。
导航定位传感器
如激光雷达、GPS等，实现机 器人的自主导航和定位。
农业机器人传感器的应用案例
总结词
农业机器人传感器在现代化农业生产 中发挥着重要作用，提高农作物的产 量和质量。
THANKS
感谢观看
泛应用。
姿态传感器
总结词
用于检测机器人的姿态和方向变化，保 持稳定性和平衡。
VS
详细描述
姿态传感器通常采用陀螺仪或加速度计等 惯性传感器，能够检测机器人的姿态和方 向变化，并通过反馈控制算法调整机器人 的运动状态，保持稳定性和平衡。姿态传 感器在机器人移动、操作和定位等领域具 有广泛应用。
力矩传感器
触觉传感器工作原理及应用场景
触觉传感器工作原理
触觉传感器是用于检测机器人与外部物体的 接触和压力的传感器。其工作原理通常是通 过测量电阻、电容或压电效应等方式，将接 触和压力转换为电信号，进而传输给机器人 控制器进行处理。
触觉传感器的应用场景
触觉传感器广泛应用于机器人抓取、操作和 识别物体等任务。例如，在装配线上，机器 人使用触觉传感器检测零件是否正确安装； 在医疗领域，触觉传感器帮助机器人进行微
用于检测机器人的位置和运动 状态，确保精确的定位和轨迹
跟踪。
力和扭矩传感器
用于检测机器人在执行任务时 受到的力和扭矩，实现精确的
力控制。
视觉传感器
通过图像处理和识别技术，实 现工件检测、识别和分类等功
能。
服务机器人传感器的应用案例
总结词
服务机器人传感器主要用于人 机交互、环境感知和导航定位 等方面，提高服务质量和效率
第5课 机器人传感器(课件)小学信息技术六年级(苏科版)
自动扶梯是如何工作的？
没人 有人
缓慢 加速
生活中还有哪些地方使用到了传感器？
苏科版小学信息技术六年级第5课
机器人传感器
授课人：XXXX
日期：XXXX
目录 CONTNETS 1 机器人传感器 2 感受避障传感器 3 测试避障传感器 4 使用避障传感器
01
认识机器人传感器
活动一：认识机器人的常用传感器
感受避障传感器
活动二：感受传感器的使用——避障传感器
任务二 找到避障传感器的位置和管脚号
03
测试避障传感器
任务三 测试小车左前方避障传感器，查看前方有物体时串口输 出的数据
04
使用避障传感器
任务四 小车左前方避障传感器 有物体靠近时 大车灯 亮
是否有物 体靠近？
是
大车灯亮
否 大车苏科版小学信息技术六年级第5课
下节课再见！
传感器是一种能够感受并检测外 界信息的电子器件。
活动一：认识机器人的常用传感器
种类
特点
图例
光敏传感器 感知光源，能用来检测光线强弱 变化的传感器
温度传感器 感知温度，能够检测周围环境温 度变化的传感器
声音传感器 感知声音，能够检测声音强弱变 化的传感器
任务一 找一找 土豆机器人上有哪些传感器？
02
没人 有人
缓慢 加速
生活中还有哪些地方使用到了传感器？
苏科版小学信息技术六年级第5课
机器人传感器
授课人：XXXX
日期：XXXX
目录 CONTNETS 1 机器人传感器 2 感受避障传感器 3 测试避障传感器 4 使用避障传感器
01
认识机器人传感器
活动一：认识机器人的常用传感器
感受避障传感器
活动二：感受传感器的使用——避障传感器
任务二 找到避障传感器的位置和管脚号
03
测试避障传感器
任务三 测试小车左前方避障传感器，查看前方有物体时串口输 出的数据
04
使用避障传感器
任务四 小车左前方避障传感器 有物体靠近时 大车灯 亮
是否有物 体靠近？
是
大车灯亮
否 大车苏科版小学信息技术六年级第5课
下节课再见！
传感器是一种能够感受并检测外 界信息的电子器件。
活动一：认识机器人的常用传感器
种类
特点
图例
光敏传感器 感知光源，能用来检测光线强弱 变化的传感器
温度传感器 感知温度，能够检测周围环境温 度变化的传感器
声音传感器 感知声音，能够检测声音强弱变 化的传感器
任务一 找一找 土豆机器人上有哪些传感器？
02
第六章 机器人感知 PPT课件
2
• 直线型（测量位移） 旋转型（测量角度）
360V
E
3
• 1.2 测速发电机
4
• 1.3 光电编码器
光学编码器是机器人关节伺服中常用的一种检 测装置。可以将机械轴的转角值或直线运动的位移 量转化成相应的电脉冲。
增量式
绝对式
5
6
7
2 外部状况的感觉
（1）物体识别传感器 （2）物体探测传感器 （3）极近物体探测传感器 （4）距离传感器
四 机器人感觉
传感器的种类
1.传感器的分类 内部传感器：检测机器人本身状态（手臂间角度等）的传
感器。 外部传感器：检测机器人所处环境（是什么物体，离物体
的距离有多远等）及状况（抓取的物体滑落等）的传感器。 外部传感器分为末端执行器传感器和环境传感器。 末端执行器传感器：主要装在作为末端执行器的手上，检
11
触觉传感阵列
滑觉传感器
12
力觉传感器
力和力矩的一般检测方法
（1）通过检测物体弹性变形测量力。 （2）通过检测物体压电效应检测力。 （3）通过检测物体压磁效应检测力。 （4）采用电动机、液压马达驱动的设备可以通过检测电动 机电流及液压马达油压等方法测量力或转矩。 （5）装有速度、加速度传感器的设备，可以通过速度与加 速度的测量推出作用力。
30
13
14
腕力传感器
15
接近与距离觉传感器
根据感知距离，接近觉传感器可分为三类；感知近距离（mm级）物 体的有磁力式、气压式、电容式等；感知中距离（大致30mm以内）物体 的有红外式；感知远距离（30CM以外）物体有超声式和激光式。视觉传 感器也可作为接近觉传感器。
16
17
超声波传感器
• 直线型（测量位移） 旋转型（测量角度）
360V
E
3
• 1.2 测速发电机
4
• 1.3 光电编码器
光学编码器是机器人关节伺服中常用的一种检 测装置。可以将机械轴的转角值或直线运动的位移 量转化成相应的电脉冲。
增量式
绝对式
