机器人触觉传感器概述
机器人传感器知识要点梳理
机器人传感器知识要点梳理机器人传感器是指机器人系统中用于感知和获取外部环境信息的装置。
传感器的准确使用和理解对于机器人设计和应用至关重要。
本文将从机器人传感器的分类、原理和常用技术等方面进行梳理，以帮助读者更好地理解和应用机器人传感器。
一、机器人传感器的分类机器人传感器可以根据其感知的信息类型、工作原理和应用环境等因素进行分类。
在这里，我将介绍几种常见的机器人传感器分类方式。
1. 按照感知的信息类型分类：1.1 触觉传感器：用于感知机器人与物体之间的接触力、接触面积和物体形状等信息。
常见的触觉传感器包括压力传感器、力传感器和力敏电阻。
1.2 视觉传感器：用于感知机器人周围的可见光图像信息，例如拍摄照片、识别物体和人脸等。
常见的视觉传感器包括摄像头、光电传感器和图像传感器。
1.3 声音传感器：用于感知机器人周围的声音和音频信息。
常见的声音传感器包括麦克风和声波传感器。
1.4 温度传感器：用于感知机器人周围的温度信息。
常见的温度传感器包括热电偶和温度传感器芯片。
1.5 其他传感器：还有其他类型的传感器，例如气体传感器、湿度传感器和加速度传感器等。
2. 按照工作原理分类：2.1 主动传感器：主动传感器是指能主动产生电磁、声、光等信号并获取反馈的传感器。
例如雷达传感器和激光传感器等。
2.2 被动传感器：被动传感器是指根据周围环境的变化对外部物理量进行感知的传感器。
例如光电传感器、温度传感器和湿度传感器等。
3. 按照应用环境分类：3.1 室内传感器：主要应用于室内环境的机器人，例如家庭服务机器人、工业机器人和教育机器人等。
3.2 室外传感器：主要应用于室外环境的机器人，例如农业机器人、勘探机器人和航空航天机器人等。
二、机器人传感器的工作原理了解机器人传感器的工作原理对于正确选择和使用传感器至关重要。
在这一部分，我们将重点介绍几种常见的机器人传感器工作原理。
1. 光电传感器：光电传感器工作原理基于光敏元件的光电效应。
触觉传感器在医疗机器人中的应用研究
触觉传感器在医疗机器人中的应用研究随着科技的快速发展，医疗机器人正逐渐成为医疗领域中的重要工具。
医疗机器人的设计与研究旨在提高手术效率、减少患者风险以及协助医生进行更精确的操作。
在医疗机器人中，触觉传感器的应用极为重要，它能够模拟和感知人体的触觉，为机器人提供必要的反馈信息。
本文将对触觉传感器在医疗机器人中的应用进行研究和探讨。
触觉传感器作为一种可以感知物体触感的传感器，已经在医疗机器人中得到广泛应用。
它可以通过测量力的大小、方向和分布来提供对物体触感的精确反馈，从而使机器人能够更加准确地操作和处理物体。
触觉传感器的应用范围非常广泛，包括手术机器人、康复机器人、辅助机器人等。
首先，触觉传感器在手术机器人中的应用研究逐渐得到了重视。
手术机器人通过触觉传感器可以模拟和感知人体器官的触感，为医生提供必要的反馈信息。
一些高精度手术机器人往往需要进行极为精细的操作，触觉传感器可以提供及时的触觉反馈，确保手术的准确性和安全性。
此外，触觉传感器还可以帮助医生在手术过程中监测组织和器官的硬度、粘性和压力等特性，为手术提供更详细的信息。
其次，触觉传感器在康复机器人中的应用也具有重要意义。
康复机器人可以帮助患者进行肢体康复训练，而触觉传感器可以模拟人体的触感，提供真实的物理反馈，帮助患者更好地控制肢体运动。
触觉传感器可以精确地测量患者与康复机器人之间的力度、位置和压力，通过实时的反馈调整机器人的运动和力度，提高康复训练的效果。
此外，触觉传感器还可以监测患者肌肉的收缩情况，提供准确的肌电信号，帮助患者更好地控制肢体运动。
最后，触觉传感器还可以在辅助机器人中发挥重要作用。
辅助机器人主要用于协助医生或患者完成一些繁重或精细的任务，触觉传感器可以为机器人提供准确的触觉反馈，使其能够更好地与环境进行交互。
