工业机器人的环境感觉技术
机器人的感知与控制技术
机器人的感知与控制技术一、机器人的概述机器人是一种自动化装置，最初是为了重复性的工作而设计的。
机器人可以自主进行任务，掌握一定的知识和技能，以专业领域为主要应用方向，常见的有工业机器人、服务机器人等，随着人类对机器人的不断探索和发展，机器人已经成为现代工业生产的重要一环。
二、机器人感知技术机器人的感知技术是指机器人利用传感器等设备对其环境进行观察和感知，从而获得信息和数据，进行决策和行动。
机器人的感知技术主要包括视觉、听觉、触觉、力觉等方面。
1. 机器人的视觉感知技术机器人的视觉感知技术是机器人的重要技术之一，主要通过图像处理技术实现。
机器人通过搭载高清摄像头、红外线摄像头、激光雷达等设备对周围环境进行拍摄和监测，利用数字信号处理技术进行图像重建和分析，从而完成对周围环境的感知和理解。
机器人视觉感知技术的应用领域非常广泛，包括无人驾驶、智能安防等领域。
2. 机器人的听觉感知技术机器人的听觉感知技术是机器人用于声音和声波接收和识别的技术，主要用于环境感知和语音交互等方面，主要包括麦克风、声音传感器等设备。
机器人通过识别声音并进行处理，可以获得环境变化和信息，从而更好地完成相应的任务。
3. 机器人的触觉、力觉感知技术机器人的触觉、力觉感知技术主要是通过搭载力传感器、压力传感器、振动传感器等设备对周围环境进行感知。
机器人可以通过对不同物体的触感信息和力学特性的检测，完成对物体质量、形状、硬度等特性的分析，并加以分类和处理。
三、机器人控制技术机器人控制技术是机器人完成任务的重要手段和方法，它主要分为硬件控制和软件控制两方面。
1. 机器人的硬件控制技术机器人的硬件控制技术是指通过搭载电机、传感器、执行器等设备实现机器人的运动和与环境的交互。
硬件控制技术的目标是提高机器人的灵敏度和运动稳定性，保证机器人能够在实际应用中具备高精度、高可靠性的运动控制特性。
2. 机器人的软件控制技术机器人的软件控制技术是指通过编写程序控制机器人的运动和任务执行。
机器人视觉技术在工业自动化中的应用案例分析
机器人视觉技术在工业自动化中的应用案例分析随着科技的不断发展，机器人视觉技术在工业自动化中的应用也越来越广泛。
通过机器视觉技术，机器人能够实现对周围环境的感知和理解，从而更加智能地执行任务。
本文将通过分析几个实际案例，探讨机器人视觉技术在工业自动化中的应用以及带来的效益。
案例一：品质检测在许多生产线上，机器人被广泛用于产品的品质检测。
传统的品质检测通常需要大量的人力，并且容易受到人为因素的影响，导致误判和漏检。
而采用机器人视觉技术进行品质检测能够有效地降低成本并提高检测的准确性。
一个典型的应用案例是在电子制造业中的电路板检测。
通过机器视觉系统，机器人可以快速高效地检测电路板上的元器件位置、焊接点连接情况以及缺陷等信息。
这种自动化的检测过程不仅大大降低了人力成本，还能够提高检测的准确性和稳定性。
案例二：物料识别和定位在物流仓储行业中，机器人视觉技术也被广泛运用于物料的识别和定位。
以货物分拣为例，传统的分拣过程需要大量人力，并且速度较慢，容易出现错误。
而采用机器人视觉技术可以实现对货物的自动识别和定位，从而实现快速高效的分拣。
通过机器视觉系统，机器人能够识别货物上的条形码、二维码等信息，并根据预设的分拣规则将其送到指定的位置。
这种自动化的物料识别和定位技术能够大大提高分拣的速度和准确性，减少人力成本，并且能够适应不同尺寸和形状的货物。
案例三：装配和组装在制造业中，机器人视觉技术也被广泛应用于装配和组装过程中。
传统的装配和组装需要人工参与，费时费力且容易出错。
而采用机器人视觉技术可以实现对零部件的自动识别和定位，从而实现快速高效的装配和组装。
通过机器视觉系统，机器人能够准确识别零部件的位置和方向，并将其精准地装配到指定的位置上。
这种自动化的装配和组装过程不仅提高了生产效率，还大大降低了错误率和人力成本。
综上所述，机器人视觉技术在工业自动化中的应用具有巨大的潜力和市场需求。
通过机器视觉系统，机器人能够实现对环境的感知和理解，从而实现更加智能化的工业自动化。
工业机器人技术概述
工业机器人技术概述
工业机器人技术指的是用于辅助或替代人类工作的自动化机器人。
工业机器人通常由机械结构、传感器、控制系统和程序控制等组成。
机械结构是工业机器人的物理部分，通常由关节、电动机以及连杆等组成。
这些部件使工业机器人能够进行各种操作，如抓取、装配、焊接等。
传感器是工业机器人的感知装置，用于感知周围环境、物体的位置、力量等信息。
常用的传感器包括视觉传感器、力传感器、激光传感器等。
控制系统是工业机器人的核心部分，负责对机器人进行精确的控制和协调操作。
控制系统通常由控制器、伺服驱动器、编码器等组成，可以根据输入的指令控制机器人的运动。
程序控制是工业机器人实现特定任务的操作指令。
程序控制可以通过编程、学习或传感器反馈等方式进行。
工业机器人技术的应用广泛，可以在制造业中实现自动化生产线的组装、搬运、加工等操作。
工业机器人可以提高生产效率、降低生产成本，并且可以在危险或繁重任务中替代人力，提高工作环境的安全性和舒适性。
总而言之，工业机器人技术是一种利用自动化和智能化技术来改进制造业生产过程的技术，具有广阔的应用前景。
工业机器人的基本工作原理
工业机器人的基本工作原理工业机器人是现代工业生产中的重要设备，它能够自动完成各种重复性、高精度和危险性较高的任务。
工业机器人的基本工作原理是通过传感器感知环境，经过控制系统的指令，驱动机械臂进行精确的运动和操作。
本文将介绍工业机器人的基本工作原理，包括传感器技术、控制系统和机械臂的运动方式。
一、传感器技术传感器是工业机器人的重要组成部分，它能够感知周围环境的信息，并将其转化为机器人能够理解和处理的信号。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器、位置传感器等。
视觉传感器能够模拟人眼的功能，通过摄像头获取图像信息，并通过图像处理算法进行分析和识别。
它可以帮助机器人感知物体的位置、形状和颜色等信息，实现精确的定位和抓取。
力传感器用于测量机器人与物体之间的力和力矩，以实现对物体的精确控制。
通过力传感器，机器人能够根据物体的重量和形状，调整自身的动作和力度，保证操作的准确性和安全性。
位置传感器用于测量机器人各关节的位置和角度，以实现机械臂的精确运动。
通过位置传感器，机器人能够准确控制每个关节的角度和速度，实现复杂的动作和操作。