5
6
7
2 外部状况的感觉
（1）物体识别传感器 （2）物体探测传感器 （3）极近物体探测传感器 （4）距离传感器
四 机器人感觉
传感器的种类
1.传感器的分类 内部传感器：检测机器人本身状态（手臂间角度等）的传
感器。 外部传感器：检测机器人所处环境（是什么物体，离物体
的距离有多远等）及状况（抓取的物体滑落等）的传感器。 外部传感器分为末端执行器传感器和环境传感器。 末端执行器传感器：主要装在作为末端执行器的手上，检
11
触觉传感阵列
滑觉传感器
12
力觉传感器
力和力矩的一般检测方法
（1）通过检测物体弹性变形测量力。 （2）通过检测物体压电效应检测力。 （3）通过检测物体压磁效应检测力。 （4）采用电动机、液压马达驱动的设备可以通过检测电动 机电流及液压马达油压等方法测量力或转矩。 （5）装有速度、加速度传感器的设备，可以通过速度与加 速度的测量推出作用力。
30
13
14
腕力传感器
15
接近与距离觉传感器
根据感知距离，接近觉传感器可分为三类；感知近距离（mm级）物 体的有磁力式、气压式、电容式等；感知中距离（大致30mm以内）物体 的有红外式；感知远距离（30CM以外）物体有超声式和激光式。视觉传 感器也可作为接近觉传感器。
16
17
超声波传感器
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。,
- 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)。
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。
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 )
机器人传感器分为内部传感器和外部传感器。 机器人的内部传感器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。 机器人的外部传感器是检测环境、目标的状态 特征，使机器人--环境发生交互作用，从而使 机器人对环境有自校正和自适应能力。 类型：包括触觉传感器、视觉传感器、接近觉 传感器、听觉传感器等。
2. 编码式位移传感器 —— 光电编码器 光电编码器是角度（角速度）检测装置，通过光电 转换，将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲数 字量的传感器。具有体积小，精度高，工作可靠等 优点，应用广泛。 一般装在机器人各关节的转轴上，用来测量各关节 转轴转过的角度。 光电编码器由光栅盘和光电检测装置组成。 常见的光电编码器由光栅盘，发光元件和光敏元件 组成。
5.2 机器人外部传感器
外部传感器用来检测机器人所处环境及目标状 况，从而使得机器人能够与环境发生交互作用 并对环境具有自我校正和适应能力。 如：是什么物体，离物体的距离有多远，抓取 的物体是否滑落等。 广义来看，机器人外部传感器就是具有人类五 官的感知能力的传感器。
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
接触和视觉传感器 接近觉传感器 视觉传感器 超声波传感器 红外传感器 语音合成器
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
通过从结构与功能上模仿人手，实现对各种形 状物体的灵巧操作，精确的力控制与运动控制
三个手指
多指多关节 灵巧机械手
3个关节 复合触觉传感器
角度传感器
电机
多指协调控制 抓取规划
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 )
传感器在机器人身上分布
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 )
5.1 机器人内部传感器
机器人内传感器包括位移（位置）传感器、速 度、加速度传感器等。 一、位置传感器 1.电位器式位移传感器 直线电位器和圆形电位器，用作直线位移和角 位移传感器。 电位器式位移传感器结构简单，性能稳定可靠， 精度高，较方便地选择其输出信号范围。
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 )
光电码盘随电动机转动，输出脉冲信号。根据旋转方向用 计数器对输出脉冲计数就能确定电动机的位移或转速。 根据其刻度方法及信号输出形式，分为增量式、绝对式以 及混合式三种。 透明圆盘上设置n条同心圆环，对环带进行二进制编码。
16 码道 每个码道上
黑（不透光）二进制数的1 白（透光），二进制数的0 码道沿径向具有不同的二进制值。 码盘转动，光电元件接受光信号， 并转成相应的数字电信号。
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 )
增量式编码器
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
E
E：输入电压 L：触头最大移动距离 X：向左端移动的距离 e：电阻右侧的输出电压
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 )
旋转型电位器式位移传感器
直线型电位器式位移传感器
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 )
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 )
