智能传感器技术 课件 第十三章 机器人状态感知_第1页
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文档简介

《智能传感器技术》教材配套课件国防科技大学“先行者”——中国首台能行走的类人机器人7.2机器人传感器2机器人类人机器人►机器人仿生机器人►4机器人智能科学学院吴学忠团队的“微纳仿生机器人”►5机器人工业机器人►61机器人群侠传7凌波微步乾坤大挪移六脉神剑飞龙在天飞天揽月太极拳铁布衫……打通任督二脉修炼火眼金睛机器人传感器机器人群侠传机器人的武功秘籍►用于机器人对周围环境、目标物的状态特征获取信息，使机器人和环境发生交互作用，从而使机器人对环境有自校正和自适应能力。用于感知机器人自己的状态，以调整和控制自己按照一定的位置、速度、加速度和轨迹进行工作。动力学参数力、力矩、惯性等

运动学参数位移、速度、加速度等8——打通任督二脉——修炼火眼金睛机器人传感器概述内部传感器►外部传感器►机器人位置与速度感知13.1机器人姿态感知13.2机器人力/力矩感知13.3机器人的位置与速度感知是其实现精确运动控制和特定功能的关键。机器人位置检测传感器包括编码式位移传感器、电位器式位移传感器、旋转电位器等。红外对射式红外反射式红外漫反射式光电开关位置检测►霍尔开关电路结构霍尔开关用于机械臂限位霍尔传感器位置检测►稳压角位移型直线型电位器位置检测►光电编码器增量式绝对式编码器位置检测►直流测速发电机交流测速发电机磁电传感器测速►编码器速度测量通常基于脉冲周期或频率测量的方式，具体的方法包括：M法测速、T法测速、M/T法测速等。编码器测速►M法测速的精度与速度大小有关，当速度低时测量误差较大。编码器测速—M法测速►T法测速适于测量低速，可以捕获到更多的高频脉冲数，从而获得较为准确的转速测量。编码器测速—T法测速►在不同的速度范围内提供较为均衡的测量精度，通过在低速时侧重于测量周期（T法），在高速时侧重于测量频率（M法），从而实现全速度范围内的准确测量。编码器测速—M/T法测速►机器人位置与速度感知13.1机器人姿态感知13.2机器人力/力矩感知13.3机器人的姿态可以通过多种方式表示，例如使用欧拉角（俯仰角、偏航角、翻滚角）或四元数来表示其在三维空间中的旋转状态横滚角

俯仰角偏航角欧拉角►四元数是一种能表示三维物体转动的四维超复数。四元数到欧拉角的转换四元数►互补滤波器陀螺仪输出角速度进行积分得到姿态，但会产生误差累计陀螺仪角速度预积分加速度计线加速度修正磁力计修正用加速度计在水平面对重力进行比对和补偿，用来修正陀螺仪的误差，但是无法处理竖直轴上的旋转测量出水平面内的地磁方向用来修正陀螺仪的水平误差机器人位置与速度感知13.1机器人姿态感知13.2机器人力/力矩感知13.3应变式力/力矩测量传感器通常由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成。悬臂梁式应变片测力应变式六维力/力矩传感器电容式力/力矩测量方式是将机械量的改变转变为可测的电容量的改变。整体设计图分层结构图测量层的结构平面示意图Fx、Mz的测量向力

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