第七章其它傳感器第二節(jié)機器人傳感器課件

7其它傳感器7.1濕度傳感器7.2機器人傳感器7.3網(wǎng)絡傳感器第二篇傳感器原理及應用7其它傳感器7.1濕度傳感器第二篇傳感器原理及類人機器人7.2機器人傳感器7其它傳感器類人機器人7.2機器人傳感器7其它傳感器仿生機器人7.2機器人傳感器7其它傳感器仿生機器人7.2機器人傳感器7其它傳感器工業(yè)機器人7其它傳感器7.2機器人傳感器工業(yè)機器人7其它傳感器7.2機器人傳感器太空機器人7其它傳感器7.2機器人傳感器太空機器人7其它傳感器7.2機器人傳感器機器人傳感器有哪些？7.2機器人傳感器7其它傳感器機器人傳感器有哪些？7.2機器人傳感器7其它傳感器7.2.1概述7.2.2機器人傳感器的分類7.2.3內部傳感器7.2.4外部傳感器7.2機器人傳感器7其它傳感器7.2.1概述7.2機器人傳感器7其它傳感器

7.2機器人傳感器7.2.1概述7.2機器人傳感器7.2.1概述

感知周圍環(huán)境信息和周圍環(huán)境進行交互防御或自衛(wèi)目標搜尋能力讓機器人“更聰明”7.2機器人傳感器7.2.1概述為什么機器人需要安裝傳感器？感知周圍環(huán)境信息7.2機器人傳感器7.2.1概

內部傳感器內部傳感器是以機器人本身的坐標軸來確定其位置，安裝在機器人自身中，用來感知機器人自己的狀態(tài)，以調整和控制自己按照一定的位置、速度、加速度和軌跡進行工作。外部傳感器

用于機器人對周圍環(huán)境、目標物的狀態(tài)特征獲取信息，使機器人和環(huán)境發(fā)生交互作用，從而使機器人對環(huán)境有自校正和自適應能力。（接近覺、觸覺、視覺。聽覺、嗅覺、味覺）7.2機器人傳感器7.2.2機器人傳感器分類內部傳感器7.2機器人傳感器7.2.2機器人

7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器內部傳感器用途機器人的精確控制檢測的信息位置、角度、速度、加速度、姿態(tài)、方向、傾斜、力等傳感器微動開關、光電開關、差動變壓器、編碼器（直線式和旋轉式）、電位計、旋轉變壓器、測速發(fā)動機、加速度計、陀螺、傾角傳感器、力傳感器、溫度傳感器等7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器內用途機

7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器運動學參數(shù)

位移、速度、加速度等動力學參數(shù)

力、力矩、慣性等7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器運動學參

運動學參數(shù)7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器位置、位移

電位計、編碼器、差動變壓器、感應同步器、光電式傾角計等。速度

光電式、霍爾式、電感式等。加速度

相對式、慣性式。運動學參數(shù)7.2機器人傳感器7.2.3內部傳

動力學參數(shù)7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器力

應變式、壓電式差。力矩

動力學參數(shù)7.2機器人傳感器7.2.3內部傳

1.觸覺傳感器觸覺傳感器是一種測量自身敏感面與外界物體作用參數(shù)的裝置。接觸覺傳感器壓覺傳感器滑覺傳感器力覺傳感器7.2機器人傳感器7.2.4外部傳感器1.觸覺傳感器觸覺傳感器是一種測量自接觸覺傳感器用以判斷機器人是否接觸到外界物體或測量被接觸物體的特征的傳感器。接觸開關7.2.4外部傳感器1）接觸覺傳感器接觸覺傳感器用以判斷機器人是否接觸到外界物體7.2.4外部傳感器1）接觸覺傳感器Contactsensors

Contactsensorsareusedtodetectthecontactbetweentwomatingparts.TactilesensorsTactilesensingisdefinedasthecontinuoussensingofvariablecontactforcesoveranareawithinwhichthereisaspatialresolution.