例如，在护理机器人中，触觉传感器可以检测患者的姿势和支撑力度，为机器人提供正确的位置和力度参考，确保护理过程的准确性和安全性。
触觉传感器的概念
触觉传感器的概念触觉传感器是一种用于感知和测量物体接触或压力的传感器。
其原理是通过测量物体与传感器之间的机械交互力来得到相应的输出信号，从而实现对外界环境的感知与反馈。
触觉传感器广泛应用于机器人技术、虚拟现实、医疗设备、自动化工业等领域，在增强人机交互、物体识别和控制等方面起着重要的作用。
触觉传感器的工作原理主要有三种类型：电容式、电阻式和压力敏感型。
电容式触觉传感器利用物体与传感器接触时产生的电容变化来感知压力，其精度较高。
电阻式触觉传感器则是通过测量物体与传感器接触时的电阻变化来感知压力的，其结构简单且成本较低。
而压力敏感型触觉传感器则是将薄膜或弹性体作为感应元件，通过测量压力对其形变程度来感知压力的大小。
触觉传感器具有以下的特点和优势：一、增强机器人与环境的交互能力：触觉传感器能够使机器人感知和理解外界环境的信息，从而使其更加智能化。
例如，机器人可以通过触觉传感器感知到人体的姿态和力度，从而实现更精准的人机交互。
二、实现精准的力量控制：通过触觉传感器，机器人可以精确感知到对物体施加的力量大小和方向，从而实现对物体的控制和操作。
这对于需要进行精细操作或与人类共同工作的机器人非常重要。
三、提高机器人的安全性：触觉传感器可以帮助机器人感知外界环境和物体，避免与人类或其他物体发生碰撞。
例如，在与人类共同工作的场景中，触觉传感器可以及时感知到接近的人体，从而减少意外伤害的发生。
四、应用于虚拟现实和游戏设备：触觉传感器在虚拟现实和游戏设备中有广泛的应用。
通过触觉传感器，用户可以感受到虚拟世界中的触感和力量变化，增强游戏的沉浸感和交互体验。
五、广泛应用于医疗设备：触觉传感器在医疗设备中起着重要的作用。
例如，在手术机器人中，触觉传感器可以感知外界环境和手术过程中的压力，帮助医生进行准确的手术操作；在假肢和康复设备中，触觉传感器可以感知外界的压力和接触信息，从而实现更自然和精准的运动。
总之，触觉传感器在人机交互、机器人控制和环境感知等方面具有重要的作用和广泛的应用前景。
机器人传感器(1)资料
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。
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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
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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
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概述
❖ 机器人与传感器 ❖ 机器人传感器分类
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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
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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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机器人传感器分类
机器人传感器分类一、引言随着科技的不断进步，机器人在各个领域得到了广泛的应用，从工业生产到医疗保健，从军事战争到家庭服务，机器人已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而机器人的运动和反应能力，则离不开各种传感器的支持。
