机器人传感器(一)

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工业机器人内部传感器

图4-8 光电编码器工作原理图
根据码盘上透光区域与不透光区域分布的不同，光电编码器又可分为相对式（增量式）和绝对式两种类型。
1）相对式光电编码器
测量旋转运动最常见的传感器是相对式光电编码器，其圆形码盘（见图4-9）上的透光区与不透光区相互间隔，均匀分布在码盘边缘，分布密度决定测量的解析度。在码盘两边分别装有光源及光敏元件。
1.2 速度传感器
1．测速发电机
测速发电机是一种模拟式速度传感器，它实际上是一台小型永磁式直流发电机，其结构原理如图4-13所示。
图4-13 直流输出测速发电机结构原理图
当通过线圈的磁通量恒定时，位于磁场中的线圈旋转使线圈两端产生的电压 u（感应电动势）与线圈（转子）的转速成正比，即
u A
1）模拟方式
在模拟方式下，必须有一个频率/电压（F/V）变换器，用来将编码器测得的脉冲频率转换成与速度成正比的模拟电压，其原理如图4-14所示。F/V变换器必须有良好的零输入、零输出特性和较小的温度漂移才能满足测试要求。
图4-14 模拟方式的相对式光电编码器测速
2）数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方式
数字方式测速是利用数学方式通过计算软件计算出速度。角速度是转角对时间的一阶导数，
工业机器人基础
工业机器人内部传感器
1.1 位移传感器
1．电位器式位移传感器
电位器式位移传感器一般用于测量工业机器人的关节线位移和角位移，是位置反馈控制中必不可少的元件，它可将机械的直线位移或角位移输入量转换为与其成一定函数关系的电阻或电压输出。
电位器式位移传感器主要由电阻元件、骨架及电刷等组成。根据滑动触头·运动方式的不同，电位器式位移传感器分为直线型和旋转型两种。
式中，A 为常数。

机器人传感器(1)资料

第
机器人传感器概述
二
章
内传感器
机
外传感器
器
人Байду номын сангаас
传感器的性能指标
传
感
多传感器信息融合技术
器小结
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
一、机器人传感器概述 1、传感器的定义和组成
(1)机器人传感器可狭义的定义为：“将外界的输入信号变换为电信号的一类元件。”如下图所示：
来自外界的信号传感器电信号
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
传感器与感知
感知任务: 获取(感知)自身状态或环境的信息传感器: 用于定量感知自身状态或
环境特定物质属性的
电子/机械/化学设备
感知在移动机器人系统中的地位
定位
建模
感知
位置地图
环境
认知
规划
控制
传感器与感知
感知功能特征
人类/生物感知器官
- 视觉: 眼 (光信息感知, 光) - 听觉: 耳 (声响信息感知, 声音) - 触觉: 皮肤 (物理信息感知, 热) - 嗅觉: 鼻 (气味信息感知, 化学) - 味觉: 舌 (液味信息感知, 化学)
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
一、机器人传感器概述
1、传感器的定义和组成（2）传感器一般由敏感元件、转换部分组成：
➢ 敏感元件（Sensitive element）：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
➢ 转换部件（Transducer）：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。
试着想想对应的传感器
传感器与感知
人所不及的传感能力

