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机器人传感器及机器人应用 PPT

机器人传感器及机器人应用
引言:
给机器人装备什么样的传感器,对 这些传感器有什么要求,这是设计 机器人感觉系统时遇到的首要问题。 选择机器人传感器应当完全取决于 机器人的工作需要和应用特点。
一、机器人需要的感觉能力(1)
触觉能力:
主要指确定工作对象是否存在,以及它的尺寸大小 和形状等。
接近觉:
光电编码器工作原理图:
1-光源 2-聚光镜 3-漏光盘 4-光敏管 5-光拦板
光电编码器结构示意图:
2.位置、角度测量(3):
光电编码器用于测量直线位移:
1-比较器 2-放大器 3-电液伺服阀 4-光电编码器 5-传动带 6-滑轮 7-活塞 8-钢索
3.速度测量(1):
介绍交流测速发电机的工作原理。 组成:
二、传感器的分类
1.内传感器:
内传感器是用于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; 倾斜角、方位角、振动等物理量。
内传感器常用于控制系统中,用作反馈 元件,检测机器人自身的状态参数。
2.外传感器:
测量与机器人作业有关的外部因素。通 常与机器人的目标识别、作业安全等因 素有关。
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交
三、典型内传感器
1.规定位置检测的内传感器:
应用场合:
检测规定的位置,常用ON/OFF两个状态值。这 种方法用于检测机器人的起始原点、终点位置或 某个确定的位置。
典型元器件:
给定位置检测常用的检测元件有微型开关、光电 开关等。规定的位移量或力作用在微型开关的可 动部分上,开关的电气触点断开(常闭)或接通 (常开)并向控制回路发出动作信号。
典型元器件图例:
2.位置、角度测量(1):
测量机器人关节线位移和角位移的传 感器是机器人位置反馈控制中必不可 少的元件。常用的有电位器、旋转变 压器、编码器等。其中编码器既可以 检测直线位移,又可以检测角位移。
2.位置、角度测量(2):
光电编码器:
光电编码器由发光元件、聚光镜、漏光盘、 光栏板、光敏管等构成。灯泡发出的光线 经过聚焦后变成平行光束,当漏光盘上的 条纹与光栏板上的条纹重合时,光敏管便 接受一次光的信号并记数,由此可以测试 旋转速度。
U2∝Φ1n∝U1 n 由此可以看出,当励磁绕组加上电源电压且
测速发电机以转速n转动时,它的输出绕组中 就 当 这转产样动生就方输把向出转改电速变压信时U号2,,转U其换2的大为相小电位和压也转信改速号变n。成1输8正0出°比电。。 压的频率等于电源频率,与转速无关。
测速发电机图例(1):
转子静止时
3.滑觉传感器:
滑觉传感器有滚轮式和球式。物体在传 感器表面上滑动时,和滚轮或球相接触, 把滑动变成转动。滑动物体引起滚轮的 转动,用磁铁和静止的磁头进行检测。
滑觉传感器图例:
五、机器人的应用
1、弧焊机器人(1):
1、弧焊机器人(2):
2、喷漆机器人(1):
2、喷漆机器人(2):
3、装配机器人(1):
接触觉传感器图例:
2.压觉传感器:
压觉传感器检测传感器面上受到的作用 力,它由弹性体及检测弹性位移的敏感 元件构成。用弹簧支承的平板作为机械 手的物体夹持面。在平板上加负载时, 平板发生位移,该位移量由电位器检测。 如果已知弹簧的刚性系数,则可根据位 移计的输出求出力的大小。
压觉传感器图例:
测速发电机图例(2):
转子静止时
F
F 转子旋转时
四、典型外传感器
1.接触觉传感器:
接触觉传感器检测机器人是否接触目 标或环境,用于寻找物体或感知碰撞。
工作原理:
在电极和柔性导体之间留有间隙,当施加 外力时,受压部分的柔性导体和柔性绝缘 体发生变形,利用柔性导体和电极之间的 接通状态形成接触觉。
3、装配机器人(2):
4、FMS系统中机器人:
5、摘果机器人:
6、剪医机器人:
交流异步发电机由定子和转子组成。 定子上有两个绕组:一个作励磁用,用于产
生磁场,称为励磁绕组;另一个输出电压, 称为输出绕组。两个绕组的轴线互相垂直。 转子的结构可视为由无数并联的导体组成, 和鼠笼转子结构一样。
3.速度测量(2):
3.速度测量(3):
工作原理:
测速发电机存在如下数量关系:
主要用于探测机器人自身与周围物体之间相对位置 或距离的传感器。接近觉界于触觉与视觉之间。
视觉:
孔、边、拐角的检测及工作对象形状的检测等。
一、机器人需要的感觉能力(2)
压觉:
主要用于检测机器人与作业对象之间接 触面的法向压力值的大小。
滑觉:
主要用于检测物体因自重相对于机器人 手爪的滑移量的大小。
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