现代传感技术触觉传感器

Force - torque tactile sensor
用于测量机器人自身或与外界相互作用而产生 常用弹性敏感元件的 的力或力矩的传感器。 形式有十字交叉式、三根 竖立弹性梁式和八根弹性 它通常装在机器人各关节处。刚体在空间的运 梁的横竖混合结构等。左 动可以用 6个坐标来描述，例如用表示刚体质心 图中为竖梁式 6自由度力 位置的三个直角坐标和分别绕三个直角坐标轴旋 传感器的原理。在每根梁 转的角度坐标来描述。可以用多种结构的弹性敏 的内侧粘贴张力测量应变 感元件来敏感机器人关节所受的 6个自由度的力 片，外侧粘贴剪切力测量 或力矩，再由粘贴其上的应变片将力或力矩的各 应变片，从而构成 6个自 个分量转换为相应的电信号。 由度的力和力矩分量输出。
料制成，常用的有压敏导电橡胶、由碳纤 维烧结而成的丝状碳素纤维片和绳状导电 橡胶的排列面等。
slip sensor
全方向性传感器采用 无方向性传感器有探针耳机式，它由蓝 表面包有绝缘材料并构 宝石探针、金属缓冲器、压电罗谢尔盐晶 用于判断和测量机器人抓握或搬运物体 成经纬分布的导电与不 体和橡胶缓冲器组成。滑动时探针产生振 导电区的金属球。当传 时物体所产生的滑移。它实际上是一种位 动，由罗谢尔盐转换为相应的电信号。缓 感器接触物体并产生滑 移传感器。 冲器的作用是减小噪声。 动时，球发生转动，使 单方向性传感器有滚筒光电式，被抓物 按有无滑动方向检测功能可分为无方向 球面上的导电与不导电 区交替接触电极,从而 体的滑移使滚筒转动，导致光敏二极管接 性、单方向性和全方向性三类。 产生通断信号,通过对 收到透过码盘（装在滚筒的圆面上）的光 通断信号的计数和判断 信号，通过滚筒的转角信号而测出物体的 可测出滑移的大小和方 滑动。 向。这种传感器的制作 工艺要求较高。
Principles outlined
touch sensor
用以判断机器人(主要指四肢)是否接 触到外界物体或测量被接触物体的特征的 传感器。 接触觉传感器有微动开关、导电橡胶、 含碳海绵、碳素纤维、气动复位式装置等 类型。
Micro Switch Conductive rubber Pneumatic Carbon fiber sponge reset
它在基板上装有海绵构成的弹性体，在 它有柔性绝缘表面，受压时变形，脱离 以碳素纤维为上表层，下表层为基板， 海绵中按阵列布以含碳海绵。接触物体受 由弹簧和触头构成。触头接触外界物体 它以导电橡胶为敏感元件。当触头接触 接触时则由压缩空气作为复位的动力。与 中间装以氨基甲酸酯和金属电极。接触外 压后 ,含碳海绵的电阻减小,测量流经含碳 后离开基板，造成信号通路断开，从而测 外界物体受压后，压迫导电橡胶，使它的 外界物体接触时其内部的弹性圆泡 (铍铜箔 界物体时碳素纤维受压与电极接触导电。 海绵电流的大小，可确定受压程度。这种 到与外界物体的接触。 电阻发生改变，从而使流经导电橡胶的电 ) 与下部触点接触而导电。 传感器也可用作压力觉传感器。 流发生变化。 优点是使用方便、结构简单， 优点是结构简单、弹性好、使用方便。 优点是柔性好、可靠性高 优点是具有柔性。 优点是柔性好，可装于机械手臂曲面处 缺点是碳素分布均匀性直接影响测量 缺点是易产生机械振荡和触头易氧化。 缺点是需要压缩空气源 缺点是由于导电橡胶的材料配方存在差 缺点滞后较大 结果和受压后恢复能力较差。 异，出现的漂移和滞后特性也不一致
目 录
一、Introduction and Classification 二、Principles outlined touch sensor Force - torque tactile sensor
pressure sensor
slip sensor 三、 Application
Application
Application
Thank you!
Introduction
……
Biomimetic sensor
Tactile sensor
用于机器 人中模仿 触觉功能 的传感器
……
Classification
touch sensor Force - torque tactile sensor
pressure sensor
slLeabharlann Baidup sensor
pressure sensor
下图是以压敏导电橡胶为基本材料的压觉传感器。在导电橡 胶上面附有柔性保护层，下部装有玻璃纤维保护环和金属电极。 测量接触外界物体时所受压力和压力分 在外压力作用下，导电橡胶电阻发生变化,使基底电极电流相应 布的传感器。它有助于机器人对接触对象 变化 ,从而检测出与压力成一定关系的电信号及压力分布情况。 通过改变导电橡胶的渗入成分可控制电阻的大小。例如渗入石 的几何形状和硬度的识别。 墨可加大电阻，渗碳、渗镍可减小电阻。通过合理选材和加工 可制成高密度分布式压觉传感器。这种传感器可以测量细微的 压觉传感器的敏感元件可由各类压敏材 压力分布及其变化，故有人称之为“人工皮肤”。。