传感器是机器人的感官，它能够感知外界的信息，并将其转化为机器人能够理解和处理的信号。
本文将对机器人传感器进行分类和介绍。
二、机器人传感器分类根据机器人传感器的不同功能和应用，可以将其分为以下几类：1. 视觉传感器视觉传感器是机器人获取外界视觉信息的重要工具。
它可以通过摄像头、激光雷达等设备，将环境中的图像转化为数字信号，进而被机器人系统分析和处理。
视觉传感器在机器人导航、目标识别、物体抓取等任务中起着重要作用。
常见的视觉传感器有普通摄像头、红外摄像头、深度相机等。
2. 声音传感器声音传感器是机器人感知声音信号的重要组成部分。
它可以通过麦克风等设备，将声音转化为电信号，进而被机器人系统分析和识别。
声音传感器在语音识别、声源定位、环境监测等任务中发挥着重要作用。
常见的声音传感器有电容式麦克风、电阻式麦克风等。
3. 触觉传感器触觉传感器是机器人获取接触物体信息的重要工具。
它可以通过压力传感器、力传感器等设备，感知接触力的大小和方向，进而被机器人系统分析和处理。
触觉传感器在机器人抓取、物体识别、力控制等任务中起着重要作用。
常见的触觉传感器有压电传感器、电容传感器等。
4. 距离传感器距离传感器是机器人感知周围环境距离信息的重要工具。
它可以通过超声波传感器、红外线传感器等设备，测量机器人与周围物体的距离，进而被机器人系统分析和决策。
距离传感器在避障、导航、地图构建等任务中发挥着重要作用。
常见的距离传感器有超声波传感器、红外线传感器等。
5. 光学传感器光学传感器是机器人感知光线信息的重要工具。
它可以通过光电二极管、光敏电阻等设备，感知光线的亮度和颜色，进而被机器人系统分析和处理。
光学传感器在光线控制、颜色识别、环境感知等任务中起着重要作用。
机器人传感器
1. 机器人传感器
（8）机器人嗅觉传感器：
原理：机器嗅觉是一种模拟生物嗅觉工作原理的新颖仿生检测技术，机器嗅觉系统通
常由交叉敏感的化学传感器阵列和适当的计算机模式识别算法组成，阵列中的
气体传感器各自对特定气体具有较高的敏感性，由一些不同敏感对象的传感器 构成的阵列可以测得被测样品挥发性成分的整体信息，与人的鼻子一样，闻到
，而且可以进行任务规划、路径规划以完成既定的工作任务和工作目标。
机器人视觉
机器人触觉
机器人力觉
1. 机器人传感器
（2）机器人传感器的分类：
a.内部传感器:
主要感知与机器人自身参数相关的内部信息，如位移、速度、加速度等。
主要有位置传感器、速度和加速度传感器、陀螺等。 b.外部传感器: 主要感知本体以外的外界物理信息，如障碍物的位置、形状、颜色、距离、接触 受力等。主要包括视觉传感器、听觉传感器、触觉传感器、力觉传感器、滑觉传 感器、陀螺传感器、接近觉传感器、距离传感器、嗅觉传感器、味觉传感器以及 生物传感器。
1. 机器人传感器
（5）机器人触觉传感器：
1，触觉传感器十年前已开始实用化，而且具有非常高的性能，业界正在进行以下三大 方面的新技术开发：大面积化。使用场所及应用的多样化；研发类似人类皮肤的触 觉传感，不仅检测位置，还要同时检测力度、压力、温度、表面凸凹、有无摩擦等； 利用CMOS等工艺进行集成。 2，美国麻省理工学院视觉科学学科联合波士顿东北大学研究团队成功研制了一种触觉 传感器GelSight，比人类手指更加灵活敏感。GelSight不是以机器来辨识触觉，而
1. 机器人传感器
1，将识别对象的声音从周围杂音中分离出来的音源分离技术，是听觉传感器得以普及
（4）机器人听觉传感器：
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。
触觉传感器技术在智能机器人领域中的应用展望
触觉传感器技术在智能机器人领域中的应用展望智能机器人是近年来科技领域的热门话题，随着人工智能和机器人技术的迅速发展，智能机器人正逐渐融入我们的生活中。