二、控制系统控制系统是工业机器人的核心部分，它负责接收传感器的信号，并根据预设的程序和算法，控制机械臂的运动和操作。
控制系统通常由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括中央处理器、输入输出接口、电机驱动器等。
中央处理器是控制系统的核心，它负责处理传感器信号、执行控制程序和算法，并发送指令给电机驱动器。
输入输出接口用于与传感器和执行器进行数据交换，实现信息的输入和输出。
软件部分包括控制程序和算法。
控制程序是预先编写好的指令集，用于控制机械臂的运动和操作。
算法是根据具体任务和环境设计的数学模型，用于实现机器人的感知、规划和决策。
控制程序和算法可以根据需要进行修改和优化，以适应不同的工作场景和任务需求。
三、机械臂的运动方式机械臂是工业机器人的关键组成部分，它负责完成各种运动和操作。
机械臂的运动方式通常包括旋转、平移和弯曲等。
《工业机器人技术》课程教学设计
《工业机器人技术》课程教学设计摘要：《工业机器人技术》课程是新工科专业重要的专业课，实践性较强，在培养学生专业能力方面占有重要的地位。
通过本课程的学习，学生可以了解机器人概况，掌握工业机器人运动学动力学知识、掌握工业机器人典型应用、具备分析与解决工业机器人编程问题的能力。
该课程通过项目化教学形式，培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生创新意识和工程意识，培养学生在工业机器人应用方面的实践动手能力，支撑专业学习成果中相应指标点的达成。
关键词：工业机器人；项目化教学；工程意识1、课程建设思路《工业机器人技术》是电气类应用性较强的专业核心课程，课程分为理论教学和项目实践两个部分。
理论课分为工业机器人概述、工业机器人的机械结构、工业机器人运动学和动力学、工业机器人的环境感知技术、工业机器人的控制技术、工业机器人编程六个部分；项目实践环节分为仿真实验和机器人实操两个部分，仿真实验部分主要采用Matlab进行设计，项目实操主要为工业机器人工程项目练习。
由于该门课程所讲述的知识在工程应用较为广泛，可在在项目设计环节融入思政元素，培养学生的工匠精神，激发学生学习热情以及爱国主义精神。
2、课程建设目标课程目标1 增强对所学知识和规律进行整理、归纳、总结和消化吸收的能力；具有发现问题，解决问题的能力，围绕教学内容，阅读参考文书籍和资料，自主学习能力。
课程目标2. 学习态度端正，课堂表现积极。
通过作业和课堂讨论，学会简明扼要地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
养成独立思考，深入钻研问题的习惯。
在实验环节，培养良好的团队沟通能力、独立工作能力和团队协作能力。
课程目标3. 掌握工业机器人系统构成、工业机器人编程等知识和进行机器人工作站系统建模及仿真等技术，具有一定工业机器人编程及仿真设计能力。
结合仿真软件平台学习及机器人本体实操练习，了解工业机器人的基本概念，掌握机器人仿真软件的使用方法，掌握机器人本体I/O通讯设置、程序数据及坐标系设定，掌握机器人的程序指令系统等机器人基本使用方法。
机器人技术入门机器人的感知和控制方法
机器人技术入门机器人的感知和控制方法机器人技术入门：机器人的感知和控制方法机器人技术作为一门前沿的交叉学科，正在以令人惊叹的速度推动着工业、医疗、农业等领域的发展。
机器人的感知和控制是实现机器人智能化的关键，本文将从感知和控制两个方面来介绍机器人技术的入门知识。
一、机器人的感知方法机器人的感知能力是指机器人可以通过感知和获取环境信息，从而对周围环境做出响应。
常见的机器人感知方法包括视觉感知、声音感知、触觉感知和环境感知。
1. 视觉感知视觉感知是指机器人通过摄像头等设备获取环境中的视觉信息。
机器人可以通过图像处理技术来实现对各种物体的检测、识别和跟踪。
视觉感知在工业机器人、无人驾驶等领域有广泛应用。
2. 声音感知声音感知是机器人通过麦克风等设备获取环境中的声音信息。
机器人可以通过语音识别技术来理解和解释人类的语言，进而进行智能对话和指令执行。
3. 触觉感知触觉感知是指机器人通过传感器获取环境中的力、压力等触觉信息。
机器人可以通过触觉传感器感知到物体的形状、硬度等属性，从而实现对物体的抓取和操作。
4. 环境感知环境感知是指机器人通过激光雷达、红外线传感器等设备获取环境中的距离、障碍物等信息。
这些信息可以帮助机器人进行避障、定位等任务。
二、机器人的控制方法机器人的控制方法是指通过规划和执行一系列动作来实现对机器人行为的指导和控制。
常见的机器人控制方法包括路径规划、运动控制和行为控制。
1. 路径规划路径规划是指机器人在环境中寻找最佳路径以达到特定目标的过程。
机器人可以通过遗传算法、A*算法等来进行路径规划，以实现自主导航和定位。
2. 运动控制运动控制是指机器人根据路径规划结果进行具体动作的实现过程。
机器人可以通过轨迹规划、运动学模型等方法来控制自身的移动、旋转等。
3. 行为控制行为控制是指机器人根据感知的环境信息来选择合适的动作策略。
机器人可以通过集成不同模块的行为控制器来实现对复杂环境的感知与决策。
三、机器人的发展趋势随着机器人技术的不断进步，未来机器人的感知和控制方法将更加智能化和多样化。
机器人感知技术 第一章 机器人系统与感知
应用
工业机器人
多关节机械手或 多自由度机器人
机器人系统
特种机器人 （服务机器人）
家庭服务机器人 军用机器人 水下机器人 空中飞行机器人 软体机器人 农业机器人
机器人定义及应用
汽车喷涂机器人通常是集成在工业产线上，采用多轴 机械臂的工业机器人单元，手臂有较大运动空间可做复 杂轨迹运动，腕部一般有多个自由度可灵活运动，可自 动完成漆料喷涂等工作。
卡雷尔·查培克（或 译为卡雷尔·恰佩克 ）
机器人定义及应用
定义
美国机器人协会
联合国标准化组织
“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不 同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门 系统”。
机器人定义及应用
应用
机器人系统 应用环境
制造环境下的工业机器人
非制造环境下的服务与 仿人型机器人
机器人定义及应用
图1-11 德国不莱梅FRIEND系列第四代助老助 残机器人
机器人定义及应用
机器人结构和组成
机械部分
机器人系统
感知部分
控制部分
大脑
眼睛、耳朵、 触摸...