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

❖ 目前的压觉传感器主要是分布式压觉传感器，
即通过把分散敏感元件排列成矩阵式格子来设计的。 ❖ 导电橡胶、感应高分子、应变计、光电器件和霍尔元件常被用敏感元件阵列单元。
00:47
压觉传感器原理
❖ 这种传感器是对小型线性调整器的改进。 ❖ 在调整器的轴上安装了线性弹簧。一个传感器有l0mm的有效行
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力觉ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ 力觉传感器的作用 ❖ 关节力传感器 ❖ 腕力传感器 ❖ 基座力传感器
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力觉传感器的作用
1. 感知是否夹起了工件或是否夹持在正确部位； 2. 控制装配、打磨、研磨抛光的质量； 3. 装配中提供信息、以产生后续的修正补偿运
动来保证装配质量和速度 4. 防止碰撞、卡死和损坏机件。
“电脑化”是这代机器人的重要标志。
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机器人传感器的分类
❖ 机器人传感器可分为内部检测传感器及外界检测传感器两大类。
❖ 内部检测传感器是以机器人本身的坐标轴来确定其位置，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。
❖ 外界检测传感器用于机器人对周围环境、日标构的状
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机器人传感器
00:47
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
00:47
概述
❖ 机器人与传感器 ❖ 机器人传感器分类
00:47
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
00:47
机器人及机器人传感器的定义
人工皮肤触觉传感器的研究重点
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工业机器人外部传感器

图4-27 超声波式接近觉传感器工作原理图
被测距离L有：
L VT 2
1.4 视觉传感器
1．视觉传感器概述
视觉传感器又称为摄像管，它是采用光电转换原理摄取平面光学图像，并使其转换为电子图像信号的器件。
视觉传感器必须具备两个作用：一是将光信号转换为电信号；二是将平面图像上的像素进行点阵取样，并把这些像素按时间取出。
视觉传感器在工业机器人中的应用类型大致可以分为三类，即视觉检验、视觉导引和过程控制；其应用领域包括电子工业、汽车工业、航空工业以及食品和制药等。
2．光导摄像管
如图4-29（a）所示，光导摄像管外面有一圆柱形玻璃外壳2，内部有位于一端的电子枪7以及位于另一端的屏幕1和光敏层3。加在线圈6，9上的电压将电子束聚焦并使其偏转。偏转电路驱使电子束对光敏层的内表面扫描以便“读取”图像。
图4-24 振动式滑觉传感器
1.3 接近觉传感器
接近觉传感器是工业机器人用来探测自身与周围物体之间相对位置或距离的一种传感器，它探测的距离一般在几毫米到十几厘米之间。接近觉传感器按照转换原理的不同，可分为电涡流式、光纤式和超声波式等类型。
1．电涡流式接近觉传感器
当导体在一个不均匀的磁场中运动或处于一个交变磁场中时，其内部便会产生感应电流。这种感应电流称为电涡流，这一现象称为电涡流现象，电涡流式接近觉传感器便是利用这一原理制作的。
（a）结构
（b）电子束扫描方式图4-29 光导摄像管
1—屏幕；2—玻璃外壳；3—光敏层；4—网格；5—电子束； 6—光束聚焦线圈；7—电子枪；8—引脚；9—光束偏转线圈
3．CCD传感器
CCD传感器与一般摄像管相比，具有重量轻、体积小、寿命长、功耗低等优点，它使用一种高感光度的半导体材料制成，能将光线转变成电荷，通过模/数转换器转换成数字信号。数字信号经过压缩以后的数据传输至计算机，并借助于计算机的处理手段，根据任务需要反馈给执行器。

工业机器人传感器概述

5．重复性
重复性是指传感器在其输入信号按同一方式进行全量程连续多次测量时，相应测量结果的变化程度。对于多数传感器来说，重复性指标优于精度指标。这些传感器的精度指标不一定很高，但只要它的温度、湿度、受力条件和其他参数不变，传感器的测量结果也没有较大的变化。同样，传感器重复性也应考虑使用条件和测量方法的问题。
4．重量轻、体积小
对于安装在工业机器人臂部等运动部件上的传感器，重量要轻，否则会加大运动部件惯性，影响机器人的运动性能。对于工作空间受到某种限制的机器人，体积和是否安装方便的要求也是必不可少的。
工业机器人基础
对被测量物定向、定位；目标分类与识别；控制操作；抓取物体；检查产品质量；适应环境变化；修改程序
1.2 传感器的性能指标
1．灵敏度
灵敏度是指传感器的输出信号达到稳定时，输出信号变化 y 与输入信号变化 x 的比值。假如传感器的输出和输入呈线性关系，其灵敏度可表示为
S y x
式中，S 为传感器的灵敏度； y 为传感器输出信号的增量； x 为传感器输入信号的增量。
分类
内部传感器
视觉
外部传感器
非视觉
类别位移速度加速度力姿态角
单点视觉线阵视觉平面视觉立体视觉接近（距离）觉
温度接触觉
滑觉测机器人自身状态，如自身的运动、位置和姿态等信息
控制机器人按规定的位置、速度、加速度、轨迹和受力状态等工作
检测外部状况，如作业中对象或障碍物状态以及工业机器人与环境的相互作用信息，使机器人适应外界环境的变化
图4-2 传感器的线性度
3．精度
精度是指传感器的测量输出值与实际被测量值之间的误差。在工业机器人系统设计中，应该根据系统的工作精度要求选择合适的传感器精度。