电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相 连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。 阻值的变化量反映了位移的量值，阻值的增加 还是减小则表明了位移的方向。 电位器式位移传感器位移和电压关系：
L(2e E)
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
内传感器用于测量 机器人自身状态
内部传感
控制器
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
位置传感器 速度传感器 加速度传感器 力和压力传感器
微动开关
机器人
外部传感
测量与机器人作业有 关的外部环境
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。
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 )
机器人传感器分为内部传感器和外部传感器。 机器人的内部传感器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。 机器人的外部传感器是检测环境、目标的状态 特征，使机器人--环境发生交互作用，从而使 机器人对环境有自校正和自适应能力。 类型：包括触觉传感器、视觉传感器、接近觉 传感器、听觉传感器等。
2. 编码式位移传感器 —— 光电编码器 光电编码器是角度（角速度）检测装置，通过光电 转换，将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲数 字量的传感器。具有体积小，精度高，工作可靠等 优点，应用广泛。 一般装在机器人各关节的转轴上，用来测量各关节 转轴转过的角度。 光电编码器由光栅盘和光电检测装置组成。 常见的光电编码器由光栅盘，发光元件和光敏元件 组成。
5.2 机器人外部传感器
外部传感器用来检测机器人所处环境及目标状 况，从而使得机器人能够与环境发生交互作用 并对环境具有自我校正和适应能力。 如：是什么物体，离物体的距离有多远，抓取 的物体是否滑落等。 广义来看，机器人外部传感器就是具有人类五 官的感知能力的传感器。
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
接触和视觉传感器 接近觉传感器 视觉传感器 超声波传感器 红外传感器 语音合成器
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
通过从结构与功能上模仿人手，实现对各种形 状物体的灵巧操作，精确的力控制与运动控制
三个手指
多指多关节 灵巧机械手
3个关节 复合触觉传感器
角度传感器
电机
多指协调控制 抓取规划
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 )
传感器在机器人身上分布
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 )
5.1 机器人内部传感器
机器人内传感器包括位移（位置）传感器、速 度、加速度传感器等。 一、位置传感器 1.电位器式位移传感器 直线电位器和圆形电位器，用作直线位移和角 位移传感器。 电位器式位移传感器结构简单，性能稳定可靠， 精度高，较方便地选择其输出信号范围。
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 )
光电码盘随电动机转动，输出脉冲信号。根据旋转方向用 计数器对输出脉冲计数就能确定电动机的位移或转速。 根据其刻度方法及信号输出形式，分为增量式、绝对式以 及混合式三种。 透明圆盘上设置n条同心圆环，对环带进行二进制编码。
16 码道 每个码道上
黑（不透光）二进制数的1 白（透光），二进制数的0 码道沿径向具有不同的二进制值。 码盘转动，光电元件接受光信号， 并转成相应的数字电信号。
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 )
增量式编码器
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
E
E：输入电压 L：触头最大移动距离 X：向左端移动的距离 e：电阻右侧的输出电压
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 )
旋转型电位器式位移传感器
直线型电位器式位移传感器
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 )
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 )
电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相 连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。 阻值的变化量反映了位移的量值，阻值的增加 还是减小则表明了位移的方向。 电位器式位移传感器位移和电压关系：
L(2e E)
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
内传感器用于测量 机器人自身状态
内部传感
控制器
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )
位置传感器 速度传感器 加速度传感器 力和压力传感器
微动开关
机器人
外部传感
测量与机器人作业有 关的外部环境
机 器 人 传 感 器知识 概述(P PT59页 )