感觉
手臂、腿、 躯干...
躯体
控制部分
感知部分
视觉、听觉、 触觉...
机械部分
机器人结构和组成
机械部分
机械部分
机身 移动机构
车轮式、腿足式、履带式、步进移动式、蠕动式、混 合移动式、蛇形式
1、接收任务指令，或感知系统反馈信息； 2、控制机器人的执行机构去完成规定的运动和功能
机器人结构和组成
控制部分
任务规划
机器人示教
人
命
机
令
接
理
口
工业机器人-智能传感与感知ppt课件
SRI腕力传感器应变片连接方式
外部传感器
（3）距离传感器
距离传感器可用于机器人导航和回避障碍物，也可用于机器人空间内的物体进行定 位及确定其一般形状特征。
1) 超声波测距法
超声波是频间隔推算 出距离。缺点:波束较宽，其分辨力受到严重的限制，主要用于导航和回避障碍物。
定义
种类
• 移动机器（AGV） • 点焊机器人 • 弧焊机器人 • 激光加工机器人 • 真空机器人-真空中使用（半导体工业） • 洁净机器人-洁净环境使用
种类
• 移动机器（AGV）-自动移载
KUKA
种类
• 移动机器（AGV）-自动移载
平移、自转-子母轮
种类
解决方案
四大家族
ABB
KUKA
FANUC
工业机器人
人机协作
感知能力
工业机器人
人机协作
ABB-YuMi人机协作机器人
YuMi是全球首款名副其 实的人机协作机器人， 既能与人类并肩执行相 同的作业任务，又可确 保其周边区域安全无虞。 无论是手表、平板电脑 还是其他各类产品,YuMi 都能轻松处理，甚至连 穿针引线也不在话下， YuMi将彻底改变我们对 装配自动化的固有思维。
2) 滑觉传感器有滚动式和球式，还有一种通过振动检测滑觉的 传感器。物体在传感器表面上滑动时，和滚轮或环相接触， 把滑动变成转动。
外部传感器
例如振动式滑觉传感器，表面伸出的触针能和物体接触，物 体滚动时，触针与物体接触而产生振动，这个振动由压电传感器 或磁场线圈结构的微小位移计检测。
外部传感器
（2）力觉传感器
原理：三角测量法、立体视觉法等等。
多传感器数据融合
多传感器数据融合算法简介
《工业机器人技术基础》课程教学大纲
《工业机器人技术基础》课程教学大纲一、课程地位与作用工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。
这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。
工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸方面具有举足轻重的地位。
本课程是以工业机器人概述、基本组成及技术参数、本体与控制器连接、末端操作器、工业机器人的环境感觉技术、编程语言介绍、工业机器人系统集成项目流程等为研究对象的一门专业基础课。
二、教学目标学生通过对本课程的学习，熟知工业机器人使用及搬运安全事项；了解工业机器人常见国际品牌与国内品牌；掌握工业机器人的三大组成部分和六个子系统；工业机器人的主要技术参数和常用软件，工业机器人末端操作器种类与应用等，让学生对工业机器人的定义、发展历史及前景、运用领域、基本组成、主要技术参数有一个初步的认识，为后面的专业核心课程打下理论基础，培养学生的学习兴趣，建立长期的学习计划。
同时树立示教器、专用设备、教具使用的安全意识及保养意识，使学生初步具备分析和解决基础技术问题的能力。
三、课程教学内容与方法设计第一章绪论【教学目标】1.掌握工业机器人行业典型应用、市场前景；2.熟知工业机器人品牌认识及行业应用前景；3.熟知使用机器人安全注意事项以及机器人的分类。
【重点难点】1.工业机器人的应用环境；2.工业机器人的使用安全；【教学内容】1.机器人的分类；2.工业机器人的应用环境，工业机器人的历史发展；3.工业机器人家族介绍；4.工业机器人应用安全注意事项。
【教学方法与设计】1.本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。
通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学，在讲解过程中注重与学生互动。
2.如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。
《工业机器人技术基础》教学课件 模块5 工业机器人传感技术
单元2 工业机器人传感技术应用
目录
单元1 工业机器人传感技术基础 单元2 工业机器人传感技术应用
单元1 工业机器人传感技术基础
单元1 工业机器人传感技术基础
一、传感技术概述
传感技术是利用传感器采集环境信息的一种自动化技术。传感器是基于内部的物理、化学变化，将之变换成电信号 （电压、电流和频率）的装置。
传感技术是实现自动检测和控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体 变得“活”了起来。从物联网角度看，传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。
单元2 工业机器人传感技术应用
四、视觉识别
为了能够胜任更复杂的工作，机器人不但要有更好的控制系统，还需要更多地感知环境的变化。其中，机器视觉技术以其可获 取的信息量大、信息完整而成为机器人最重要的感知功能。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正 常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。如果没有优质的传感器，现代化生产也就失去了基础。
单元1 工业机器人传感技术基础
三、传感技术的功能
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展已经步入众多新领域，例如在宏观上要观测距 离地球上千光年的茫茫宇宙，微观上要观测小到飞米的粒子世界，纵向上要观测长达数十万年的天体演化，以及短到飞 秒量级的瞬间反应。此外，还出现了各种前端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场 等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先 就在于获取对象信息存在困难，而一些基于新机理的高灵敏度检测传感器的出现，往往会促进该领域内的技术突破。传 感器技术的发展，常常是一些前沿型学科取得进展的先驱力量。
