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你知道機器人身上有多少傳感器嗎?

2017-05-22 17:36:16來源:河姆渡智能建筑已被 人閱讀

內容摘要:安防機器人逐漸走進人們的視野,它們有類似人一樣的肢體及感官功能,有一定程度的智能,其實機器人身體中裝上了各式各樣的傳感器,要裝多少才能像人類一樣靈敏?
  安防機器人逐漸走進人們的視野,它們有類似人一樣的肢體及感官功能,有一定程度的智能,其實機器人身體中裝上了各式各樣的傳感器,要裝多少才能像人類一樣靈敏? 


  視覺傳感器 

  機器視覺是使機器人具有感知功能的系統,其通過視覺傳感器獲取圖像進行分析,讓機器人能夠代替人眼辨識物體,測量和判斷,實現定位等功能。業界人士指出,目前在中國使用簡便的智能視覺傳感器占了機器視覺系統市場60%左右的市場份額。視覺傳感器的優點是探測范圍廣、獲取信息豐富,實際應用中常使用多個視覺傳感器或者與其它傳感器配合使用,通過一定的算法可以得到物體的形狀、距離、速度等諸多信息。 

  聲覺傳感器 

  聲音傳感器的作用相當于一個話筒(麥克風)。它用來接收聲波,顯示聲音的振動圖象。但不能對噪聲的強度進行測量。聲覺傳感器主要用于感受和解釋在氣體(非接觸感受)、液體或固體(接觸感受)中的聲波。聲波傳感器復雜程度可以從簡單的聲波存在檢測到復雜的聲波頻率分析,直到對連續自然語言中單獨語音和詞匯的辨別。 

  距離傳感器 

  用于智能移動機器人的距離傳感器有激光測距儀(兼可測角)、聲納傳感器等,近年來發展起來的激光雷達傳感器是目前比較主流的一種,可用于機器人導航和回避障礙物,比如SLAMTEC-思嵐科技研發的RPLIDARA2激光雷達可進行360度全方面掃描測距,來獲取周圍環境的輪廓圖,采樣頻率高達每秒4000次,成為目前業內低成本激光雷達最高的測量頻率。配合SLAMTEC-思嵐科技的SLAMWARE自主定位導航方案可幫助機器人實現自主構建地圖、實時路勁規劃與自動避開障礙物。 

  觸覺傳感器 

  觸覺傳感器主要是用于機器人中模仿觸覺功能的傳感器。觸覺是人與外界環境直接接觸時的重要感覺功能,研制滿足要求的觸覺傳感器是機器人發展中的技術關鍵之一。隨著微電子技術的發展和各種有機材料的出現,已經提出了多種多樣的觸覺傳感器的研制方案,但目前大都屬于實驗室階段,達到產品化的不多。 

  接近覺傳感器 

  接近覺傳感器介于觸覺傳感器和視覺傳感器之間,可以測量距離和方位,而且可以融合視覺和觸覺傳感器的信息。接近覺傳感器可以輔助視覺系統的功能,來判斷對象物體的方位、外形,同時識別其表面形狀。因此,為準確抓取部件,對機器人接近覺傳感器的精度要求是非常高的。這種傳感器主要有以下幾點作用: 

  發現前方障礙物,限制機器人的運動范圍,以避免不障礙物収生碰撞。 
  
在接觸對象物前得到必要信息,比如與物體的相對距離,相對傾角,以便為后續動作做準備。獲取物體表面各點間的距離,從而得到有關對象物表面形狀的信息。 

 滑覺傳感器 

  滑覺傳感器主要是用于檢測機器人與抓握對象間滑移程度的傳感器。為了在抓握物體時確定一個適當的握力值,需要實時檢測接觸表面的相對滑動,然后判斷握力,在不損傷物體的情況下逐漸增加力量,滑覺檢測功能是實現機器人柔性抓握的必備條件。通過滑覺傳感器可實現識別功能,對被抓物體進行表面粗糙度和硬度的判斷。 

  滑覺傳感器按被測物體滑動方向可分為三類:無方向性、單方向性和全方向性傳感器。其中無方向性傳感器只能檢測是否產生滑動,無法判別方向;單方向性傳感器只能檢測單一方向的滑移;全方向性傳感器可檢測個方向的滑動情況。這種傳感器一般制成球形以滿足需要。 

  力覺傳感器 

  力覺傳感器是用來檢測機器人自身力與外部環境力之間相互作用力的傳感器。力覺傳感器經常裝于機器人關節處,通過檢測彈性體變形來間接測量所受力。裝于機器人關節處的力覺傳感器常以固定的三坐標形式出現,有利于滿足控制系統的要求。目前出現的六維力覺傳感器可實現全力信息的測量,因其主要安裝于腕關節處被稱為腕力覺傳感器。 

  腕力覺傳感器大部分采用應變電測原理,按其彈性體結構形式可分為兩種,筒式和十字形腕力覺傳感器。其中筒式具有結構簡單、彈性梁利用率高、靈敏度高的特點;而十字形的傳感器結構簡單、坐標建立容易,但加工精度高。 

  速度和加速度傳感器 

  速度傳感器有測量平移和旋轉運動速度兩種,但大多數情況下,只限于測量旋轉速度。利用位移的導數,特別是光電方法讓光照射旋轉圓盤,檢測出旋轉頻率和脈沖數目,以求出旋轉角度,及利用圓盤制成有縫隙,通過二個光電二極管辨別出角速度,即轉速,這就是光電脈沖式轉速傳感器。 

  加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。傳感器在加速過程中,通過對質量塊所受慣性力的測量,利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據傳感器敏感元件的不同,常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。

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[責任編輯:zhangjingyan]
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