而作为智能机器人的重要组成部分之一，触觉传感器技术在智能机器人领域中具有广阔的应用前景。
本文将对触觉传感器技术在智能机器人领域的应用进行展望。
触觉传感器是一种能够感知和测量物体接触力和变形的传感器。
它们能够模拟人类的触觉感知能力，通过测量力、压力、形变等物理量来感知物体的状态和环境的变化，从而使智能机器人能够更好地与环境交互和适应。
在智能机器人领域，触觉传感器技术的应用有很多，下面将从三个方面进行阐述。
首先，触觉传感器技术在智能机器人的操作和控制中具有重要作用。
智能机器人通过触觉传感器可以感知物体的形状、硬度、表面纹理等信息，从而能够更加精确地进行操作和控制。
例如，在工业领域中，触觉传感器可以用于机器人的精细组装、物体抓取和搬运等任务，使得机器人能够更加高效地完成各种任务。
其次，触觉传感器技术在智能机器人的导航和环境感知中也具有重要应用。
通过测量地面的压力变化和物体的形变，智能机器人可以感知地面的起伏和物体的位置，进而实现自主导航和避障。
触觉传感器还可以用于检测人体或物体的姿态和动作，从而使机器人能够更加智能地和人类进行交互。
最后，触觉传感器技术在智能机器人的人机界面中也有广阔的应用前景。
智能机器人可以通过触觉传感器感知人体的触摸和手势动作，实现与人的直接互动。
例如，在医疗领域中，触觉传感器可以用于智能手术机器人，医生可以通过触摸来控制机器人完成手术操作，提高手术的精确度和稳定性。
尽管触觉传感器技术在智能机器人领域的应用前景广阔，但目前仍然存在一些挑战和问题。
首先，触觉传感器的精确度和稳定性需要进一步提高，特别是在复杂的环境和场景中。
其次，触觉传感器的成本较高，需要降低成本才能进一步推广和应用。
此外，触觉传感器和其他传感器的融合也是一个亟待解决的问题，以实现更加全面和精确的机器人感知和操作能力。
工业机器人触觉传感器的功能和类型介绍
工业机器人触觉传感器的功能和类型介绍
一，包括压电.压阻.电容和弹性类型。
工业机器人触觉传感器可以帮助工业机器人测量与其环境的任何物理交互。
本文将主要介绍工业机器人触觉传感器的功能和触觉传感器的类型。
1.光学触觉传感器光学触觉传感器有内外两种类型。
在这种类型中，通过将障碍物移动到光路来调节光的强度。
它具有抗电磁干扰的优点，分辨率很高。
需要低布线，电子设备可以远离传感器。
2.压电触觉传感器当向传感器元件施加压力时，传感器元件上的电压效应为压电效应。
电压的产生与施加的压力成正比。
在这种情况下，不需要外部传感器。
这种传感器的优点是耐久性和宽动态范围。
可以测量压力。
3.电阻触觉传感器传感器的工作是基于导体聚合物和电极之间的电阻变化。
这种类型的触觉传感器被广泛使用。
当施加压力时，导电材料的电阻会发生变化。
然后测量电阻。
该传感器具有耐久性高、过载耐受性好等优点。
4.电容式触觉传感器两个电极之间的电容变化用于电容式传感器。
这种类型的电容式传感器将测量电容，并在施加的压力下发生变化。
平行板电容器的电容与板的间距和面积有关。
电容器会根据负载而变化。
该传感器具有线性响应和宽动态范围的优点。
5.磁触觉传感器磁触觉传感器采用两种方法，一种是测量磁通密度的变化，另一种是绕组间磁耦合变形的变化。
该传感器具有灵敏度高、无机械滞后等优点。
机器人传感器分类视觉触觉接近觉听觉感觉和应用领域
触觉传感器
2. 应用领域
触觉传感器在机器人领域中的 应用也非常广泛，例如：在工 业制造中检测零件的表面质量 ；在医疗康复中识别患者的肌 肉状态和康复情况；在家庭服 务中识别物体的材质和硬度等
触觉传感器
3. 作用和重要性
触觉传感器在机器人领域中也具有非常重要 的作用和意义。首先，触觉传感器提高了机 器人的操作精度和稳定性，使机器人能够更 准确地抓取和操作物体。其次，触觉传感器 增强了机器人的感知能力，使机器人能够更 好地适应不同的工作环境和物体特性。最后 ，触觉传感器提高了机器人的智能化水平， 使机器人能够更好地服务于人类社会
