机器人传感器原理课件.pptx

1、,第6章 机器人传感器,机器人技术公共选修课,唐志勇,机器人传感器,机器人技术公共选修课,1 概述,机器人技术公共选修课,1.1 机器人需要的感觉能力 1.2 机器人传感器的选择 1.3 机器人传感器的分类,2020/7/28,3,1.1 机器人需要的感觉能力,机器人技术公共选修课,能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的装置,2020/7/28,4,1.1 机器人需要的感觉能力,机器人技术公共选修课,2020/7/28,5,1.2 机器人传感器的选择,机器人技术公共选修课,给机器人装备什么样的传感器，对这些传感器有什么要求，这是设计机器人感觉系统时遇到的首要问题。选择机器人传

2、感器应当完全取决于机器人的工作需要和应用特点。,2020/7/28,6,1.2 机器人传感器的选择,机器人技术公共选修课,传感器性能参数,线性度,重复性,灵敏度,分辨率,精度,不确定度,2020/7/28,7,1.3 机器人传感器的分类,机器人技术公共选修课,注意两点： 1 内传感器通常用于机器人的底层控制，外传感器通常用于机器人上层规划； 2 某些传感器既可以是内传感器，又可以作外传感器,2020/7/28,8,2 内传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,9,2.1 特定位置、角度传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,10,2.2 任意位置、角度传感器,机器人技术公共

3、选修课,旋转式电位计 精度高，寿命不长可靠性低,非接触式电位计 精度高，寿命长 有温漂，需后端补偿,磁阻元件,2020/7/28,11,2.2 任意位置、角度传感器,机器人技术公共选修课,高精度，非接触，长寿命，需温漂补偿,差动变压器原理,差动变压器输出特性,2020/7/28,12,2.2 任意位置、角度传感器,机器人技术公共选修课,旋转变压器原理,2020/7/28,13,2.2 任意位置、角度传感器,机器人技术公共选修课,旋转变压器结构,2020/7/28,14,2.2 任意位置、角度传感器,机器人技术公共选修课,编码器,2020/7/28,15,2.2 任意位置、角度传感器,机器人技术

4、公共选修课,光电编码器工作原理,2020/7/28,16,2.2 任意位置、角度传感器,机器人技术公共选修课,霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。,2020/7/28,17,磁式脉冲发生器,2.2 任意位置、角度传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,18,磁阻式编码器,2.3 速度、角速度传感器,机器人技术公共选修课,直流测速发电机结构,2020/7/28,19,2.3 速度、角速度传感器,机器人技术公共选修课,交流测速发电机原理,转子静止时,转子旋转时,2020/7/28,20,2.4 加速度传感器,机器人技术公共选修课,应变片式的

5、加速度传感器 灵敏度较高，有温漂，需补偿,加速度计：,2020/7/28,21,2.4 加速度传感器,机器人技术公共选修课,利用压电元件实现的加速度传感器,2020/7/28,22,2.5 倾斜角传感器,机器人技术公共选修课,液体式倾斜角传感器 分辨率可达到0.001度 测量范围在20度左右,倾斜角测量（液体式、垂直振子式、陀螺式）,2020/7/28,23,2.5 倾斜角传感器,机器人技术公共选修课,依靠中央电极与两端电极间的变化来测量倾角，精度可达0.01，但稳定性不好,电解液式倾角传感器,2020/7/28,24,2.5 倾斜角传感器,机器人技术公共选修课,垂直振子式的倾斜传感器，测量范

6、围受筒壁限制,2020/7/28,25,2.6 方位角传感器,机器人技术公共选修课,单轴机械陀螺,2020/7/28,26,精度0. 1度,2.6 方位角传感器,机器人技术公共选修课,气体速率陀螺,2020/7/28,27,利用气流随密封腔运动而发生偏转的原理制成,2.6 方位角传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,28,利用sagnac原理:光线在不同的运动体内的时间效应不同,光学陀螺,2.6 方位角传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,29,地磁传感器,常用于移动机器人的定位,3 外传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,30,3.1 视觉传感器,机器人技

7、术公共选修课,CCD图像传感器原理,2020/7/28,31,3.1 视觉传感器,机器人技术公共选修课,双眼、单眼视觉,2020/7/28,32,3.2 接触觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,33,3.2 接触觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,34,分布式触觉传感器,3.2 接触觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,35,多维触觉传感器,传感器单元结构,传感器整体结构,3.3 压觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,36,3.3 压觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,37,应变片式压觉传感器,导电橡胶制成的压觉传感

8、器,3.4 滑觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,38,分布式压觉觉传感器,3.3 压觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,39,导电橡胶分布式压觉觉传感器,3.4 滑觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,40,3.4 滑觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,41,3.5 力觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,42,六维力觉传感器：,组成：两个法兰A、B；承载结构体K,K的特征：,没有能产生摩擦的滑动部分，没有松动，不造成迟滞现象； 形变应力不超过材料的完全弹性范围； 对负载保持结构稳定。,3.5 力觉传感器,机器人技术公共选修课,2020/7/28,43,3.6 接近觉传感器,机器人技术公共选修课,1.接触式,2020/7/28,44,3.6 接近觉传感器,机器人技术公共选修课,2.电容式,2020/7/28,45,根据电容值的变化检测出电极和导体或电介质物体间的距离。,3.6 接近觉传感器,机器人技术公共选修课,3.电磁式,2020/7/28,46,3.6 接近觉传感器,机器人技术公共选修课,4.STM（扫描式隧道显微镜）式,2020/7/28,47,原理： 当非常尖锐的金属片和试料表面接近到相互的电子云重合的程度时