机器人传感器知识概述(PPT59页)
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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 )
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第5章 机器人传感器
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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。
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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。
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。
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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)
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内传感器用于测量 机器人自身状态
内部传感
控制器
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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ห้องสมุดไป่ตู้ 关的外部环境
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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。
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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。
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传感器在机器人身上分布
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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。
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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
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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
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旋转型电位器式位移传感器
直线型电位器式位移传感器
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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
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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
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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
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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。
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增量式编码器
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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。
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第5章 机器人传感器
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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。
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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。
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。
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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)
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内传感器用于测量 机器人自身状态
内部传感
控制器
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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ห้องสมุดไป่ตู้ 关的外部环境
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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。
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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。
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传感器在机器人身上分布
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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。
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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
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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
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旋转型电位器式位移传感器
直线型电位器式位移传感器
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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
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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
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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
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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。
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增量式编码器
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