4
接近觉传感器
接近觉传感器
接近觉传感器是指利用物理场或机械结构等检 测物体距离和方位的传感器
在机器人领域中，接近觉传感器主要用于检测 机器人与周围物体之间的距离和方位关系，以
实现安全导航和避障功能
1. 基本原理
接近觉传感器通常由 超声波、红外线、微 波等物理场发射器和 接收器组成。当有物 体接近时，接收器会 接收到相应的信号变 化，从而检测出物体 距离和方位信息
5
听觉传感器
听觉传感器
1. 基本原理
听觉传感器通常由麦 克风阵列和声音处理 单元组成。麦克风阵 列用于采集声音信号 ，然后通过声音处理 单元
对声音信号进行分析 和处理，提取出声音 的特征信息
听觉传感器
听觉传感器
2. 应用领域
听觉传感器在机器人领域中的应用也十分广 泛，例如：在服务机器人中用于识别语音指 令和环境声音；在智能监控中用于识别异常 声音和报警；在医疗康复中用于识别患者的 声音和语言等
听觉传感器
3. 作用和重要性
听觉传感器在机器人领域中也具有重要的作 用和意义。首先，听觉传感器增强了机器人 的感知能力，使机器人能够更好地理解和交 互复杂的声环境。其次，听觉传感器提高了 机器人的自主性，使机器人能够进行自主导 航、目标跟踪和声音定位等任务。最后，听 觉传感器提升了机器人的智能化水平，使机 器人能够更好地服务于人类社会
工业机器人传感器概述
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。
外部传感器简介
机器人用外部传感器1．概述为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系，在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器，大大改善了机器人工作状况，使其能够更充分地完成复杂的工作。
由于外部传感器为集多种学科于一身的产品，有些方面还在探索之中，随着外部传感器的进一步完善，机器人的功能越来越强大，将在许多领域为人类做出更大贡献。
2．外部传感器按功能分类（1）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。
对机器人触觉的研究，只能集中于扩展机器人能力所必需的触觉功能，一般把检测感知和外部直接接触而产生的接触觉、压力、触觉及接近觉的传感器称为机器人触觉传感器。
1）接触觉：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，它柔软易于变形，可增大接触面积，并且有一定的强度，便于抓握。
接触觉传感器可检测机器人是否接触目标或环境，用于寻找物体或感知碰撞。
①机械式传感器：利用触点的接触断开获取信息，通常采用微动开关来识别物体的二维轮廓，由于结构关系无法高密度列阵。
②弹性式传感器：这类传感器都由弹性元件、导电触点和绝缘体构成。
如采用导电性石墨化碳纤维、氨基甲酸乙酯泡沫、印制电路板和金属触点构成的传感器，碳纤维被压后与金属触点接触，开关导通。
也可由弹性海绵、导电橡胶和金属触点构成，导电橡胶受压后，海绵变形，导电橡胶和金属触点接触，开关导通。
也可由金属和铰青铜构成，被绝缘体覆盖的青铜箔片被压后与金属接触，触点闭合。
机械设计基础机器人视觉和感知技术
机械设计基础机器人视觉和感知技术机械设计基础——机器人视觉和感知技术一、导言机器人是一种能够感知环境、学习和执行任务的智能设备。
视觉和感知技术是机器人实现这些功能的核心模块之一。
本文将对机器人视觉和感知技术进行基本介绍，并探讨其在机械设计中的应用。
二、机器人视觉技术1. 机器人视觉传感器机器人视觉传感器是机器人获取图像信息的主要工具。
常见的机器人视觉传感器包括相机、激光雷达和红外传感器等。