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

机器人传感器的分类

机器人传感器的分类一、激光传感器激光传感器是机器人中常用的一种传感器，它利用激光束来测量目标物体的位置和距离。

激光传感器通过发射激光束并接收反射回来的光信号来实现测距和测量目标物体的形状和位置。

激光传感器广泛应用于机器人导航、障碍物检测、三维重建等领域。

二、摄像头传感器摄像头传感器是机器人中常见的一种传感器，它可以捕捉和记录环境中的图像和视频。

摄像头传感器可以用于视觉导航、目标识别、人脸识别等任务。

通过分析摄像头传感器捕捉到的图像和视频，机器人可以获取环境信息，从而做出相应的决策和行动。

三、触觉传感器触觉传感器是机器人中用于感知和测量物体接触力和变形的传感器。

触觉传感器可以通过测量物体的压力、形变、温度等参数来感知物体的状态。

触觉传感器广泛应用于机器人抓取、物体识别、力控制等领域。

四、声音传感器声音传感器是机器人中用于感知和识别声音的传感器。

声音传感器可以通过捕捉环境中的声音信号来判断声源的位置、音量、频率等信息。

声音传感器广泛应用于语音识别、环境监测、声音定位等任务。

五、气体传感器气体传感器是机器人中用于感知和检测气体浓度和成分的传感器。

气体传感器可以检测环境中的有害气体、温室气体等，帮助机器人判断环境是否安全和适宜。

气体传感器广泛应用于环境监测、气体泄漏检测、空气质量监测等领域。

六、温湿度传感器温湿度传感器是机器人中用于感知和测量环境温度和湿度的传感器。

温湿度传感器可以帮助机器人判断环境是否适宜，从而做出相应的调整和决策。

温湿度传感器广泛应用于农业、气象、室内环境监测等领域。

七、距离传感器距离传感器是机器人中用于测量目标物体与机器人之间距离的传感器。

距离传感器可以通过测量光、声波、电磁波等的传播时间或强度来计算距离。

距离传感器广泛应用于机器人导航、避障、物体检测等任务。

八、惯性传感器惯性传感器是机器人中用于感知和测量机器人姿态和运动状态的传感器。

惯性传感器可以测量机器人的加速度、角速度和方向等参数。

机器人常用的传感器有哪几种

机器人常用的传感器有哪几种机器人常用传感器根据检测对象的不同可分为内部传感器和外部传感器。

内部传感器主要用来检测机器人本身状态（如手臂间角度），多为检测位置和角度的传感器。

外部传感器主要用来检测机器人所处环境（如是什么物体，离物体的距离有多远等）及状况（如抓取的物体是否滑落）的传感器。

具体有物体识别传感器、物体探伤传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器，听觉传感器等。

1、二维视觉传感器二维视觉传感器主要就是一个摄像头，它可以完成物体运动的检测以及定位等功能，二维视觉传感器已经出现了很长时间，许多智能相机可以配合协调工业机器人的行动路线，根据接收到的信息对机器人的行为进行调整。