Tactilesensingismorecomplexthantouchsensingwhichusuallyisasimplevectorialforcemeasurementatasinglepoint.Togropeandidentifyobjectshape.7.2.4外部傳感器1）接觸覺傳感器Contact2)壓覺傳感器壓覺傳感器一般位于手指握指面上，用來檢測機器人手指握持面上承受的壓力大小和分布，有助于機器人對接觸對象的幾何形狀和硬度的識別。高密度分布式壓力傳感器電子皮膚7.2.4外部傳感器2)壓覺傳感器壓覺傳感器一般位于手指握機器人的手爪要抓住屬性未知的物體，必須對物體作用最佳大小的握持力，以保證握住物體不產(chǎn)生滑動，同時不至于因用力過大而使物體產(chǎn)生變形而損壞。球形滑覺傳感器電極電極物體絕緣體軟襯RU7.2.4外部傳感器3）滑覺傳感器機器人的手爪要抓住屬性未知的物體，必須對物體關節(jié)力覺傳感器腕部力覺傳感器指頭力覺傳感器7.2.4外部傳感器4）力覺傳感器機器人力覺傳感器可分為3類：力覺傳感用于檢測和控制機器人臂、腕和指的力、力矩以及與外界環(huán)境的相互作用力，從而決定機器人如何運行、應采取什么姿態(tài)、以及推測對象物體的重量等。7.2.4外部傳感器4）力覺傳感器機器人力覺傳感器可7.2.4外部傳感器7.2.4外部傳感器4）力覺傳感器十字式腕力傳感器結構原理示意圖W1,W2,…,W8為敏感點所產(chǎn)生的力的單元信息按直角坐標；Kmn(m=1,2,…,6;n=1,2,…8)結構系數(shù)由實驗測定。7.2.4外部傳感器7.2.4外部傳感器4）力7.2.4外部傳感器7.2.4外部傳感器4）力覺傳感器筒式腕力傳感器結構原理示意圖是結構系數(shù)，由實驗測定。每個敏感點被認為是力的信息單元，并按坐標定為：7.2.4外部傳感器7.2.4外部傳感器4）力右掌1右掌2分布式觸覺和力覺傳感器滑覺傳感器左掌2左掌1力傳感器機器人手臂中的觸覺傳感器7.2.4外部傳感器右掌1右掌2分布式觸覺滑覺傳感器左掌2左掌1力傳感器

2.接近覺傳感器(proximitysensors)

接近覺傳感器用于感知機器人與環(huán)境物體之間接近程度的儀器，介于觸覺傳感器和視覺傳感器之間，不僅可以測距和定位，而且可以溝通視覺和觸覺傳感器的信息。在視覺系統(tǒng)被擋住而無法發(fā)揮作用時，接近覺傳感器起到視覺的功能，即判斷對象的方位、外形。7.2機器人傳感器2.接近覺傳感器(proximitysensors電磁式接近覺傳感器當傳感器接近金屬目標時，線圈中將產(chǎn)生電流。7.2.4外部傳感器電磁式接近覺傳感器當傳感器接近金屬目標時，線圈中將產(chǎn)生電流超聲波距離傳感器超聲波TOF測距原理(TimeOfFlight,時間行程法)結構7.2.4外部傳感器超聲波距離傳感器用兩只超聲波換能器，一只作為發(fā)射器，另一只作為接收器。超聲波距離傳感器超聲波TOF測距原理結構7.2.47.2.4外部傳感器Triangulationsensors

Triangulationsensorsmeasurerangebydetectingagivenpointontheobjectsurfacefromtwodifferentpointsofviewataknowndistancefromeachother.Knowingthisdistanceandthetwoviewanglesfromtherespectivepointstotheaimedsurfacepoint,asimplegeometricaloperationyieldstherange.FarAaaysensor.7.2.4外部傳感器Triangulationsen

科學研究表明人類獲取外界的信息中有80%以上來自于視覺信息。人類視網(wǎng)膜上的細胞個數(shù)達到108,是聽覺細胞個數(shù)的3000倍，是皮膚上敏感細胞的100倍。7.2.4外部傳感器3.視覺傳感器科學研究表明人類獲取外界的信息中有80%以上來自于視覺信息CCD圖像傳感器 256級的灰度色標，從圖(a)到圖(f)的分辨率分別為：512×512,256×256,128×128,64×64,32×32,16×16.7.2.4外部傳感器3.視覺傳感器CCD圖像傳感器 256級的灰度色標，從圖(a)到