机器人感觉信息处理技术分析
机器人感觉信息处理技术分析摘要：在我国社会经济水平以及科学技术水平不断提高的背景下，越来越多的新兴科学技术应用于社会生产生活中。
工业机器人技术是我国当前着重发展的一种新型科技，其融合了多行业领域知识科技，具有多种优势优点，将其充分应用于我国工业生产中，能够发挥出其功能与价值，推动我国工业持续健康发展。
机器人信息处理是机器人发展的核心技术，决定了机器人的运动稳定性与可靠性，机器人通过传感器得到视觉、听觉、触觉等信息，相当于人类的“大脑”。
基于机器人的基本结构组成与特性，系统论述了机器人感觉信息处理核心技术与信息处理技术，研究结果以期为提升相关研究人员对机器人的研究提供理论参考与借鉴。
关键词：机器人；感觉；信息处理引言机器人身上安装了许多传感器接收外部信息，目前常见的机器人传感器主要包括视觉传感器、触觉传感器、位移传感器、气敏传感器、光敏传感器和声敏传感器等，外界信息由传感器传给机器人体内的计算机，将相关信息处理后，机器人就会像人类一样拥有各种感觉，如听觉、触觉和视觉，比如机器人有距离的感觉，有力气大小的感觉，能识别物体和颜色，能感知外界温度变化等。
1工业机器人技术分析1.1工业机器人机械结构对工业机器人而言，以机械结构为主要标准划分为串联和并联机器人，前者采用了串联机械机构，主要是通过减速器和电机来为其提供驱动，并选择旋转关节为该过程中的作用点，这样一来在单一轴运行运转阶段不会对其他轴坐标原点产生任何影响。
而并联机器人机械结构涉及两个及以上独立运动链，且拥有大于两个的自由度，通过并联方式来实现驱动的效果。
将两种工业机器人类型进行对比得知，虽然串联工业机器人操作起来相对比较简单，然而其位置反解操作具有比较大的难度，而并联工业机器人位置反解较为简单，但是位置正解较为困难，具有微动精度较高、刚度大一级运动负荷小等优势。
在实际的应用过程中，需要根据不同工业生产的需求选择不同类型工业机器人。
1.2工业机器人驱动系统当前工业机器人的驱动系统主要有三种类型，分别为液压驱动、电机驱动以及气压驱动，其中液压驱动方式多出现在早期工业机器人中，在实际应用阶段存在低速稳定性差、运行噪声大及泄压明显等相关问题，同时功率单位换算具有相对比较复杂的流程。
使用计算机视觉技术进行环境感知的方法与技巧
使用计算机视觉技术进行环境感知的方法与技巧随着计算机视觉技术的快速发展，越来越多的应用场景需要借助计算机视觉来感知环境。
无论是自动驾驶汽车、智能家居系统还是工业机器人，环境感知都扮演着重要的角色。
本文将介绍一些使用计算机视觉技术进行环境感知的方法与技巧。
首先，图像采集是环境感知的基础。
为了获取环境信息，需要使用摄像头等设备对目标区域进行图像采集。
而后，对采集到的图像进行预处理。
预处理包括图像去噪、图像增强、图像分割等步骤，以提高后续处理的效果。
其中，图像去噪可以通过降低图像的噪声水平，使图像更加清晰；图像增强则可以通过增强图像的对比度、亮度等属性，提升图像的质量；图像分割则可以将图像分割成多个区域，便于进一步的处理。
其次，特征提取是环境感知中的重要环节。
通过提取图像中的特征信息，可以更好地理解环境。
常用的特征提取方法包括边缘检测、角点检测、纹理特征提取等。
边缘检测能够将图像中的边缘信息提取出来，用于物体的检测和识别；角点检测则能够找到图像中的角点位置，常用于定位和匹配；纹理特征提取则利用图像中的纹理信息，用于物体分类和识别。
通过合理选择和组合这些特征提取方法，可以得到更全面准确的环境感知结果。
接下来，目标检测和跟踪是环境感知中的关键步骤。
目标检测是指在图像中识别和定位出目标对象的位置和大小。
常用的目标检测方法有基于模板匹配的方法、基于机器学习的方法和基于深度学习的方法等。
其中，基于深度学习的方法如卷积神经网络（CNN）在目标检测领域取得了重大突破，能够在复杂的环境中准确地检测和定位目标。
目标跟踪则是指在视频序列中对目标进行连续跟踪，以获得目标在时间上的连续性。
常用的目标跟踪方法包括基于卡尔曼滤波的方法、基于粒子滤波的方法和基于深度学习的方法等。
最后，场景理解是环境感知的高级任务。
场景理解是指对环境进行更深入和更全面的理解，包括场景分类、行为识别、语义分割等。
场景分类可以将图像或视频中的场景进行分类，例如户外、室内、工业、交通等，以便进一步的分析和处理；行为识别则是对人或物体的行为进行识别，常用于视频监控和智能安防；语义分割则是将图像分割成多个语义上相似的区域，进一步理解图像中的内容。
机器视觉在工业机器人中的应用
机器视觉在工业机器人中的应用机器视觉是一种模仿人类视觉感知和处理信息的技术，通过摄像机和图像处理算法，实现对机器周围环境的感知和分析。
在工业机器人中，机器视觉的应用越来越广泛。
本文将讨论机器视觉在工业机器人中的应用以及对生产效率和质量的影响。
一、工业机器人的视觉传感技术在工业机器人中，机器视觉系统通常包括图像采集设备、图像传输、图像处理和分析等组成部分。
图像采集设备一般是摄像机，用于拍摄机器周围的图像。
通过图像传输，将采集到的图像传输给图像处理和分析系统。
图像处理和分析系统利用图像处理算法，对图像进行处理和分析，从而提取出有用的信息。
通过这些信息，工业机器人能够判断和识别物体、实现自动定位和控制。
二、机器视觉在工业机器人中的应用1. 目标检测和识别机器视觉可以通过图像处理算法，实现对物体的检测和识别。
例如，在汽车工厂中，机器人可以通过机器视觉系统，识别汽车上的零部件，确保零部件的位置和朝向正确，进而进行下一步的操作。
这样可以提高生产效率，减少人为错误。
2. 运动控制和定位机器视觉可以实现对机器人运动的控制和定位。
通过对机器周围环境的感知，机器视觉系统可以实时调整机器人的运动轨迹和速度，确保机器人能够准确地完成任务。
例如，在物流仓储中，机器视觉可以实现对货架上货物的定位和抓取，提高物流效率。
