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機(jī)器人傳感器:內(nèi)部檢測(cè)傳感器和外部檢測(cè)傳感器(視覺、觸覺、接近覺、聽覺 、嗅覺、味覺)

來源:機(jī)器人感知與應(yīng)用     編輯:創(chuàng)澤   時(shí)間:2026/3/25   主題:其他 [加盟]

隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,傳感器逐漸趨于小型化和集成化,從而產(chǎn)生了適 合安裝在機(jī)器人上的傳感器。為了檢測(cè)作業(yè)對(duì)象及環(huán)境或機(jī)器人與它們的關(guān) 系,在機(jī)器人上安裝了觸覺傳感器、視覺傳感器、壓力傳感器、接近覺傳感 器、超聲傳感器等,大大改善了機(jī)器人工作狀況,使其能夠更充分地完成復(fù)雜 的工作。

根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同可將機(jī)器人傳感器分為內(nèi)部檢測(cè)傳感器和外部檢測(cè)傳感器兩大類。

內(nèi)部檢測(cè)傳感器是用來檢測(cè)機(jī)器人自身狀態(tài)的傳感器,以機(jī)器人本身的坐 標(biāo)軸來確定其位置,用來感知運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。通過內(nèi)部檢測(cè)傳感器機(jī)器人可以了 解自己的工作狀態(tài),調(diào)整和控制自身按照一定的位置、角度、速度、加速度等 進(jìn)行工作。

外部檢測(cè)傳感器是用來檢測(cè)機(jī)器人所處環(huán)境及狀況或目標(biāo)物狀態(tài)特征的傳感器,是機(jī)器人與周圍進(jìn)行交互工作的信息通道。其功能使機(jī)器人對(duì)環(huán)境有自 校正和自適應(yīng)能力,可適應(yīng)不斷變化的外部環(huán)境,從而更好地進(jìn)行工作。由于 外部檢測(cè)傳感器為集多種學(xué)科于一身的產(chǎn)品,有些方面還在探索之中,隨著外 部傳感器的進(jìn)一步完善,機(jī)器人的功能越來越強(qiáng)大,將在許多領(lǐng)域?yàn)槿祟愖鞒?更大貢獻(xiàn)。

外部檢測(cè)傳感器主要包括視覺傳感器、觸覺傳感器、接近覺傳感器、聽覺 傳感器、嗅覺傳感器、味覺傳感器等。

1. 視覺傳感器:用于檢測(cè)空間形狀、距離、物體位置、表面形態(tài)、光亮 度、物體顏色等。主要應(yīng)用在判斷目標(biāo)對(duì)象有無、目標(biāo)物體位置控制、物體顏 色選擇、異型物體檢測(cè)等方面。

2. 觸覺傳感器:用于檢測(cè)接觸、握力、負(fù)荷、壓力大小、壓力分布、力 矩、滑動(dòng)等。主要應(yīng)用在識(shí)別握持物體、目標(biāo)物體形狀判斷、裝配力控制、測(cè)量質(zhì)量或表面特征等方面。

3. 接近覺傳感器:用于檢測(cè)接近程度、接近距離、傾斜度等。主要應(yīng)用 在作業(yè)程度控制、避障控制、平衡控制等方面。

4. 聽覺傳感器:用于檢測(cè)聲音和超聲。主要應(yīng)用在語音識(shí)別及控制、人 機(jī)對(duì)話等方面。

5. 嗅覺傳感器:用于檢測(cè)氣體成分和氣體濃度。主要應(yīng)用在化學(xué)成分分 析等方面。

6. 味覺傳感器:用于檢測(cè)味道。主要應(yīng)用在化學(xué)成分分析等方面。







機(jī)器人傳感器的組成:敏感元件和轉(zhuǎn)換元件

傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,傳 感器的信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路可能安裝在傳感器的殼體里或與敏感元件一起集成 在同一 芯片上,信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器工作必須有輔助的電源

機(jī)器人模塊化控制器硬件平臺(tái):X86控制器平臺(tái),ARM的硬件平臺(tái)

基于X86 機(jī)器人控制器平臺(tái)滿足軟硬件的兼容性和承繼性;基于ARM的硬件平臺(tái)結(jié)合DSP 等其他處理器,設(shè)計(jì)了分布式機(jī)器人控制器,以提高其控制系統(tǒng),降低控制器成本

機(jī)器人實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RGMP-ROS:VNET管道通信,擁有獨(dú)立的外設(shè)