这些传感器能够捕捉到环境中的光线、深度和温度等数据，为机器人提供必要的信息。
2. 机器人图像处理机器人通过对获取到的图像进行处理，提取其中的特征信息。
图像处理技术可以包括图像滤波、边缘检测、特征提取等。
通过这些图像处理算法，机器人能够识别和定位物体，为后续操作提供基础。
3. 机器人目标检测和识别机器人通过图像处理技术可以实现目标检测和识别。
例如，通过训练机器学习算法，机器人可以学会识别物体的种类和位置。
这对于机器人执行各种任务具有重要意义，如自动拣选、自主导航等。
机器人视觉导航是指利用机器人视觉技术实现自主导航和路径规划。
通过对环境进行三维建模和定位，机器人可以根据目标位置规划出最优路径，并进行避障和避免碰撞等操作。
三、机器人感知技术1. 机器人触觉传感器机器人触觉传感器可以测量物体的力、力矩以及接触情况等信息。
通过感知物体的力学特性，机器人可以实现柔性抓取、力控操作等。
2. 机器人声音和声纳传感器机器人声音和声纳传感器可以感知环境中的声音和声波。
这些传感器可以用于声源定位、语音识别、防护等应用。
3. 机器人环境感知机器人通过环境感知技术可以实现对环境中物体的检测和跟踪。
例如，通过激光雷达可以获取环境的深度信息，从而实现对环境中障碍物的检测和避障。
四、机器人视觉和感知技术在机械设计中的应用1. 机器人装配与操作机器人在装配和操作过程中，需要准确感知和识别物体，以实现精准抓取和放置。
视觉和感知技术能够帮助机器人完成这些任务，提高装配和操作的精度和效率。
工业机器人的触觉传感器有哪些？作用是什么-
工业机器人的触觉传感器有哪些？作用是什么?AGV自动搬运车不仅可以提高整个生产效率，改善物流管理，还可以实现整个生产物流的自动化.智能化、柔性化，增加安全性。
AGV由小车组成的自动物流系统在整个自动化生产中发挥着巨大的作用，保证了物料运输的准确性.及时性.有效避免和消除人为过失造成的产品和运输损坏。
智能搬运机器人的主流导航方式如下：磁条导航磁条导航被认为是一种非常成熟的导航技术。
磁条铺设在智能搬运机器人的运行路线上。
智能搬运机器人通过测量路径上的磁场信号来获得车辆与目标跟踪路径之间的位置偏差，从而实现车辆的控制和导航。
磁条导航的优点是成本低.技术成熟可靠，定位稳定性好，使用方便。
磁条导航的缺点是需要施工地面，施工工作量大，地表卡容易丢失，路线变化时需要重新铺设磁条，柔性差，维护成本高，只能沿磁条行走，能避让，或通过控制系统实时更改任务。
磁钉导航磁钉导航模式是通过磁导航传感器检测磁钉的磁信号来找到行驶路径，只是使用磁带导航到间歇性感应，所以磁钉之间的距离不能太大，两个磁钉之间的智能搬运机器人处于距离测量状态，需要编码器测量行走距离。
其次，磁钉导航中使用的控制模块与磁带导航控制模块相同。
磁钉导航的优点是成本低.技术成熟可靠，磁钉埋在地下，隐秘性好.美观。
磁钉抗干扰强，耐磨性强，耐酸碱.油污等影响可用于室外.室内。
磁钉导航的缺点是智能搬运机器人导航线路中不能存在其他磁性物质。
智能搬运机器人磁钉导航线路一次铺设，后续修改线路必须进行二次操作。
智能搬运机器人磁钉导航施工将对地面进行一定的破坏功能，即在地面开孔，然后回填，严格的施工技术要求，以恢复原地面的美观要求。
Slam激光导航Slam激光导航又称自然导航，目前是智能搬运机器人zui采用二维激光扫描仪测量现场环境的先进导航技术.学习和绘制导航环境，智能搬运机器人在没有周围环境信息的情况下，让移动机器人根据自己的传感器和对周围环境的感知定位自己并增量构建周围环境地图。
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内容：
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接触觉传感器
接触觉传感器：用来判断机器人是否接触物体的测量传感器，可以感知机器人与 周围障碍物的接近程度。接触觉传感器可以使机器人在运动中接触到障碍物时向控 制器发出信号。