2、三维视觉传感器最近三维视觉传感器逐渐兴起，三维视觉系统必须具备两个摄像机在不同角度进行拍摄，这样物体的三维模型可以被检测识别出来。

相比于二维视觉系统，三维传感器可以更加直观的展现事物。

3、力扭矩传感器力扭矩传感器是一种可以让机器人知道力的传感器，可以对机器人手臂上的力进行监控，根据数据分析，对机器人接下来行为作出指导。

4、碰撞检测传感器工业机器人尤其是协作机器人最大的要求就是安全，要营造一个安全的工作环境，就必须让机器人识别什么事不安全。

一个碰撞传感器的使用，可以让机器人理解自己碰到了什么东西，并且发送一个信号暂停或者停止机器人的运动。

5、安全传感器与上面的碰撞检测传感器不同，使用安全传感器可以让工业机器人感觉到周围存在的物体，安全传感器的存在，避免机器人与其他物体发生碰撞。

6、电磁传感器现代的磁旋转传感器主要包括有四相传感器和单相传感器。

在工作过程中，四相差动旋转传感器用一对检测单元实现差动检测，另一对实现倒差动检测。

这样，四相传感器的检测能力是单元件的四倍。

而二元件的单相旋转传感器也有自己的优点，也就是小巧可靠的特点，并且输出信号大，能检测低速运动，抗环境影响和抗噪声能力强，成本低。

因此单相传感器也将有很好的市场。

机器人含有哪些主要传感器？

机器人含有哪些主要传感器？1、机器人视觉传感器20世纪50年代后期出现，发展十分迅速，是机器人中最重要的传感器之一。

机器视觉从20世纪60年代开始首先处理积木世界，后来发展到处理室外的现实世界。

20世纪70年代以后，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，图像理解技术还很落后。

2、力觉传感器机器人力传感器就安装部位来讲，可以分为关节力传感器、腕力传感器和指力传感器。

国际上对腕力传感器的研究是从20世纪70年代开始的，主要研究单位有美国的DRAPER实验室、SRI研究所、IBM公司和日本的日立公司、东京大学等单位。

3、触觉传感器作为视觉的补充，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。

触觉研究从20世纪80年代初开始，到20世纪90年代初已取得了大量的成果。

4、接近觉传感器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)物的接近程度，移动机器人可以实现避障，操作机器人可避免手爪对目标物由于接近速度过快造成的冲击。

5、听觉传感器(1)特定人的语音识别系统特定人语音识别方法是将事先指定的人的声音中的每一个字音的特征矩阵存储起来，形成一个标准模板(或叫模板)，然后再进行匹配。

它首先要记忆一个或几个语音特征，而且被指定人讲话的内容也必须是事先规定好的有限的几句话。

特定人语音识别系统可以识别讲话的人是否是事先指定的人，讲的是哪一句话。

(2)非特定人的语音识别系统非特定人的语音识别系统大致可以分为语言识别系统，单词识别系统，及数字音(0~9)识别系统。

非特定人的语音识别方法则需要对一组有代表性的人的语音进行训练，找出同一词音的共性，这种训练往往是开放式的，能对系统进行不断的修正。

在系统工作时，将接收到的声音信号用同样的办法求出它们的特征矩阵，再与标准模式相比较。

看它与哪个模板相同或相近，从而识别该信号的含义。

机器人含有哪些主要传感器?如上所述。

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。
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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。

小学信息技术教案机器人的传感器

小学信息技术教案机器人的传感器小学信息技术教案：机器人的传感器引言：随着科技的不断进步和发展，机器人逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。