3. 缺陷检测和质量控制机器视觉可以用于检测产品的缺陷和实现质量控制。
通过图像处理算法，机器视觉系统可以实时检测产品表面的缺陷，如颜色差异、破损等，从而实现自动化的缺陷检测和分类。
这样不仅可以提高产品质量，还可以减少人工检测的成本和时间。
4. 精确测量和尺寸检测机器视觉可以实现对产品尺寸的测量和检测。
通过图像处理算法和图像分析，机器视觉系统可以精确地测量产品的尺寸，包括长度、宽度、高度等。
这对于一些需要精确尺寸的工业应用非常重要，例如电子元器件的组装等。
三、机器视觉在工业机器人中的优势1. 提高生产效率机器视觉可以实现自动化的目标检测、运动控制和缺陷检测，减少人为错误，提高生产效率。
工业机器人技术及应用
工业机器人技术及应用工业机器人技术在现代制造业中扮演着越来越重要的角色。
随着科技的不断进步和制造业的自动化需求增加，工业机器人的应用范围也在不断扩大。
本文将对工业机器人技术及其应用进行探讨，旨在为读者提供更深入的了解和认识。
一、工业机器人的概念工业机器人是一种自动化设备，一般由机械结构、电气控制系统和计算机控制系统组成。
它可以执行各种任务，如搬运、装配、焊接、喷涂等。
工业机器人具有高度灵活性和精准性，可以替代传统人工操作，提高生产效率和质量。
二、工业机器人的分类根据不同的应用需求和功能，工业机器人可以分为以下几类：1. 搬运机器人：主要用于物料搬运和堆垛，能够准确快速地完成重复性的任务。
2. 组装机器人：用于零件的组装和安装，具有较高的精度和稳定性。
3. 焊接机器人：广泛应用于汽车、航空等行业的焊接工艺，可提高焊接质量和效率。
4. 喷涂机器人：在汽车制造、家具制造等领域有广泛应用，可实现均匀细致的涂层。
5. 其他特定功能机器人：如剪裁机器人、冲压机器人等，根据不同行业和工序的需求，可以设计制造出相应的机器人。
三、工业机器人的技术工业机器人的核心技术主要包括感知与定位技术、运动控制技术和智能控制技术。
1. 感知与定位技术：工业机器人需要通过感知技术获取周围环境的信息并准确地定位自身的位置。
常用的感知技术有视觉识别技术、激光测距技术等。
2. 运动控制技术：工业机器人需要具备高精度的运动控制能力，以实现各种任务的准确完成。
运动控制技术包括轨迹规划、运动学控制、力控制等。
3. 智能控制技术：近年来，人工智能技术在工业机器人领域得到广泛应用。
通过引入深度学习、模式识别等技术，提高机器人的自主学习和决策能力。
四、工业机器人的应用随着工业机器人技术的发展，其应用范围越来越广泛。
以下是工业机器人在不同行业中的应用案例：1. 汽车制造业：工业机器人在汽车制造业中扮演着重要角色，可以完成车身焊接、车门安装、喷涂等工序，极大地提高了生产效率和产品质量。
工业机器人的传感器ppt课件
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。
机器人的环境感知技术研究及应用
机器人的环境感知技术研究及应用一、介绍随着现代科技的不断发展，机器人在人们的生活和工作中扮演了越来越重要的角色。
然而，机器人所处的环境却是会不断变化的，因此机器人必须能够对环境进行感知，以便适应不断变化的环境、完成任务。
为了在机器人研发和应用中实现环境感知的目标，研究人员们日益努力地钻研机器人的环境感知技术。
本文将着重介绍机器人环境感知技术的研究进展和应用前景。
二、机器人环境感知技术的研究进展1. 视觉感知技术作为一种最自然和最主要的感知方式，视觉技术是机器人环境感知技术的重要方向之一。
随着数字图像处理技术的成熟，机器人的视觉感知技术也取得了飞速的发展。
目前，用于机器人视觉感知的技术主要有计算机视觉和深度学习。
其中，计算机视觉技术是一种基于数字图像处理和模式识别的技术，主要用于检测和分析静态场景中的目标；而深度学习技术则是一种基于深度神经网络的技术，能够对多个视觉元素进行复杂的分类和识别。
除此之外，还有雷达、激光等感知方式也应用于机器人的视觉感知技术之中。
2. 声音感知技术声音感知是机器人环境感知技术的另一个重要方向。
随着声学技术的发展，机器人在环境中感知声音已经成为可能。
技术上，声音感知主要包括两个方面：语音识别和声音定位。
语音识别主要指机器人能够分析声音的频率、声调和语速等因素，从而识别出发声者的语言内容。
而声音定位则是指机器人能够分析出声音来自哪个位置，可以帮助机器人完成任务，比如在清洁时判断哪些角落需要清理。
3. 触觉感知技术除视觉和声音感知之外，机器人的触觉感知技术也在不断发展。
机器人触觉感知技术主要包括力觉、触觉和温度感知。
在工业生产中，机器人的力觉感知可以帮助机器人感知到物体在做何种运动，从而判断其松动或固定状态。
触觉感知可以让机器人感知物体表面的形状和纹理，在特定任务中非常有用。
三、机器人环境感知技术的应用前景机器人环境感知技术的不断进步和创新，为人类社会带来了不少福利。
下面列举几个应用场景：1. 自动驾驶技术目前，自动驾驶技术已经成为人们关注的热门话题。
工业机器人的关键技术解析
工业机器人的关键技术解析工业机器人是一种能够代替人类完成繁重、重复或危险的工作任务的自动化设备，其应用范围广泛且不断发展。
工业机器人的核心在于其关键技术，本文将对工业机器人的关键技术进行解析，从机械结构、传感器技术、运动控制技术、视觉系统以及人机协同等方面进行探讨。
一、机械结构工业机器人的机械结构对其性能和功能至关重要。
一般来说，工业机器人的机械结构可以分为臂部、手部和连接部分。
臂部通常采用关节式结构，可以实现灵活的运动轨迹；手部则用于抓取和操作物品；而连接部分则用于连接机器人的各个部分。
机械结构的设计需要考虑到机器人的负载能力、运动范围和稳定性等因素，以及与制造、装配和维护的便捷性。
二、传感器技术传感器是工业机器人实现感知和交互的重要工具。
其中最常见的传感器技术包括视觉传感器、力传感器和位置传感器。
视觉传感器可以帮助机器人感知和分析环境中的信息，判断物体的位置、形状和颜色等，从而实现精准抓取和操作；力传感器可以测量机器人与物体之间的作用力，使机器人能够适应不同的工作场景；位置传感器则可以实时追踪机器人的位置和运动状态，提供准确的反馈数据。