電容式傳聲器7.2.4外部傳感器4.聽覺傳感器電容式傳聲器7.2.4外部傳感器4.聽覺傳感器

干涉式光纖傳聲器7.2.4外部傳感器4.聽覺傳感器干涉式光纖傳聲器7.2.4外部傳感器4.聽覺傳感

1.機器人傳感器的分類及作用2.內部傳感器3.外部傳感器

本節(jié)小結7.2機器人傳感器接觸覺傳感器壓覺傳感器滑覺傳感器力覺傳感器1.機器人傳感器的分類及作用本節(jié)小結7.2機器7.2機器人傳感器7-2-1什么叫機器人傳感器？7-2-2機器人傳感器可以分為哪幾個類型？各有什么特點？7-2-3視覺傳感器如何獲取外界信息？試敘述其工作過程。7.2機器人傳感器7-2-1什么叫機器人傳感器？7其它傳感器7.1濕度傳感器7.2機器人傳感器7.3網(wǎng)絡傳感器第二篇傳感器原理及應用7其它傳感器7.1濕度傳感器第二篇傳感器原理及類人機器人7.2機器人傳感器7其它傳感器類人機器人7.2機器人傳感器7其它傳感器仿生機器人7.2機器人傳感器7其它傳感器仿生機器人7.2機器人傳感器7其它傳感器工業(yè)機器人7其它傳感器7.2機器人傳感器工業(yè)機器人7其它傳感器7.2機器人傳感器太空機器人7其它傳感器7.2機器人傳感器太空機器人7其它傳感器7.2機器人傳感器機器人傳感器有哪些？7.2機器人傳感器7其它傳感器機器人傳感器有哪些？7.2機器人傳感器7其它傳感器7.2.1概述7.2.2機器人傳感器的分類7.2.3內部傳感器7.2.4外部傳感器7.2機器人傳感器7其它傳感器7.2.1概述7.2機器人傳感器7其它傳感器

7.2機器人傳感器7.2.1概述7.2機器人傳感器7.2.1概述

感知周圍環(huán)境信息和周圍環(huán)境進行交互防御或自衛(wèi)目標搜尋能力讓機器人“更聰明”7.2機器人傳感器7.2.1概述為什么機器人需要安裝傳感器？感知周圍環(huán)境信息7.2機器人傳感器7.2.1概

內部傳感器內部傳感器是以機器人本身的坐標軸來確定其位置，安裝在機器人自身中，用來感知機器人自己的狀態(tài)，以調整和控制自己按照一定的位置、速度、加速度和軌跡進行工作。外部傳感器

用于機器人對周圍環(huán)境、目標物的狀態(tài)特征獲取信息，使機器人和環(huán)境發(fā)生交互作用，從而使機器人對環(huán)境有自校正和自適應能力。（接近覺、觸覺、視覺。聽覺、嗅覺、味覺）7.2機器人傳感器7.2.2機器人傳感器分類內部傳感器7.2機器人傳感器7.2.2機器人

7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器內部傳感器用途機器人的精確控制檢測的信息位置、角度、速度、加速度、姿態(tài)、方向、傾斜、力等傳感器微動開關、光電開關、差動變壓器、編碼器（直線式和旋轉式）、電位計、旋轉變壓器、測速發(fā)動機、加速度計、陀螺、傾角傳感器、力傳感器、溫度傳感器等7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器內用途機

7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器運動學參數(shù)

位移、速度、加速度等動力學參數(shù)

力、力矩、慣性等7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器運動學參

運動學參數(shù)7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器位置、位移

電位計、編碼器、差動變壓器、感應同步器、光電式傾角計等。速度

光電式、霍爾式、電感式等。加速度

相對式、慣性式。運動學參數(shù)7.2機器人傳感器7.2.3內部傳

動力學參數(shù)7.2機器人傳感器7.2.3內部傳感器力

應變式、壓電式差。力矩

動力學參數(shù)7.2機器人傳感器7.2.3內部傳

1.觸覺傳感器觸覺傳感器是一種測量自身敏感面與外界物體作用參數(shù)的裝置。接觸覺傳感器壓覺傳感器滑覺傳感器力覺傳感器7.2機器人傳感器7.2.4外部傳感器1.觸覺傳感器觸覺傳感器是一種測量自接觸覺傳感器用以判斷機器人是否接觸到外界物體或測量被接觸物體的特征的傳感器。接觸開關7.2.4外部傳感器1）接觸覺傳感器接觸覺傳感器用以判斷機器人是否接觸到外界物體7.2.4外部傳感器1）接觸覺傳感器Contactsensors

Contactsensorsareusedtodetectthecontactbetweentwomatingparts.TactilesensorsTactilesensingisdefinedasthecontinuoussensingofvariablecontactforcesoveranareawithinwhichthereisaspatialresolution.

