工业机器人外部传感器

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二、工业机器人传感器的要求与选择
一般要求：
如
➢ 精度高、重复性好
何
➢ 稳定性和可靠性好
选
➢ 抗干扰能力强
择
➢ 质量轻、体积小、安装方便
特定要求：
➢ 适应加工任务要求
➢ 满足机器人控制的要求
➢ 满足安全性要求及其它辅助工 作的要求
① 根据测量对象、环境 确定
② 灵敏度的选择 ③ 响应特性 ④ 线性范围 ⑤ 稳定性 ⑥ 精度
3)激光测距法也可以利用回波法, 或者利用激光测距仪。氦氖激光器 固定在基线上, 在基线的一端由反射镜将激光点射向被测物体, 反射 镜固定在电动机轴上, 电动机连续旋转, 使激光点稳定地对被测目标 扫描。由 CCD( 电荷耦合器件) 摄像机接受反射光, 采用图像处理的 方法检测出激光点图像, 并根据位置坐标及摄像机光学特点计算出 激光反射角。
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2) 压觉传感器: 压觉传感器用来检测和机器人接触的对象物之间的压力值。 a. 利用某些材料的内阻随压力变化而变化的压阻效应制成的压阻元件， 将它们密集配置成阵列，即可检测压力的分布。（压敏导电橡胶或塑料） b. 利用压电效应器件如压电晶体等。它的优点是耐腐蚀、频带宽和灵敏 度高等；缺点是无直流响应，不能直接检测静态信号。 c. 利用半导体力敏器件与信号电路构成的集成压敏传感器。常用的三种： 压电型（ZnO/Si-IC），电阻型SIR(硅集成)和电容型SIC，其优点是体积小、 成本低、便于同计算机接口;缺点是耐压负载差、不柔软。 d. 利用压磁传感器、扫描电路与针式差动变压器式传感器构成的压觉传 感器，有较强的过载能力，但体积较大。
号
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分辨率
额定值
四、力觉传感器
力觉是指对机器人的指、肢和关节等运动中所受力的感知, 主要包括腕力觉、关节力觉和支座力觉等, 根据被测对象的负载, 可以把力传感器分为测力传感器( 单轴力传感器) 、力矩表( 单轴 力矩传感器) 、手指传感器( 检测机器人手指作用力的超小型单轴 力传感器) 和六轴力觉传感器。
工业机器人 外部传感器
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王Hale Waihona Puke Baidu龙
目录
一、工业机器人常用传感器的分类 二、工业机器人传感器的要求与选择 三、触觉传感器 四、力觉传感器 五、接近觉传感器
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一．工业机器人常用传感器的分类
工业机器人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、距离传感器，是 为了检测作业对象及环境与机器人的关系。
高密度智能压觉传感器这是一种 很有发展前途的压觉传感器，其中压阻式和电容 式使用最多。提别是硅电容式压觉传感器得到了广泛应用
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3) 滑觉传感。可以检测垂直于握持方向物体的位移、旋转、由重力 引起的变形，以达到修正受力值、防止滑动、进行多层次作业及测 量物体重量和表面特性等的目的。
滚轴带动光 电传感器和 缝隙圆板而 产生脉冲信
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三、触觉传感器
触觉是接触、冲击、压迫等机械刺激感觉的综合, 触觉可以用来进行机器人抓取, 利用触觉可进一步感知 物体的形状、软硬等物理性质。一般把检测感知和外 部直接接触而产生的接触觉、压觉、滑觉等传感器称 为机器人触觉传感器。
1) 接触觉传感器: 传感器装 于机器人的运动部件或末端 执行器(如手爪)上, 用以判断 机器人部件是否和对象物发 生了接触。接触觉是通过与 对象物体彼此接触而产生的, 所以最好使用手指表面高密 度分布触觉传感器阵列。
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五、接近觉传感器
接近觉传感器就是放机器人手接近对象物体的距离约为 数毫米～数十毫米时，就可检测出到对象物体表面的距离、 斜度和表面状态的传感器。接近觉一般用非接触式测量元件, 如霍尔效应传感器、电磁式接近开关、光学接近传感器和超 声波式。
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1)光电式接近觉传感器的应答性好, 维修方便, 尤其是测量精度很 高。是目前应用最多的一种接近觉传感器, 但其信号处理较复杂, 使用环境也受到一定限制(如环境光度偏极或污浊)。 反射光亮（亦即接收信号的大小）表示了某一距离的点（光轴的 交点）的峰值特性。利用这种特性滴线性部分来测定距离，测出 峰值点就可确定物体的位置。
力觉传感器根据力的检测方式不同，可以分为： a. 检测应变或应力的应变片式，应变片力觉传感器被机器
人广泛采用； b. 利用压电效应的压电元件式； c. 用位移计测量负载产生的位移的差动变压器、电容位移
计式。
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常用的工业机器人圆筒式腕力传 感器分为上下两层, 上层 由 4 根竖直梁组成, 下层由 4 根水 平梁组成。在 8 根梁的相应位置 上粘贴应变片作为测量敏感点。 传感器两端通过法兰盘与机器人 腕部联接。 机器人腕部受力时, 8 根弹性梁产生不同性质的变形, 使 敏感点的应变片发生应变, 输出电 信号, 通过一定的数学关系式就可 算出 X、Y、Z 三个坐标上的分力 和分力矩。
由发光二极管和光敏晶体管 组成。发光二极管发出的光 经过反射被光敏晶体管接收， 接收到的光强和传感器与目 标的距离有关，输出信号时 距离的函数。红外信号被调 试制成某一特定频率，可大
大提高信噪比
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2) 超声波式传感器的原理是测量渡越时间, 超声波是频率20kHz 以上 的机械振动波, 渡越时间与超声波在介质中的传播速度的乘积的一 半即是传感器与目标物之间的距离, 渡越时间的测量方法有脉冲回 波法、相位差法和频差法。