三、运动控制技术工业机器人的运动控制技术是实现机器人精准运动的关键。
运动控制系统一般由控制器、伺服电机和减速器等组成。
控制器通过接收传感器反馈信号，实时控制伺服电机的转动角度和速度，从而精确控制机器人的位置和运动轨迹。
减速器的作用是降低伺服电机的转速，提高机器人的扭矩输出，使其能够应对各种工作负载。
四、视觉系统视觉系统是工业机器人实现自主感知和决策的重要组成部分。
通过视觉系统，机器人可以获取环境中的图像信息，进行物体识别、定位和跟踪等操作。
视觉系统通常由摄像头、图像采集卡和图像处理算法等组成。
利用图像处理算法，机器人可以实现物体的识别和分类，判断物体的状态和属性，并根据需要进行相应的操作。
五、人机协同人机协同是目前工业机器人发展的一个重要趋势。
通过人机协同，机器人可以和人类工作人员共同完成工作任务，并实现更加高效和安全的生产方式。
工业机器人的技术创新和发展趋势
工业机器人的技术创新和发展趋势随着科技的不断发展和进步，全球制造业正在经历着一场数字化、智能化和自动化的革命。
而工业机器人作为自动化转型的关键设备，其技术创新和发展趋势也成为了关注的焦点。
工业机器人的技术创新1. 人工智能：随着人工智能技术的不断发展，工业机器人的智能化程度将越来越高。
机器人可以通过预测和学习来优化运行，自主进行决策并进行自适应和自我优化。
这样的机器人可以更好地适应不同的工业场景，提高生产效率。
2. 感知技术：要使机器人能够更好地适应复杂的生产环境，必须具备高精度和高可靠性的感知能力。
因此，机器人的感知技术越来越成熟，可以实现高精度的定位和识别、精确的姿态控制以及对环境和物体的感知与分析。
3. 精准控制：近年来，越来越多的工业机器人开始采用精准控制技术。
这项技术可以实现工业机器人的动态控制和制动，从而实现更高效的生产，提高机器人的运动精度和稳定性。
工业机器人的发展趋势1. 移动式机器人：未来的工业机器人将变得更加灵活和可移动。
移动式机器人可以实现快速布线、自主导航和智能化的避障等功能，实现工业生产的灵活性和可定制性。
2. 碳纤维机器人：由于碳纤维具有优良的力学性能，在工业机器人系统中的应用越来越广泛。
碳纤维机器人不但具有轻量化、高刚性、高强度的特点，而且对环境的适应性也更好。
3. 沉浸式虚拟现实（VR）技术：虚拟现实技术可以实现操作员与机器人之间的实时互动和远程协作，提高了工业机器人的灵活性和可定制性。
利用虚拟现实技术，操作员可以通过头盔和手套来控制机器人的动作，从而实现更加精准和智能的控制。
4. 人机协作：人机协作技术可以让机器人更好地与人类合作，实现智能化的生产和制造。
未来的工业机器人将越来越具备机器人视觉、语音识别和手势识别等能力，使其能够实现更加自然和智能的人机交互。
总之，工业机器人的技术创新和发展趋势将持续不断地进行，为制造业带来更高效、更智能、更灵活的生产和制造。
未来，随着人工智能技术和虚拟现实技术的不断发展，工业机器人将实现更加高效、智能和安全的生产和制造。
2023年工业机器人行业市场环境分析
2023年工业机器人行业市场环境分析工业机器人行业是当前全球工业制造领域的热门领域之一，其对生产产能提升、产品质量提高以及企业降低成本等方面都有着重要作用。
随着智能制造、机器人技术以及人工智能技术的不断成熟和应用，工业机器人的市场也逐渐趋于成熟并且持续增长。
本文将分析当前工业机器人行业的市场环境。
一、政策驱动工业机器人是国家以及各地政府推动机器人产业发展的重要支持方向之一，政策利好对于行业的发展起到了非常重要的推动作用。
例如，新一代人工智能发展规划提出，到2020年我国人工智能关键技术和应用取得重要进展，未来10年成为全球领先的人工智能创新中心，工业机器人也受益于国家大力发展人工智能的政策。
此外，2020年6月，国家发改委正式发布《关于完善促进消费体系，扩大消费需求的若干意见》，推动“新基建”等领域，将人工智能、机器人、智能制造等新一代产业列为支持的重点。
二、市场需求支撑随着全球工业化程度不断提升，工业机器人也得到了越来越广泛的应用，全球工业机器人需求不断攀升。
根据国际机器人联合会(IRF)的统计，在未来几年中，全球工业机器人市场需求将继续增长，由2019年的230亿美元增长至2025年的480亿美元，年复合增长率(CAGR)将达到12.8%。
尤其是在汽车、电子、食品及饮料等行业，工业机器人的应用越来越广泛。
在疫情影响下，机器人的需求量增长更加明显，无接触消毒、快递配送、流水线生产等方面都出现了更多的应用场景，也进一步扩大了工业机器人的市场空间。
三、技术密切相关工业机器人的市场需求与机器人技术的不断提升直接相关，技术可谓是支撑工业机器人行业的重要因素。
目前，全球各主要工业机器人制造商都在加强机器人技术的研发和创新，不论是视觉、控制系统还是传感技术、处理能力和灵活性方面，都得到了一定的提升。
随着越来越多的新技术得到实现和应用，工业机器人将成为各个领域的重要工具，在生产效率、生产质量、人力成本方面都能够取得更优秀的表现，从而进一步推动行业的发展。
工业机器人的灵活度与适应不同工作环境的能力
工业机器人的灵活度与适应不同工作环境的能力工业机器人是一种自动化设备，广泛应用于各种生产制造过程中。
随着科技的不断进步，工业机器人的灵活度和适应不同工作环境的能力也越来越成为人们关注的焦点。
本文将探讨工业机器人在灵活度和环境适应性方面的进展，并分析其对生产制造领域的影响。
一、工业机器人的灵活度1. 多功能性工业机器人具有多功能性，能够完成不同种类的任务。
它们可以进行物料搬运、零件装配、焊接、喷涂等工作，满足不同生产线的需求。
例如，在汽车制造业中，工业机器人不仅可以完成车身焊接，还可以进行车内零部件的组装，具备了很高的灵活性。
2. 自动编程工业机器人的自动编程功能也提高了其灵活度。
传统上，编写机器人程序需要专业人员进行繁琐的编程操作，而现在，工业机器人可以通过学习和模仿人类的动作来自动编程。
这使得机器人能够快速适应新的生产任务并减少了人工调试的时间。
3. 变形能力为了实现更大范围的动作和任务，现代工业机器人增加了更多的自由度。
它们通常具有多个关节和旋转轴，可以实现更加复杂和灵活的动作。
这种变形能力使得机器人能够适应各种工作环境和任务需求，提高了生产效率。
