机器人编程说课讲解.ppt

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1、机器人编程6.1.1机器人传感器的特点与分类26.1机器人传感器的特点与分类6.1.1机器人传感器的特点与分类机器人传感器的分类接触式传感器或非接触式传感器:非接触式传感器以某种电磁射线(可见光、X-射线、红外线、雷达波、声波、超声波和电磁射线等)的形式来测量目标的响应。接触式传感器则以某种实际接触(如触碰、力或力矩、压力、位置、温度、磁量、电量等)形式来测量目标的响应。内传感器或外传感器:内传感器以它自己的坐标轴来确定其位置,而外传感器则允许机器人相对其环境而定位。无源传感器或有源传感器无扰动传感器或扰动传感器36.

2、1机器人传感器的特点与分类机器人传感器的分类信号传感器强度点光电池、光倍增管、一维阵列、二维阵列面二维阵列或其等效(低维数列扫描)距离点发射器(激光、平面光)/接收器(光倍增管、一维阵列、二维阵列、两个一维或二维阵列、声波扫描)面发射器(激光、平面光)/接收器(光倍增管、二维阵列),二维阵列或其等效声感点声音传感器面声音传感器的二维阵列或等效力点力传感器触觉点微型开关,触觉传感器的二维阵列或其等效面触觉传感器的二维阵列或其等效温度点热电偶,红外线传感器面红外线传感器的二维阵列或等效46.1.1机器人传感器的特点与分类6

3、.1.2应用传感器时应考虑的问题程序设计与传感器不但正常的任务程序需要传感器,而且误差检查与纠正也需要传感器。传感器能够获得决策信息,从而参与对处理步骤的决策。示教与传感器抗干扰能力有三种原理能够有效地提高非接触式传感器传感器的灵敏度,降低它们对噪声和干扰的敏感性。这就是滤波、调制和均分。56.1机器人传感器的特点与分类6.2内传感器机器人内传感器以其自己的坐标系统确定其位置。内传感器一般装在机器人机械手上,而不是安装在周围环境中。机器人内传感器包括位移(位置)传感器、速度和加速度传感器、力传感器以及应力传感器等。6第

4、六章机器人传感器6.2.1位移(位置)传感器位移传感器种类繁多。图6.2列出现有的各种位移传感器。76.2内传感器6.2.1位移(位置)传感器位移传感器要检测的位移可为直线移动,也可为角转动。直线移动传感器电位计式传感器最常见的是直线式电位计,有两种不同类型,一为绕线式电位计,另一为塑料膜电位计。电位计的作用原理:当负载电阻为无穷大时,电位计的输出电压U2与电位计两段的电阻成比例,即86.2内传感器直线移动传感器可调变压器可调变压器由两个固定线圈和一个活动铁芯组成。该铁芯轴与被测量的移动物体机械地连接,并置于两线圈内。

5、当铁芯随物体移动时,两线圈间的耦合情况发生变化。如果原线圈由交流电源供电,那么副线圈两端将检测出同频率交流电压,其幅值大小由活动铁芯位置决定。这个过程称为调制。应用这种变压器时,必须通过电子装置进行反调制。该电子装置一般安装在传感器内。96.2.1位移(位置)传感器6.2.1位移(位置)传感器角位移传感器电位计式传感器最常见的角位移传感器是旋转电位计,其作用原理与直线式电位计一样,且具有很高的线性度。见图6.3。可调变压器旋转式可调变压器的工作原理和技术,与平移式可调变压器相似。图6.4表示出这种变压器的两个线圈。其中

6、,大线圈固定不动,而小线圈放在大线圈内,并能绕与图面垂直的轴旋转。106.2内传感器角位移传感器116.2.1位移(位置)传感器角位移传感器可调变压器自整角机的定子具有三个线圈,每个线圈之间的空间位置彼此相隔120°,各线圈两端的电压分别为,和。如图6.5所示。角度分辨仪的工作原理与同步机相似,其定子由两个相隔90°的固定线圈组成。同步机和角度分角器均可用于数字角度编码系统。126.2.1位移(位置)传感器角位移传感器136.2.1位移(位置)传感器角位移传感器光电编码器增量式编码器各种增量式编码器的工作模式是相同的。

7、用一个光电池或光导元件来检测圆盘转动引起的图式变化。在这个圆盘上,有规律地间隔画有黑线条,并把此盘置于光源前面。圆盘转动时,这些交变的光信号变换为一系列电脉冲。增量式编码器有两路主要输出,每转各产生一定数量的脉冲,高达2×10。这个脉冲数直接决定该传感器的精度。见图6.6。绝对式编码器绝对式编码器也是圆盘式的,但其线条图形与增量式编码器不同。在绝对式编码器的圆盘面上安排有黑白相间的图形,使得任何半径方向上黑白区域的顺序组成驱动轴与已知原点间转角的二进制表示。见图6.7。146.2.1位移(位置)传感器角位移传感器156

8、.2.1位移(位置)传感器6.2.2速度和加速度传感器速度传感器速度传感器用于测量平移和旋转运动的速度。在大多数情况下,只限于测量旋转速度。最通用的速度传感器无疑是测速发电机,它们有两种主要型式:直流测速发电机和交测速发电机。166.2内传感器6.2.2速度和加速度传感器应变仪材料变形的测量方法是以惠斯通(Wheastone)电桥

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