分类：
微动开关：最简单最经济适用的一种接触传感器，主要由弹簧和触头
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构成。特点是：触点间距小，动作行程短，按动力小，通断迅速，使 用方便，结构简单。 触须式触觉传感器 接触棒触觉传感器 柔性触觉传感器：具有获取物体表面形状二维信息的潜在能力。 柔性薄层触觉传感器 导电橡胶传感器 气压式触觉传感器 触觉传感器阵列：由若干个感知单元组成阵列结构的传感器 成像触觉传感器 TIR触觉传感器 仿生皮肤：仿生皮肤是集触觉、压觉、滑觉和热觉传感于一体的多 功能复合传感器，具有类似于人体皮肤的多种功能。
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力觉传感器
分类
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。 根据力的检测方式不同，力觉传感器可以分为：检测应变 或应力的应变片式；利用压电效应的压电元件式；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， 电感式传感器等 其中应变片被机器人广泛采用。
70 年代国外的机器人研究已成热点，但触觉技术的研究才开始且 很少。当时对触觉的研究仅限于与对象的接触与否 接触力大小，虽有 一些好的设想 但研制出的传感器少且简陋。 80 年代是机器人触觉传感技术研究、发展的快速增长期，此期间 对传感器设计、原理和方法作了大量研究 ，主要有电阻、 电容、压 电、 热电、 磁、磁电、力、 光、 超声和电阻应变等原理和方法。 从总体上看 80 年代的研究可分为传感器研制、触觉数据处理、 主 动触觉感知三部分，其突出特点是以传感器装置研究为中心 主要面 向工业自动化。 90年代对触觉传感技术的研究继续保持增长并多方向发展。按宽 的分类法，有关触觉研究的文献可分为：传感技术与传感器设计、 触觉图像处理、形状辨识、 主动触觉感知、结构与集成。工业机器人Fra bibliotek触觉传感器
演讲人： PPT制作： 资料收集：
目录 1
引言
接触觉传感器 力觉传感器
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滑觉传感器
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引言
引言
1.触觉是机器人获取环境信息的一种仅次于视觉的重要知 觉形式 是机器人实现与环境直接作用的必需媒介.与视觉不 同 ，触觉本身有很强的敏感能力可直接测量对象和环境的多 种性质特征. 因此触觉不仅仅只是视觉的一种补充. 2.机器人触觉传感器两大主要功能：
检测功能包括对操作对象的状态、机械手与操作对象的接触状态、
操作对象的物理性质进行检测。
识别功能是在检测的基础上提取操作对象的形状、大小、
刚度等特征，以进行分类和目 标识别.
发展历史 3.机器人触觉传感技术的研究始于70年代.三十多年的历程 可分为三个时段:70年代、80年代、90年代以后.这三个时段的 研究与成就各有特点。
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滑觉传感器
机器人在抓取不知属性的物体时，其自身应能确定最佳握紧力的给定 值。当握紧力不够时，要检测被握紧物体的滑动，利用该检测信号， 在不损害物体的前提下，考虑最可靠的夹持方法，实现此功能的传感 器称为滑觉传感器。 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。 滑移传感器按照有无滑动方向检测功能分为无方向性传感器、单方向传 感器和全方位性传感器。