二、工业机器人的适应不同工作环境的能力1. 传感技术工业机器人现在普遍应用各种传感技术，例如视觉传感器、力传感器等。
这些传感器可以使机器人感知和识别工作环境中的不同物体和障碍物，从而在遇到障碍物时自动调整动作或避开障碍物。
这大大提高了机器人在复杂环境中的工作能力和灵活性。
2. 自适应控制工业机器人的自适应控制系统可以根据环境变化和任务需求进行实时调整。
例如，当工作环境的温度发生变化时，机器人可以通过自动调节参数来适应温度变化，保证工作质量和稳定性。
这种自适应控制能力使机器人能够应对不同的工作环境和工艺要求。
3. 协作机器人协作机器人是指能够和人类工作人员在同一个空间内共同工作的机器人。
它们通常具有安全传感器和防碰撞功能，可以识别人类的存在并自动做出相应调整。
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电磁式传感器在一个线圈中通入高频电流, 就会产生磁场, 这个磁场接近金属物时, 会在金属物中产生感应电流, 也就是涡 流。 涡流大小随对象物体表面和线圈距离的大小而变化, 这个 变化反过来又影响线圈内磁场强度。磁场强度可用另一组线圈 检测出来, 也可以根据激磁线圈本身电感的变化或激励电流的 变化来检测。 图4.13是它的原理图。 这种传感器的精度比较 高, 而且可以在高温下使用。由于工业机器人的工作对象大多 是金属部件, 因此电磁式接近觉传感器应用较广, 在焊接机器人 中可用它来探测焊缝。
3.2 工业机器人的触觉
为使机器人准确地完成工作,需时刻检测机器人与对象物 体的配合关系。 机器人触觉可分成接触觉、接近觉、压觉、 滑觉和力觉五种, 如图4.7所示。触头可装配在机器人的手指 上, 用来判断工作中各种状况。
图 4.7 机器人触觉
3.2.1
1.
图4.8所示的接触觉传感器由微动开关组成, 根据用途不 同配置也不同, 一般用于探测物体位置、探索路径和安全保 护。这类配置属于分散装置,即把单个传感器安装在机械手的 敏感位置上。
图 4.11 用接触觉阵列传感器引导随机搜索
每一步搜索过程由三部分组成: ① 接触觉信息的获取、 量化和对象表面形心位置的估算; ② 对象边缘特征的提取和姿势估算; ③ 运动计算及执行运动。 要判定搜索结果是否满足形心对中、姿势符合要求,则还 可设置一个目标函数, 要求目标函数在某一尺度下最优, 用这 样的方法可判定对象的存在和位姿情况。
3. 计算机
由视觉传感器得到的图像信息要由计算机存储和处理, 根据各种目的输出处理后的结果。20世纪80年代以前,由于微 计算机的内存量小,内存的价格高, 因此往往另加一个图像存 储器来储存图像数据。现在, 除了某些大规模视觉系统之外, 一般都使用微计算机或小型机。
除了通过显示器显示图形之外,还可以用打印机或绘图仪 输出图像，且使用转换精度为8位A/D转换器就可以了。但由 于数据量大, 要求转换速度快, 目前已在使用100 MB 以上的8 位A／D转换芯片。
图 4.8 (a) 点式; (b) 棒式; (c) 缓冲器式; (d) 平板式; (e) 环式
图4.9所示为二维矩阵接触觉传感器的配置方法, 一般放 在机器人手掌的内侧。图中柔软导体可以使用导电橡胶、浸含 导电涂料的氨基甲酸乙酯泡沫或炭素纤维等材料。阵列式接触 觉传感器可用于测定自身与物体的接触位置、被握物体中心位 置和倾斜度, 甚至还可以识别物体的大小和形状。
图 4.1 视觉系统的硬件组成
1. 视觉传感器
视觉传感器是将景物的光信号转换成电信号的器件。大 多数机器人视觉都不必通过胶卷等媒介物,而是直接把景物摄 入。过去经常使用光导摄像等电视摄像机作为机器人的视觉 传感器, 近年来开发了CCD(电荷耦合器件)和MOS(金属氧化物 半导体)器件等组成的固体视觉传感器。固体传感器又可以分 为一维线性传感器和二维线性传感器,目前二维线性传感器已 经能做到四千个像素以上。由于固体视觉传感器具有体积小、 重量轻等优点, 因此应用日趋广泛。
3.2 .2
接近觉是指机器人能感觉到距离几毫米到十几厘米远的对 象物或障碍物, 能检测出物体的距离、相对倾角或对象物表面 的性质。这是非接触式感觉。
接近觉传感器可分为6种: 电磁式(感应电流式)、光电式(反 射或透射式)、静电容式、气压式、超声波式和红外线式, 如图 4.12所示。
图 4.12 接近觉传感器
图 4.13 电磁式接近觉传感原理图
光反射式接近觉传感器由于光的反射量受到对象物体的颜 色、 粗糙度和表面倾角的影响, 精度较差, 应用范围小。
静电容式接近觉传感器是根据传感器表面与对象物体表面 所形成的电容随距离变化的原理制成的。将这个电容串接在电 桥中, 或者把它当作RC振荡器中的元件, 都可以检测距离。
如果能在传感器的信息中加入景物各点与摄像管之间的距 离信息,显然是很有用的。每个像素都含有距离信息的图像, 称之为距离图像。目前,有人正在研究获得距离信息的各种办 法, 但至今还没有一种简单实用的装置。
2. 摄像机和光源控制 机器人的视觉系统直接把景物转化成图像输入信号, 因此 取景部分应当能根据具体情况自动调节光圈的焦点, 以便得到 一张容易处理的图像。为此应能调节以下几个参量: (1) 焦点能自动对准要看的物体。 (2) 根据光线强弱自动调节光圈。 (3) 自动转动摄像机, 使被摄物体位于视野中央。 (4) 根据目标物体的颜色选择滤光器。 此外, 还应当调节光源的方向和强度, 使目标物体能够看得 更清楚。
(2) 识别功能。图4.11是一个配置在手上的由3×4个触觉元 件组成的表面阵列触觉传感器,识别对象为一长方体。假定手 与搜索对象的已知接触目标模式为x*,手的每一步搜索得到的 接触信息构成了接触模式xi,机器人根据每一步搜索的接触模式 x1、x2、x3…不断计算、估计、调整手的位姿, 直到目标模式与 接触模式相符合为止。
4. 图像处理机
一般计算机都是串行运算的, 要处理二维图像很费时间。 在要求较高的场合, 可以设置一种专用的图像处理机,以便缩 短计算时间。 图像处理只是对图像数据做了一些简单、重复 的预处理, 数据进入计算机后, 还要进行各种运算。
3.1.2
1.
