[工学]工业机器人620102011学年

《[工学]工业机器人620102011学年》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、主讲：张铮湖北工业大学机械学院第六章工业机器人的感觉系统6.1工业机器人传感器概述6.2位置和位移传感器6.3速度传感器6.4接近觉传感器6.5触觉传感器6.6工业机器人视觉技术6.7其他外部传感器6.1工业机器人传感器概述一、工业机器人感觉系统的基本组成人的五大感觉：视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉。经常说的第六感是什么？没有感觉功能的机器人，只能按预先给定的顺序，重复地进行一定的动作。如果给机器人添加感觉模块，它就能够根据对象的变化而变更动作，感知自己执行的工作结果的信息。机器人感觉信息的方式是通过传感器来实现的。，从传感器取得了数据之后，通过这这些数据的分析处理形成对客观世

2、界的正确认识，从而为执行任务并正确处理突发事件（可预见性的）提供依据。机器人的感觉：视觉、力觉、触觉、接近觉等。一、工业机器人感觉系统的基本组成视觉20世纪50年代后期出现，发展十分迅速，是机器人中最重要的传感器之一。机器视觉从20世纪60年代开始首先处理积木世界，后来发展到处理室外的现实世界。20世纪70年代以后，实用性的视觉系统出现了。视觉一般包括三个过程：图像获取、图像处理和图像理解。相对而言，图像理解技术还很落后。力觉机器人力传感器就安装部位来讲，可以分为关节力传感器、腕力传感器和指力传感器。国际上对腕力传感器的研究是从20世纪70年代开始的，主要研究单位有美国的DR

3、APER实验室、SRI研究所、IBM公司和日本的日立公司、东京大学等单位。6.1工业机器人传感器概述一、工业机器人感觉系统的基本组成触觉作为视觉的补充，触觉能感知目标物体的表面性能和物理特性：柔软性、硬度、弹性、粗糙度和导热性等。对它的研究从20世纪80年代初开始，到20世纪90年代初已取得了大量的成果。接近觉研究它的目的是是使机器人在移动或操作过程中获知目标（障碍）物的接近程度，移动机器人可以实现避障，操作机器人可避免手爪对目标物由于接近速度过快造成的冲击。6.1工业机器人传感器概述外　　　界　　　环　　　境视觉１视觉２超声波传感器红外接近觉立体视觉地标识别障碍探测目标物探

4、测景物识别内部传感器融合力觉触觉环境模型定位避障操作规划学习路径规划任务规划：执行机构控制指令感觉功能6.1工业机器人传感器概述二、工业机器人常用传感器分类位置传感器用来检测机器人本身状态（如手臂间角度）的传感器。多为检测位置和角度的传感器。a.内部传感器角度传感器6.1工业机器人传感器概述二、工业机器人常用传感器分类b.外部传感器具体有物体识别传感器、物体探伤传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器，听觉传感器等。用来检测机器人所处环境（如是什么物体，离物体的距离有多远等）及状况（如抓取的物体是否滑落）的传感器。6.1工业机器人传感器概述三、工业机器人传感器的性能指标1

5、.灵敏度：在传感器的输出信号达到稳定时，输出信号变化与输入信号变化的比值。6.1工业机器人传感器概述式中：为传感器的灵敏度；为传感器输出信号的增量；为传感器输入信号的增量。灵敏度的数学表达：探讨：一般来说，传感器的灵敏度越大越好，这样传感器的输出信号精确度就更高；但是过高的灵敏度会导致传感器的输出稳定性下降。三、工业机器人传感器的性能指标2.线性度：线性度反映传感器输出信号与输入信号之间的线性程度。6.1工业机器人传感器概述如果式中：为常数或者近似常数，则说明传感器的线性度较高；如果是一个变化较大的量，则说明传感器的线性度较差。设传感器输出信号为y，输入信号为x，则y与x的关

6、系可表示为：探讨：一般的传感器的输出和输入经常呈现非线性关系，常用的线性化方法有：割线法、最小二乘法、最小误差法等。三、工业机器人传感器的性能指标3.测量范围：指被测量的最大允许值和最小允许值之差（量程）。6.1工业机器人传感器概述4.精度：指传感器的测量输出值与实际被测量值之间的误差。5.重复性：指传感器在对输入信号按同一方式进行全量程对此测量时，相应测试结果的变化程度。6.分辨率：指传感器在在整个测量范围内所能辨别的被测量的最小变化量。7.相应时间：指传感器的输入信号变化后，其输出信号随之变化并达到一个稳定值所需要的时间。8.抗干扰能力：统计指标，单位时间内发生故障的概率

7、。第六章工业机器人的感觉系统6.1工业机器人传感器概述6.2位置和位移传感器6.3速度传感器6.4接近觉传感器6.5触觉传感器6.6工业机器人视觉技术6.7其他外部传感器一、位置传感器位置传感器包括位置和角度检测传感器；模拟型位置传感器：旋转变压器、感应同步器、电位器等。数字型位置传感器：光电盘、编码盘、光栅等。旋转变压器：是一种输出电压随转角变化的检测装置，用来测量角位移。检测精度高。6.2位置和位移传感器输入：角位移输出：感应电动势一、位置传感器感应同步器：工作原理与旋转变压器相似，是一种高精度位置