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《傳感器在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)傳感器在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，機(jī)器需要傳感器提供必要的信息，以正確執(zhí)行相關(guān)的操作。機(jī)器人已經(jīng)開始應(yīng)用大量的傳感器以提高適應(yīng)能力。絕大多數(shù)智能機(jī)器人的外部傳感器,可以大致分為觸覺(jué)傳感器,接近傳感器、力學(xué)傳感器,以及視覺(jué)、滑覺(jué)、熱覺(jué)等多種類型的傳感器。例如有很多的協(xié)作機(jī)器人集成了
2、力矩傳感器和攝像機(jī)，以確保在操作中擁有更好的視角，同時(shí)保證工作區(qū)域的安全等。用于避障的傳感器 避障可以說(shuō)是各種機(jī)器人最基本的功能，不然機(jī)器人一走動(dòng)就碰到花花草草就不好了。機(jī)器人并不一定要通過(guò)視覺(jué)感知自己前方是否有障礙物，它們也可以通過(guò)觸覺(jué)或像蝙蝠那樣通過(guò)聲波感知。因此，檢測(cè)機(jī)器人前方是否存在障礙物的傳感器，可以分為接觸式和非接觸式的。 最典型的接觸式測(cè)障傳感器便是碰撞開關(guān)（圖1）。碰撞開關(guān)的工作原理非常簡(jiǎn)單，完全依靠?jī)?nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)完成電路的導(dǎo)通和中斷。圖1碰撞開關(guān) 在機(jī)器人上的用法多數(shù)是將探測(cè)臂加長(zhǎng)，擴(kuò)大探測(cè)范圍和靈敏度。當(dāng)機(jī)器人撞
3、到前面的障礙物，碰撞開關(guān)的信號(hào)端便可返回一個(gè)高電平，控制芯片由此可以知道小車面前存在著障礙物。文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn) 非接觸式測(cè)障開關(guān)一般的工作原理與聲納和雷達(dá)相似，發(fā)射聲波或某種射線，遇到障礙物，聲波或射線被反射回來(lái)，并被傳感器接收，這時(shí)傳感器就認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了障礙物。我們最常用的便是發(fā)射和接收紅外線的傳感器（圖3，圖4）。圖3紅外發(fā)射管圖4紅外接收管 紅外測(cè)障傳感器成本較低（當(dāng)然比碰撞開關(guān)還是要高一點(diǎn)），電路簡(jiǎn)單，檢測(cè)范圍大。如果在電路中加上一個(gè)電位器，就可以隨時(shí)調(diào)節(jié)傳感器的檢測(cè)范圍。這種檢測(cè)方式為非接觸式，控制起來(lái)更加方便、靈活。但這種測(cè)
4、障方式也有缺點(diǎn)，多個(gè)紅外傳感器之間容易互相干擾，因此在傳感器的布局上需要多花心思，安裝位置也要盡可能地避免紅外信號(hào)的碰撞?！ ∮糜跍y(cè)距的傳感器 機(jī)器人光知道哪個(gè)方向有障礙物并不夠，還必須知道障礙物距離自己具體有多遠(yuǎn)，才好判斷下一步的行動(dòng)。這時(shí)我們就需要測(cè)距傳感器。 測(cè)距傳感器大多為非接觸式的，目前在個(gè)人機(jī)器人制作領(lǐng)域用得比較多的是紅外和超聲波測(cè)距傳感器兩種?！ √岬郊t外測(cè)距傳感器，就不能不提夏普的GP2D12紅外測(cè)距傳感器（圖5）。GP2D12幾乎可以說(shuō)是機(jī)器人愛好者的必備傳感器，在我們平時(shí)?？吹降囊恍﹤€(gè)人機(jī)器人作品中，絕大多數(shù)都可以看
5、到它的身影。文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn) 圖5紅外測(cè)距傳感器 這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是體積小，測(cè)量準(zhǔn)確，電源電壓與輸出信號(hào)都較常規(guī)，一般單片機(jī)系統(tǒng)都可直接使用，缺點(diǎn)是成本較高，購(gòu)買途徑較少?！ 〕暡y(cè)距傳感器（圖6）也是一種很常見的測(cè)距傳感器，依靠超聲波的發(fā)射與反射接收中的時(shí)間差來(lái)判斷距離，這和動(dòng)物界的蝙蝠是一樣的，算是仿生學(xué)的一項(xiàng)應(yīng)用。圖6超聲波測(cè)距傳感器 超聲波測(cè)距傳感器規(guī)格很多，測(cè)試距離也從遠(yuǎn)到近都有，價(jià)格相差也較大，一般機(jī)器人愛好者使用的是測(cè)量范圍在幾厘米到幾米的。 超聲波測(cè)距的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量范圍較大且不使用光學(xué)信號(hào)，所以被測(cè)物體的顏色對(duì)于測(cè)
6、量結(jié)果沒(méi)有影響，但其成本較高。由于它依靠聲速測(cè)距，所以對(duì)于一些影響聲速的因素較敏感，比如溫度、風(fēng)速等，而且最大允許角度較小。 用于亮度判斷的傳感器文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn) 很多朋友制作的機(jī)器人都需要判斷環(huán)境光的亮度，這時(shí)就需要亮度傳感器。最常用的便是光敏電阻（圖7）。光敏電阻是一種隨著照射在上面的可見光強(qiáng)度變化而阻值發(fā)生相應(yīng)變化的電阻，可以根據(jù)其阻值的變化判斷出光強(qiáng)。圖7光敏電阻 光敏電阻的使用也非常簡(jiǎn)單，只要將它當(dāng)作普通電阻接入電路，根據(jù)電流變化便可得出電阻值的變化，進(jìn)而判斷出光強(qiáng)的變化。對(duì)于機(jī)器人制作，光敏電阻是一種成本低廉、可靠性好、測(cè)
7、量準(zhǔn)確的元件。 用于測(cè)量速度的傳感器 機(jī)器人自身的行走速度對(duì)于判斷機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和機(jī)器人所在位置非常重要，這里我們主要討論一下對(duì)機(jī)器人小車運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)量?！ ≤囆蜋C(jī)器人依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪子來(lái)運(yùn)動(dòng)，因此測(cè)量機(jī)器人小車的速度可以歸結(jié)為測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。那么怎么測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速呢？測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速有很多種方法，比較適合個(gè)人機(jī)器人愛好者的是采用光電編碼器。光電編碼器也有很多種，在個(gè)人機(jī)器人上比較常見的有兩種，一種為反射式，一種為透射式?！ 》瓷涫降幕窘Y(jié)構(gòu)是在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上加一個(gè)圓形的黑白相間碼盤，很多都是粘在輪子上的（圖8），離碼盤很近的地方固定一個(gè)
8、紅外發(fā)射/接收一體模塊，利用黑白色對(duì)紅外線的吸收率不同來(lái)進(jìn)行判斷。紅外線照射到黑色部分時(shí)，大部分被吸收，而無(wú)反射信號(hào)；紅外線照射到白色部分時(shí)，大部分紅外線被反射回來(lái)，而產(chǎn)生強(qiáng)烈的