Tactilesensingismorecomplexthantouchsensingwhichusuallyisasimplevectorialforcemeasurementatasinglepoint.Togropeandidentifyobjectshape.7.2.4外部傳感器1）接觸覺傳感器Contact2)壓覺傳感器壓覺傳感器一般位于手指握指面上，用來檢測機器人手指握持面上承受的壓力大小和分布，有助于機器人對接觸對象的幾何形狀和硬度的識別。高密度分布式壓力傳感器電子皮膚7.2.4外部傳感器2)壓覺傳感器壓覺傳感器一般位于手指握機器人的手爪要抓住屬性未知的物體，必須對物體作用最佳大小的握持力，以保證握住物體不產(chǎn)生滑動，同時不至于因用力過大而使物體產(chǎn)生變形而損壞。球形滑覺傳感器電極電極物體絕緣體軟襯RU7.2.4外部傳感器3）滑覺傳感器機器人的手爪要抓住屬性未知的物體，必須對物體關節(jié)力覺傳感器腕部力覺傳感器指頭力覺傳感器7.2.4外部傳感器4）力覺傳感器機器人力覺傳感器可分為3類：力覺傳感用于檢測和控制機器人臂、腕和指的力、力矩以及與外界環(huán)境的相互作用力，從而決定機器人如何運行、應采取什么姿態(tài)、以及推測對象物體的重量等。7.2.4外部傳感器4）力覺傳感器機器人力覺傳感器可7.2.4外部傳感器7.2.4外部傳感器4）力覺傳感器十字式腕力傳感器結構原理示意圖W1,W2,…,W8為敏感點所產(chǎn)生的力的單元信息按直角坐標；Kmn(m=1,2,…,6;n=1,2,…8)結構系數(shù)由實驗測定。7.2.4外部傳感器7.2.4外部傳感器4）力7.2.4外部傳感器7.2.4外部傳感器4）力覺傳感器筒式腕力傳感器結構原理示意圖是結構系數(shù)，由實驗測定。每個敏感點被認為是力的信息單元，并按坐標定為：7.2.4外部傳感器7.2.4外部傳感器4）力右掌1右掌2分布式觸覺和力覺傳感器滑覺傳感器左掌2左掌1力傳感器機器人手臂中的觸覺傳感器7.2.4外部傳感器右掌1右掌2分布式觸覺滑覺傳感器左掌2左掌1力傳感器

2.接近覺傳感器(proximitysensors)

接近覺傳感器用于感知機器人與環(huán)境物體之間接近程度的儀器，介于觸覺傳感器和視覺傳感器之間，不僅可以測距和定位，而且可以溝通視覺和觸覺傳感器的信息。在視覺系統(tǒng)被擋住而無法發(fā)揮作用時，接近覺傳感器起到視覺的功能，即判斷對象的方位、外形。7.2機器人傳感器2.接近覺傳感器(proximitysensors電磁式接近覺傳感器當傳感器接近金屬目標時，線圈中將產(chǎn)生電流。7.2.4外部傳感器電磁式接近覺傳感器當傳感器接近金屬目標時，線圈中將產(chǎn)生電流超聲波距離傳感器超聲波TOF測距原理(TimeOfFlight,時間行程法)結構7.2.4外部傳感器超聲波距離傳感器用兩只超聲波換能器，一只作為發(fā)射器，另一只作為接收器。超聲波距離傳感器超聲波TOF測距原理結構7.2.47.2.4外部傳感器Triangulationsensors

Triangulationsensorsmeasurerangebydetectingagivenpointontheobjectsurfacefromtwodifferentpointsofviewata