图4.2所示为具有视觉焊缝对中的弧焊机器人的系统结构。 图像传感器直接安装在机器人末端执行器。焊接过程中,图像 传感器对焊缝进行扫描检测, 获得焊前区焊缝的截面参数曲线， 计算机根据该截面参数计算出末端执行器相对焊缝中心线的偏 移量Δ,然后发出位移修正指令, Δ=0为止。瑞典ASEA公司研制的Opotocator 弧焊用视觉系统, 安装在距工件175 mm高度,视野宽度32 mm,分辨率0.06 mm; 安装在IRL6／2弧焊机器人上能达到对中精度为0.40 mm。这种 传感器还可测量出钢板厚度,能自动调节弧焊电流, 从而保证 焊接质量, 并使厚度为0.80 mm的薄钢板焊接成为可能。弧焊 机器人装上视觉系统后给编程带来了方便, 编程时只需严格按 图样进行。 在焊接过程中产生的焊缝变形、装卡及传动系统 的误差均可由视觉系统自动检测并加以补偿。
图 4.17 变形检测器
3.2.4
机器人的握力应满足物体既不产生滑动而握力又为最小临 界握力。 如果能在刚开始滑动之后便立即检测出物体和手指间 产生的相对位移, 且增加握力就能使滑动迅速停止, 那么该物体 就可用最小的临界握力抓住。
检测滑动的方法有以下几种: (1) 根据滑动时产生的振动检测, 如图4.18(a)所示。 (2) 把滑动的位移变成转动, 检测其角位移, 如图4.18(b)所 示。
图 4.6 日立自主控制机器人工作示意图
从功能上看,这种机器人具有图形识别功能和决策规划功 能, 前者可以识别一定的目标(如宏指令)、装配图纸、多面体 等; 后者可以确定操作序列, 包括装配顺序、手部轨迹、抓取 位置等。这样,只要对机器人发出类似于人的表达形式的宏指 令, 机器人则会自动考虑执行这些指令的具体工作细节。该机 器人已成功地进行了印刷板检查和晶体管、电动机等装配工作。
3、 工业机器人的环境感觉技术
3.1 工业机器人的视觉 3.2 工业机器人的触觉 3.3 工业机器Байду номын сангаас的位置及位移 3.4 多感觉智能机器人
3.1 工业机器人的视觉
3.1.1
视觉系统可以分为图像输入(获取)、图像处理、图像理解、 图像存储和图像输出几个部分(见图4.1)。 实际系统可以根据需 要选择其中的若干部件。
3.2.3
图4.15所示为阵列式压觉传感器。图(a)由条状的导电橡胶 排成网状, 每个棒上附上一层导体引出,送给扫描电路; 图(b)则 由单向导电橡胶和印制电路板组成, 电路板上附有条状金属箔, 两块板上的金属条方向互相垂直; 图(c)为与阵列式传感器相配 的阵列式扫描电路。
图 4.15 (a) 网状排列的导电橡胶； (b) 单向导电橡胶和印刷电路板； (c) 阵列式扫描电路
图 4.2 具有视觉焊缝对中的弧焊机器人的系统结构
图 4.3 实现机器人弧焊工作焊缝的自动跟踪原理图
2. 装配作业中的应用
图4.4所示为一个吸尘器自动装配实验系统, 由2台关节机器 人和7台图像传感器组成。组装的吸尘器部件包括底盘、气泵 和过滤器等, 都自由堆放在右侧备料区,该区上方装设三台图像 传感器(α、β、γ), 用以分辨物料的种类和方位。机器人的前部 为装配区,这里有4台图像传感器A、B、C和D, 用来对装配过程 进行监控。使用这套系统装配一台吸尘器只需2分钟。
比较高级的压觉传感器是在阵列式触点上附一层导电橡胶, 并在基板上装有集成电路, 压力的变化使各接点间的电阻发生 变化, 信号经过集成电路处理后送出, 如图4.16所示。
图 4.16 高级分布式压觉传感器
图4.17所示为变形检测器, 用压力使橡胶变形, 可用普通 橡胶作传感器面, 用光学和电磁学等手段检测其变形量。和直 接检测压力的方法相比, 这种方法可称为间接检测法。
气压式接近觉传感器的原理如图4.14所示, 由一根细的喷嘴 喷出气流。 如果喷嘴靠近物体, 则内部压力会发生变化, 这一变 化可用压力计测量出来。 图中曲线表示在气压P的情况下, 压力 计的压力与距离d之间的关系。它可用于检测非金属物体, 尤其 适用于测量微小间隙。
图 4.14 气压式接近觉传感原理图
4. 利用视觉的自主机器人系统
日本日立中央研究所研制的具有自主控制功能的智能机器 人, 可以用来完成按图装配产品的作业,图4.6所示为其工作示 意图。它的两个视觉传感器作为机器人的眼睛,一个用于观察 装配图纸，并通过计算机来理解图中零件的立体形状及装配关 系; 另一个用于从实际工作环境中识别出装配所需的零件,并 对其形状、位置、姿态等进行识别。此外,多关节机器人还带 有触觉。 利用这些传感器信息,可以确定装配顺序和装配方法, 逐步将零件装成与图纸相符的产品。
由视觉传感器得到的电信号, 经过A／D转换成数字信号, 称 为 数 字 图 像 。 一 般 地 , 一 个 画 面 可 以 分 成 256×256 像 素 、 512×512像素或1024×1024像素,像素的灰度可以用4位或8位 二进制数来表示。一般情况下, 这么大的信息量对机器人系统 来说是足够的。要求比较高的场合,还可以通过彩色摄像系统 或在黑白摄像管前面加上红、绿、蓝等滤光器得到颜色信息和 较好的反差。