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        1. 傳感器對機器人究竟有多重要?

          2016-11-19 來源:氧氣傳感器
          當今機器人擁有靈敏的身姿、驚異的智能、全自動化的運作,這一切類似人一樣的肢體及感官功能的實現都少不了傳感器的功勞。

          傳感器猶如人類的感知器官,是機器人感知世界的媒介。機器人的視覺、力覺、觸覺、嗅覺、味覺等對外部環境的感知能力都是由傳感器傳輸的。并且,傳感器還可用來檢測機器人自身的工作狀態,以及機器人智能探測外部工作環境和對象狀態,能夠按照一定的規律轉換成可用輸出信號的一種器件。在機器人身體構造里會裝上各樣的傳感器,會為它們帶來更高的靈敏度。那么,我們來設想一下:失去傳感器這件事,對機器人的打擊究竟有多大呢?機器人傳感器根據檢測對象的不同,可分為內部傳感器和外部傳感器。


          內部傳感器主要用來檢測機器人各內部系統的狀況,如各關節的位置、速度、加速度溫度、電機速度、電機載荷、電池電壓等,并將所測得的信息作為反饋信息送至控制器,形成閉環控制。

          傳感器對機器人有多重要?


          而外部傳感器是用來獲取有關機器人的作業對象及外界環境等方面的信息,是機器人與周圍交互工作的信息通道,用來執行視覺、接近覺、觸覺、力覺等傳感器,比如距離測量、聲音、光線等?;X傳感器、力覺傳感器、距離傳感器、觸覺傳感器、接近覺傳感器、速度和加速度傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器這8種傳感器對機器人極為重要。很難想象,沒有它們,機器人將怎樣存在。

          滑覺傳感器:滑覺傳感器主要是用于檢測機器人與抓握對象間滑移程度的傳感器。為了在抓握物體時確定一個適當的握力值,需要實時檢測接觸表面的相對滑動,然后判斷握力,在不損傷物體的情況下逐漸增加力量,滑覺檢測功能是實現機器人柔性抓握的必備條件。

          力覺傳感器:力覺傳感器是用來檢測機器人自身力與外部環境力之間相互作用力的傳感器。力覺傳感器經常裝于機器人關節處,通過檢測彈性體變形來間接測量所受力。裝于機器人關節處的力覺傳感器常以固定的三坐標形式出現,有利于滿足控制系統的要求。

          距離傳感器:用于智能移動機器人的距離傳感器有激光測距儀(兼可測角)、聲納傳感器等,近年來發展起來的激光雷達傳感器是目前比較主流的一種,可用于機器人導航和回避障礙物。

          觸覺傳感器:觸覺傳感器主要是用于機器人中模仿觸覺功能的傳感器。觸覺是人與外界環境直接接觸時的重要感覺功能,研制滿足要求的觸覺傳感器是機器人發展中的技術關鍵之一。

          接近覺傳感器:接近覺傳感器介于觸覺傳感器和視覺傳感器之間,可以測量距離和方位,而且可以融合視覺和觸覺傳感器的信息。接近覺傳感器可以輔助視覺系統的功能,來判斷對象物體的方位、外形,同時識別其表面形狀。

          速度和加速度傳感器:速度傳感器有測量平移和旋轉運動速度兩種,但大多數情況下,只限于測量旋轉速度。利用位移的導數,特別是光電方法讓光照射旋轉圓盤,檢測出旋轉頻率和脈沖數目,以求出旋轉角度,及利用圓盤制成有縫隙,通過二個光電二極管辨別出角速度,即轉速,這就是光電脈沖式轉速傳感器。

          視覺傳感器:機器視覺是使機器人具有感知功能的系統,其通過視覺傳感器獲取圖像進行分析,讓機器人能夠代替人眼辨識物體,測量和判斷,實現定位等功能。
          聲覺傳感器

          聲音傳感器的作用相當于一個話筒(麥克風)。它用來接收聲波,顯示聲音的振動圖象。但不能對噪聲的強度進行測量。聲覺傳感器主要用于感受和解釋在氣體(非接觸感受)、液體或固體(接觸感受)中的聲波。

          機器人要想做到如人類般的靈敏,機器人的5大感官傳感器是必不可少的。從擬人功能出發,視覺、力覺、觸覺已進入實用階段,但感官,如聽覺、嗅覺、味覺、滑覺等對應的傳感器還在研究中。
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