機器人傳感器及機器人應用

上傳人:xian****812 文檔編號:24236752 上傳時間:2021-06-25 格式:PPT 頁數(shù):40 大?。?.46MB
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1、0755-83376489 機器人傳感器 及機器人應用 0755-83376489 引言:n給機器人裝備什么樣的傳感器,對這些傳感器有什么要求,這是設計機器人感覺系統(tǒng)時遇到的首要問題。選擇機器人傳感器應當完全取決于機器人的工作需要和應用特點。 0755-83376489 一、機器人需要的感覺能力(1)n觸覺能力:n主要指確定工作對象是否存在,以及它的尺寸大小和形狀等。n接近覺:n主要用于探測機器人自身與周圍物體之間相對位置或距離的傳感器。接近覺界于觸覺與視覺之間。n視覺: n孔、邊、拐角的檢測及工作對象形狀的檢測等。 0755-83376489 一、機器人需要的感覺能力(2)n壓覺:n主要用于

2、檢測機器人與作業(yè)對象之間接觸面的法向壓力值的大小。n滑覺:n主要用于檢測物體因自重相對于機器人手爪的滑移量的大小。 0755-83376489 二、傳感器的分類 0755-83376489 1內傳感器:n內傳感器是用于測量機器人自身狀態(tài)的功能元件。n具體檢測的對象有:n關節(jié)的線位移、角位移等幾何量;n速度、角速度、加速度等運動量;n傾斜角、方位角、振動等物理量。n內傳感器常用于控制系統(tǒng)中,用作反饋元件,檢測機器人自身的狀態(tài)參數(shù)。 0755-83376489 2外傳感器:n測量與機器人作業(yè)有關的外部因素。通常與機器人的目標識別、作業(yè)安全等因素有關。 0755-83376489 三、典型內傳感器

3、0755-83376489 1規(guī)定位置檢測的內傳感器:n應用場合:n檢測規(guī)定的位置,常用ON/OFF兩個狀態(tài)值。這種方法用于檢測機器人的起始原點、終點位置或某個確定的位置。n典型:n給定位置檢測常用的檢測元件有微型開關、光電開關等。規(guī)定的位移量或力作用在微型開關的可動部分上,開關的電氣觸點斷開(常閉)或接通(常開)并向控制回路發(fā)出動作信號。 0755-83376489 典型元器件圖例: 0755-83376489 2位置、角度測量(1):n測量機器人關節(jié)線位移和角位移的傳感器是機器人位置反饋控制中必不可少的元件。常用的有電位器、旋轉變壓器、編碼器等。其中編碼器既可以檢測直線位移,又可以檢測角位

4、移。 0755-83376489 2位置、角度測量(2):n光電: n光電編碼器由發(fā)光元件、聚光鏡、漏光盤、光欄板、光敏管等構成。燈泡發(fā)出的光線經(jīng)過聚焦后變成平行光束,當漏光盤上的條紋與光欄板上的條紋重合時,光敏管便接受一次光的信號并記數(shù),由此可以測試旋轉速度。 0755-83376489 光電編碼器工作原理圖: 1-光源 2-聚光鏡 3-漏光盤 4-光敏管 5-光攔板 0755-83376489 光電編碼器結構示意圖: 0755-83376489 2位置、角度測量(3):n光電編碼器用于測量直線位移: 1-比較器 2-放大器 3-電液伺服閥 4-光電編碼器 5-傳動帶 6-滑輪 7-活塞 8

5、-鋼索 0755-83376489 3速度測量(1): n介紹交流測速發(fā)電機的工作原理。n組成:n交流異步發(fā)電機由定子和轉子組成。n定子上有兩個繞組:一個作勵磁用,用于產(chǎn)生磁場,稱為勵磁繞組;另一個輸出電壓,稱為輸出繞組。兩個繞組的軸線互相垂直。 n轉子的結構可視為由無數(shù)并聯(lián)的導體組成,和鼠籠轉子結構一樣。 0755-83376489 3速度測量(2): n工作原理:n勵磁繞組:n勵磁繞組接交流電壓U1產(chǎn)生交變脈動磁通1由于1與輸出繞組的軸線垂直輸出繞組中無感應電動勢輸出電壓U2=0n轉子: n測速發(fā)電機轉子旋轉轉子切割磁力線導體條中產(chǎn)生感應電動勢(右手法則)帶電導體便在周圍產(chǎn)生磁場合成磁通的

6、方向r如圖與輸出繞組的軸線方向平行產(chǎn)生感應電壓U2 0755-83376489 3速度測量(3): n工作原理:n測速發(fā)電機存在如下: U2 1n U1 nn由此可以看出,當勵磁繞組加上電源電壓且測速發(fā)電機以轉速n轉動時,它的輸出繞組中就產(chǎn)生輸出電壓U2,其大小和轉速n成正比。當轉動方向改變時,U2的相位也改變180。這樣就把轉速信號轉換為電壓信號。輸出電壓的頻率等于電源頻率,與轉速無關。 0755-83376489 測速發(fā)電機圖例(1):轉子靜止時 0755-83376489 測速發(fā)電機圖例(2): 轉子靜止時轉子旋轉時FF 0755-83376489 四、典型外傳感器 0755-83376

7、489 1接觸覺傳感器: n接觸覺傳感器檢測機器人是否接觸目標或環(huán)境,用于尋找物體或感知碰撞。n工作原理:n在電極和柔性導體之間留有間隙,當施加外力時,受壓部分的柔性導體和柔性絕緣體發(fā)生變形,利用柔性導體和電極之間的接通狀態(tài)形成接觸覺。 0755-83376489 接觸覺傳感器圖例: 0755-83376489 2壓覺傳感器: n壓覺傳感器檢測傳感器面上受到的作用力,它由彈性體及檢測彈性位移的敏感元件構成。用彈簧支承的平板作為機械手的物體夾持面。在平板上加負載時,平板發(fā)生位移,該位移量由電位器檢測。如果已知彈簧的剛性系數(shù),則可根據(jù)位移計的輸出求出力的大小。 0755-83376489 壓覺傳感

8、器圖例: 0755-83376489 3滑覺傳感器: n滑覺傳感器有滾輪式和球式。物體在傳感器表面上滑動時,和滾輪或球相接觸,把滑動變成轉動?;瑒游矬w引起滾輪的轉動,用磁鐵和靜止的磁頭進行檢測。 0755-83376489 滑覺傳感器圖例: 0755-83376489 五、機器人的應用 0755-83376489 1、弧焊機器人(1): 0755-83376489 1、弧焊機器人(2): 0755-83376489 2、噴漆機器人(1): 0755-83376489 2、噴漆機器人(2): 0755-83376489 3、裝配機器人(1): 0755-83376489 3、裝配機器人(2): 0755-83376489 4、FMS系統(tǒng)中機器人: 0755-83376489 5、摘果機器人: 0755-83376489 6、剪枝機器人: 0755-83376489 7、剪羊毛機器人: 0755-83376489 8、導醫(yī)機器人: 0755-83376489 9、“愛寶” 機器狗:

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