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机器人爱好者必须懂的机器人传感器

深入学习机器人,需要你一步步了解机器人的构造和细节,其中包括机器人的传感器。

根据被测对象的不同,机器人传感器可以分为2大类:

1.用于检测机器人自身状态的内传感器

2.用于机器人与机器人相关环境参数的外传感器

(也可根据传感器的结构、形态、性能、用途等进行进一步的分类)

今天,我会分析内传感器和外传感器的基本形式。

关于内传感器

就是测量机器人自身状态的功能元件,具体检测的对象有:关节的线位移、角位移等几何量,速度、角速度、加速度等运动量,还有倾斜角、方位角、振动等物理量。而所谓的外传感器则主要用于测量与机器人作业有关的外部因素。

内传感器常用于控制系统中,用作反馈元件,检测机器人的状态参数。例:关节运动的位置、速度、加速度、力和力矩等等。

关于外传感器

主要用来测量机器人周边环境参数,通常跟机器人的目标识别、作业安全等因素有关,例:视觉传感器。它既能用来识别工作对象,也可以用来检测障碍物。

从机器人的系统观点来看,外传感器的信号一般用于规划决策层,也有一些外传感器的信号被底层的伺服控制层所利用。

内传感器和外传感器是根据传感器在系统中呃作用来划分的,某些传感器既可以当内传感器使用,又可以当外传感器使用。如:力传感器,用于末端执行器或手臂的自重补偿中,是内传感器;在测量操作对象或障碍物的反作用力时,它是外传感器。

机器人内传感器的基本形式:

·特定位置、角度传感器:微型开关、光电开关

·任意位置、角度传感器:电位器、旋转变压器、码盘、关节角传感器

·速度、角度传感器:测速发电机、码盘

·加速度传感器:应变片式、伺服式、压电式、电动式

·倾斜角传感器:液体式,垂直振子式

·方位角传感器:陀螺仪、地磁传感器

机器人外传感器的基本形式:

·视觉传感器:测量传感器、识别传感器

·触觉传感器:接触觉传感器、压觉传感器、滑觉传感器

·力觉传感器:力(力矩)传感器、力和力矩传感器

·接近觉传感器:接近觉传感器(空气式、磁场式、电场式、光学式、声波式)、距离传感器

·角度觉(平衡觉)传感器:倾斜角传感器、方向传感器、姿态传感器