机器人在各个领域都有着广泛的应用，其中教育领域也逐渐开始引入机器人技术。

为了帮助小学生更好地理解和学习信息技术知识，本教案将重点讲解机器人的传感器，帮助学生了解机器人传感器的类型、作用和应用。

一、什么是机器人传感器？机器人传感器是机器人的重要组成部分，它能感知外部环境的信息，并将其转化为机器人能够理解和处理的数据。

传感器在机器人的运行和交互中起着至关重要的作用。

二、机器人传感器的类型及作用1. 触觉传感器：触觉传感器可以帮助机器人感知和判断物体的硬度、温度以及触摸的力度。

在机器人与环境和人类进行交互时，触觉传感器的作用非常重要。

2. 光电传感器：光电传感器可以感知环境中的光线强度、颜色以及物体的位置等信息。

它广泛用于机器人导航、物体识别和跟踪、颜色排序等任务上。

3. 超声波传感器：超声波传感器可以测量距离，并通过计算声波的反射时间来确定物体的位置。

这种传感器常用于避障、测距和定位等应用中。

4. 声音传感器：声音传感器可以感知环境中的声音，并将声音信号转化为机器人可读取的数据。

它可以用于语音识别、控制机器人移动等任务。

5. 温度传感器：温度传感器可以测量环境的温度变化。

在机器人的控制和调节中，温度传感器可以确保机器人在适宜的温度范围内工作。

6. 压力传感器：压力传感器可以感知和测量物体或环境的压力变化。

在机器人制作和操控中，压力传感器的应用可以帮助机器人避免碰撞、控制手势等。

7. 加速度传感器：加速度传感器可以感知物体的加速度变化，帮助机器人判断周围环境的运动状态和平衡情况。

三、机器人传感器的应用举例1. 机器人小车避障：使用超声波传感器可以帮助机器人小车检测前方障碍物的距离，从而避免碰撞。

2. 机器人语音控制：使用声音传感器可以实现机器人的语音识别功能，使其能够根据人类的口令进行相应的动作或操作。

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

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。,

《机器人传感器》学习任务单

《机器人传感器》学习任务单一、学习目标1、了解机器人传感器的定义、分类和作用。

2、掌握常见机器人传感器的工作原理和特点。

3、能够根据机器人的应用场景选择合适的传感器。

4、学会分析传感器数据，并理解其对机器人控制和决策的影响。

二、学习资源1、相关教材：《机器人技术基础》、《传感器原理与应用》等。

2、在线课程：各大在线教育平台上的机器人传感器相关课程。

3、学术论文：通过学术数据库检索最新的研究成果。

4、科普视频：在视频网站上搜索有关机器人传感器的科普视频。

三、学习内容（一）机器人传感器的概述1、定义和重要性机器人传感器是一种能够感知机器人周围环境和自身状态的装置，它为机器人提供了获取外部信息的途径，是机器人实现智能化、自主化的关键组成部分。

2、分类（1）按测量对象分类内部传感器：用于测量机器人自身的状态参数，如关节角度、速度、加速度、电机电流等。

外部传感器：用于感知机器人周围的环境信息，如距离、光线、声音、温度、压力等。

（2）按工作原理分类物理传感器：基于物理效应进行测量，如光电传感器、压电传感器、电磁传感器等。

化学传感器：用于检测化学物质的浓度、成分等，如气体传感器。

生物传感器：利用生物活性物质的选择性识别能力进行测量。

（二）常见机器人传感器的工作原理和特点1、视觉传感器（1）工作原理：通过摄像头获取图像信息，然后利用图像处理算法进行分析和识别。

（2）特点：能够提供丰富的环境信息，但数据处理量大，对计算能力要求高。

2、距离传感器（1）激光测距传感器：通过发射激光并测量反射光的时间来计算距离。

特点：测量精度高，速度快，但成本较高。

（2）超声波传感器：利用超声波的反射来测量距离。

特点：成本较低，但测量精度和速度相对较低。

3、力传感器（1）应变式力传感器：基于应变片的变形测量力的大小。

特点：精度较高，但测量范围有限。

（2）压电式力传感器：利用压电材料的压电效应测量力。

特点：响应速度快，适用于动态力的测量。