《机器人的传感器》ppt课件2_初中信息技术选修 苏科版

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1、第四章机器人传感器4.1概述4.2触觉传感器4.3接近觉传感器4.4视觉传感器4.5听觉、嗅觉、味觉及其他传感器4.1概述机器人与传感器机器人传感器的分类4.1概述机器人与传感器4.1概述机器人与传感器4.1概述机器人与传感器1960年由美国联合控制公司研制的世界上第一台实用机器人样机尤尼梅特（Unimate,为UniversalAutomation的缩写），1963年美国机床与铸造公司设计制造了另一种可编程的机器人沃莎特兰（Versatran,为VersatileTransfer缩写）自从它们问世以来，由于它们安全性高，结构简单及优良的机械性能，使美国工业机器人最

2、先得到公认并打开了销路，一般公认这两种型号的机器人是工业机器人的奠基者，1967年日本丰田自动化织布机公司引进第一台沃莎特兰机器人后，川崎重工业公司和其他公司也竞相引进机器人制造技术，纷纷投入生产，通过近十年的努力，日本赶上和超过了美国。我国1972年研制出首台简易型液压机器人后，在沈阳建立了第一个机器人示范工程，列入了国家863高科技发展规划。4.1概述机器人与传感器机器人按代分类可分成三代第一代机器人——工业机器人：它只能以“示教——再现”方式工作，由两部分组成：机械手和程控器，目前商品化、实用化的机器人大多还属于第一代。第二代机器人——感觉机器人：它的主要标志

3、是自身配备有相应的感觉传感器，并采用计算机对之进行控制。也称“自适应机器人”。它开始进入实用时期，主要从事焊接、装配、搬运等作业。第三代机器人——智能机器人：也称“管理控制型自律机器人”。感知环境的能力：这种机器人具有形形色色的感觉传感器：视觉、听觉、触觉、嗅觉。通过这些传感器，能识别周围环境。作用于周围环境的能力：使机器人的手、脚等各种肢体行动起来，以执行某种任务。第三代要求更完善、敏捷灵巧。思考的能力：在智能机器人中，相当发达的“大脑”是主要的，通过思考，把感知和行动联系起来，进行合乎目的的动作。4.1概述机器人组成控制器内部传感器外部传感器驱动器控制对象动力源

4、（电气、液压）任务输入4.1概述机器人的作用节省劳动力：这是机器人的最主要功能。进行极限作业：在工厂的喷漆和铸造等的恶劣环境中，在精练车间、冷藏室、核电站、宇宙空间、海底等人类难以进入的场合。在农药喷洒、不停电电力检修及大厦墙面的清洗和检查等。用于医疗、福利：机器人协助手术，辅助步行，饮食等的搬送工作安全运行的智能轮椅，盲人引导，假肢等。与人协调作业：在重物场合，用机器人支撑重量，由人工进行仔细定位。协助老年人和残疾人进行体力劳动及手的准确动作等。制作宠物：向着亮光移动的机器人，象小狗样动作的宠物机器人等。4.1概述机器人传感器的作用与分类当前工业机器人还是以无感知

5、能力的居多，这些机器人的操作程序都是预先制定的，并按照预定程序重复无误地完成确定任务。然而许多机器人的应用需要感知，根据感知的信息改进计算机控制。4.1概述机器人传感器的作用随机安置物体的位置。允许改变物体的形状。防止发生意外事故。在错误条件下有智能功能提高控制质量4.1概述机器人传感器的分类接触和非接触式：内部传感器和外部传感器：内部传感器：自身状态检测（如：位置、姿态、运动、力等），用到的传感器主要有：位置、角度、力、姿态、速度传感器等；外部传感器：对外部环境的感觉（如：距离、接近程度、接触状态等）。主要集中在外部传感器上，因为这是机器人升代的重要标志。感觉类型

6、：视觉、听觉、接触觉、嗅觉、味觉。4.1概述机器人传感器的分类第三代机器人要求传感器也有一定的智能，对于智能传感器系统的高级形式为传感器发展的最高形式。它除具有初级和中级智能系统的功能外，通常还具有多维检测，包括图像显示、图像识别、自学习以及思维判断等能力。高级智能形式的传感器将达到或超过人类“五官”对环境的感测能力，部分代替人的认识活动，能够高效地从复杂对象中提取有效信息。目前，在传感器的整体水平上还未达到上述的高级智能程度，但已有一些传感器具备了部分高级智能的特征，比如多维检测，图像显示及识别等。4.1概述机器人传感器的分类4.2触觉传感器触觉分类和要求接触觉压

7、觉力（矩）觉滑觉4.2触觉传感器触觉分类接触觉：手指与被测物是否接触，接触图形的检测。压觉：垂直于机器人和对象物接触面上的力感觉。力觉：机器人动作时各自由度的力感觉。滑觉：物体向着垂直于手指把握面的方向移动或变形。热觉：对象物的温度及其分布。材质感觉：目前还难以实现。4.2触觉传感器触觉传感器的要求空间分辨率为1～2mm，这种分辨率接近人指尖可区别皮肤上用作分离刺激的两点；阵列尺寸是每个指尖有5×10～10×20个点（人的指尖有约10×15个接触敏感点）；一个力敏元件的阈值灵敏度约0.5～10G；传感器的稳定性、线性度和重复度好，无滞后；取样频率100Hz～1k