通過標(biāo)準(zhǔn)的ROS 通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)與實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)、實(shí) 時(shí)節(jié)點(diǎn)與非實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)之間的通信,并且傳遞符合ROS協(xié)議規(guī)范的消息,實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)掛載的外部設(shè)備進(jìn)行交互

智能復(fù)合機(jī)器人的成本構(gòu)成:硬件本體,場(chǎng)景定制化,軟性服務(wù)

移動(dòng)平臺(tái)的負(fù)載越大,對(duì)底盤結(jié)構(gòu)、 電機(jī)要求越高,成本顯著增加;機(jī)械臂的軸數(shù)與負(fù)載,軸數(shù)與負(fù)載價(jià)格通常越高;末端執(zhí)行器是定制化的復(fù)雜工具就成本高

機(jī)器人的四大組成部分:主控制器,傳感器,驅(qū)動(dòng)器和執(zhí)行器

機(jī)器人的大腦—主控制器,是機(jī)器人最核心的部件;機(jī)器人的眼睛、耳朵和觸角—傳感器,能夠根據(jù)環(huán)境的變化做出反應(yīng);機(jī)器人的足—驅(qū)動(dòng)器,機(jī)器人的手—執(zhí)行器

機(jī)器人柔性關(guān)節(jié)的作用:自由度,防撞擊、防振動(dòng)等保護(hù)作用

柔性關(guān)節(jié)將使機(jī)器人獲得更高的自由度,柔性關(guān)節(jié)因其吸能作用,對(duì)于機(jī)器人系統(tǒng),特 別是移動(dòng)式機(jī)器人系統(tǒng),具有防撞擊、防振動(dòng)等保護(hù)作用

柔性機(jī)器人的研究目的:科學(xué)的目的,工程的目的

(1)科學(xué)的目的。出于科學(xué)研究的需要(如仿生學(xué)研究的需要)而設(shè)計(jì)構(gòu)造柔性機(jī)器人系統(tǒng);(2)工程的目的。出于工程實(shí)踐的需要(如特定功能的需求及實(shí)現(xiàn))而設(shè)計(jì)構(gòu)造柔性機(jī)器人系統(tǒng)。

兩輪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理:4個(gè)自由度:2個(gè)平面支撐運(yùn)動(dòng)自由度,2個(gè)姿態(tài)角運(yùn)動(dòng)自由度

兩輪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)平衡控制問題涉及兩個(gè)方面,一是“平衡”,即姿態(tài)平衡控制的問題;二是“運(yùn)動(dòng)”,即運(yùn)動(dòng)軌跡控制的問題;兩輪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡控制問題,是其行進(jìn)速度和行進(jìn)方向的控制問題

兩輪機(jī)器人的基本構(gòu)造:機(jī)體,底盤和輪系

底盤主要用于安裝或連接機(jī)體與輪系,攜帶和固定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);機(jī)體可裝載各種電子設(shè)備;輪系通過輪軸或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在底盤的左右兩側(cè),分別由左電機(jī)和右電機(jī)驅(qū)動(dòng)

機(jī)器人的矩陣傳感器:采用壓電元件,人工皮膚

矩陣傳感器網(wǎng)絡(luò)就能夠提供物體形狀的復(fù)雜數(shù)據(jù),這種信息分析技術(shù)叫做形狀識(shí)別 ,采用壓電元件的矩陣傳感器,能夠獲得物體作用力形成的映像

機(jī)器人的觸覺傳感器:應(yīng)用微限位開關(guān),隔離式雙態(tài)接觸傳感器,單模擬量傳感器

微型開關(guān)可能是接觸傳感器最經(jīng)濟(jì)和最常用的類型,護(hù)物體不受到過大的作用力;隔離式雙態(tài)接觸傳感器系統(tǒng)主要由雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)組成,重復(fù)度可達(dá)1μm, 分辨度為2 μm

機(jī)器人的力覺傳感器:金屬電阻型,半導(dǎo)體型,轉(zhuǎn)矩

金屬電阻型力覺傳感器測(cè)定電阻絲的阻值變化,就可知道物體的形變量,進(jìn)而求出外作用力;半導(dǎo)體型力覺傳感器的應(yīng)變系數(shù)可達(dá)100~200,尺寸小,靈敏度高,因而可靠性很高
資料獲取
機(jī)器人知識(shí)
== 資訊 ==
機(jī)器人傳感器:內(nèi)部檢測(cè)傳感器和外部檢測(cè)傳
機(jī)器人傳感器的組成:敏感元件和轉(zhuǎn)換元件
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