机器人传感技术与控制新编.ppt

第5章机器人传感技术与控制第一代机器人:不具有感知和反馈,示教再现型第二代机器人:对外界环境有一定感知能力,具有视觉、触觉、听觉等功能。第三代机器人: 智能机器人,具有感觉能力,有记忆、推理和决策的能力,有与外部世界——对象、环境和人相适应、相协调的工作机能。为了检测作业对象、环境或机器人与它们的关系, 在机器人上安装了触觉、视觉、力觉、接近觉、超声波等传感器,进行定位和控制,实现类似人类感知作用。机器人传感器是指机器人对内外部环境感知的物理量变换为电量输出的装置。机器人传感器分为内部传感器和外部传感器。机器人的内部传感器是安装在机器人自身中,用来感知它自己的状态,以调整并控制机器人的行动。它通常由位置、加速度、速度及压力传感器组成。机器人的外部传感器是检测环境、目标的状态特征,使机器人--环境发生交互作用,从而使机器人对环境有自校正和自适应能力。类型:包括触觉传感器、视觉传感器、接近觉传感器、听觉传感器等。控制器控制器控制器内部传感内部传感内部传感外部传感外部传感外部传感机器人位置传感器位置传感器位置传感器速度传感器速度传感器速度传感器加速度传感器加速度传感器加速度传感器力和压力传感器力和压力传感器力和压力传感器微动开关微动开关微动开关红外传感器红外传感器红外传感器接触和视觉传感器接触和视觉传感器接触和视觉传感器接近觉传感器接近觉传感器接近觉传感器超声波传感器超声波传感器超声波传感器视觉传感器视觉传感器视觉传感器语音合成器语音合成器语音合成器内传感器用于测量机器人自身状态内传感器用于测量机器人自身状态测量与机器人作业有关的外部环境测量与机器人作业有关的外部环境多指协调控制抓取规划多指协调控制抓取规划多指多关节灵巧机械手多指多关节灵巧机械手三个手指三个手指 3个关节 3个关节电机电机角度传感器角度传感器复合触觉传感器复合触觉传感器通过从结构与功能上模仿人手,实现对各种形状物体的灵巧操作,精确的力控制与运动控制通过从结构与功能上模仿人手,实现对各种形状物体的灵巧操作,精确的力控制与运动控制传感器在机器人身上分布传感器在机器人身上分布 机器人内部传感器机器人内传感器包括位移(位置)传感器、速度、加速度传感器等。一、位置传感器 ,用作直线位移和角位移传感器。电位器式位移传感器结构简单,性能稳定可靠, 精度高,较方便地选择其输出信号范围。电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。电位器式位移传感器位移和电压关系: E:输入电压 L:触头最大移动距离 X:向左端移动的距离 e:电阻右侧的输出电压 E EeL)2(???旋转型电位器式位移传感器直线型电位器式位移传感器 2. 旋转光电编码器旋转光电编码器是角度、角速度检测装置,具有体积小,精度高,工作可靠等优点,应用广泛。一般装在机器人各关节的转轴上,用来测量各关节转轴转过的角度或角速度。