传感器在工业机器人中应用

传感器在工业机器人中应用

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

在工业自动化领域，机器需要传感器提供必要的信息，以正确执行相关的操作。机器人已经开始应用大量的传感器以提高适应能力。绝大多数智能机器人的外部传感器,可以大致分为触觉传感器,接近传感器、力学传感器,以及视觉、滑觉、热觉等多种类型的传感器。例如有很多的协作机器人集成了力矩传感器和摄像机，以确保在操作中拥有更好的视角，同时保证工作区域的安全等。

用于避障的传感器

避障可以说是各种机器人最基本的功能，不然机器人一走动就碰到花花草草就不好了。机器人并不一定要通过视觉感知自己前方是否有障碍物，它们也可以通过触觉或像蝙蝠那样通过声波感知。因此，检测机器人前方是否存在障碍物的传感器，可以分为接触式和非接触式的。

最典型的接触式测障传感器便是碰撞开关（图1）。碰撞开关的工作原理非常简单，完全依靠内部的机械结构来完成电路的导通和中断。

图1 碰撞开关

在机器人上的用法多数是将探测臂加长，扩大探测范围和灵敏度。当机器人撞到前面的障碍物，碰撞开关的信号端便可返回一个高电平，控制芯片由此可以知道小车面前存在着障碍物。

非接触式测障开关一般的工作原理与声纳和雷达相似，发射声波或某种射线，遇到

障碍物，声波或射线被反射回来，并被传感器接收，这时传感器就认为发现了障碍物。我们最常用的便是发射和接收红外线的传感器（图3，图4）。

图3 红外发射管

图4 红外接收管

红外测障传感器成本较低（当然比碰撞开关还是要高一点），电路简单，检测范围大。如果在电路中加上一个电位器，就可以随时调节传感器的检测范围。这种检测方式为非接触式，控制起来更加方便、灵活。但这种测障方式也有缺点，多个红外传感器之间容易互相干扰，因此在传感器的布局上需要多花心思，安装位置也要尽可能地避免红外信号的碰撞。

用于测距的传感器

机器人光知道哪个方向有障碍物并不够，还必须知道障碍物距离自己具体有多远，才好判断下一步的行动。这时我们就需要测距传感器。

测距传感器大多为非接触式的，目前在个人机器人制作领域用得比较多的是红外和超声波测距传感器两种。

提到红外测距传感器，就不能不提夏普的GP2D12红外测距传感器（图5）。GP2D12几乎可以说是机器人爱好者的必备传感器，在我们平时常看到的一些个人机器人作品中，绝大多数都可以看到它的身影。

图5 红外测距传感器

这种传感器的优点是体积小，测量准确，电源电压与输出信号都较常规，一般单片机系统都可直接使用，缺点是成本较高，购买途径较少。

超声波测距传感器（图6）也是一种很常见的测距传感器，依靠超声波的发射与反射接收中的时间差来判断距离，这和动物界的蝙蝠是一样的，算是仿生学的一项应用。

图6 超声波测距传感器

超声波测距传感器规格很多，测试距离也从远到近都有，价格相差也较大，一般机器人爱好者使用的是测量范围在几厘米到几米的。

超声波测距的优点在于测量范围较大且不使用光学信号，所以被测物体的颜色对于测量结果没有影响，但其成本较高。由于它依靠声速测距，所以对于一些影响声速的因素较敏感，比如温度、风速等，而且最大允许角度较小。

用于亮度判断的传感器

很多朋友制作的机器人都需要判断环境光的亮度，这时就需要亮度传感器。最常用的便是光敏电阻（图7）。光敏电阻是一种随着照射在上面的可见光强度变化而阻值发生相应变化的电阻，可以根据其阻值的变化判断出光强。

图7 光敏电阻

光敏电阻的使用也非常简单，只要将它当作普通电阻接入电路，根据电流变化便可得出电阻值的变化，进而判断出光强的变化。对于机器人制作，光敏电阻是一种成本低廉、可靠性好、测量准确的元件。

用于测量速度的传感器

机器人自身的行走速度对于判断机器人运动状态和机器人所在位置非常重要，这里我们主要讨论一下对机器人小车运动速度的测量。

车型机器人依靠电机驱动轮子来运动，因此测量机器人小车的速度可以归结为测量驱动电机的转速。那么怎么测量电机的转速呢？测量电机转速有很多种方法，比较适合个人机器人爱好者的是采用光电编码器。光电编码器也有很多种，在个人机器人上比较常见的有两种，一种为反射式，一种为透射式。

反射式的基本结构是在电机的旋转轴上加一个圆形的黑白相间码盘，很多都是粘在轮子上的（图8），离码盘很近的地方固定一个红外发射/接收一体模块，利用黑白色对红外线的吸收率不同来进行判断。红外线照射到黑色部分时，大部分被吸收，而无反射信号；红外线照射到白色部分时，大部分红外线被反射回来，而产生强烈的反射信号。当码盘随电机旋转时，红外接收端的输出信号便是一个由旋转速度决定频率的方波，进而我们便可知道此时电机的旋转速度。

图8 码盘外形图

透射式检测原理与反射式相似。唯一的不同是它没有图9中黑白相间的码盘，而是在光栅圆盘上开了一圈小孔，红外线或可见光的发射端与检测端分别位于光栅圆盘的两侧（图9），同样利用光栅圆盘旋转后产生的脉冲信号来检测电机的旋转速度。

图9 光栅盘式光电编码器原理图

从本质上来说，两种传感器都属于光电传感器，这类传感器价格便宜、结构可靠、检测结果准确，不过对于安装位置要求较高。

检测电机转速，除了光电传感器之外，还有一些利用磁效应原理的传感器，汽车上经常使用这种传感器。

二维视觉传感器

二维视觉基本上就是一个可以执行多种任务的摄像头。从检测运动物体到传输带上的零件定位等等。二维视觉在市场上已经出现了很长一段时间，并且占据了一定的份额。许多智能相机都可以检测零件并协助机器人确定零件的位置，机器人就可以根据接收到的信息适当调整其动作。

在工业自动化领域，机器需要传感器提供必要的信息，以正确执行相关的操作。机器人已经开始应用大量的传感器以提高适应能力。例如有很多的协作机器人集成了力矩传感器和摄像机，以确保在操作中拥有更好的视角，同时保证工作区域的安全等。在此枚举一些常用的可

以集成到机器人单元里的各种传感器，供诸君参考。

二维视觉传感器

二维视觉基本上就是一个可以执行多种任务的摄像头。从检测运动物体到传输带上的零件定位等等。二维视觉在市场上已经出现了很长一段时间，并且占据了一定的份额。许多智能相机都可以检测零件并协助机器人确定零件的位置，机器人就可以根据接收到的信息适当调整其动作。

三维视觉传感器

与二维视觉相比，三维视觉是最近才出现的一种技术。三维视觉系统必须具备两个不同角度的摄像机或使用激光扫描器。通过这种方式检测对象的第三维度。同样，现在也有许多的应用使用了三维视觉技术。例如零件取放，利用三维视觉技术检测物体并创建三维图像，分析并选择最好的拾取方式。

力感测可以通过机械臂上内嵌的力传感器获得，目前市场上的大部分协作机器人已经具备。我已经在优傲机器人上内嵌了力反馈回路，它们能做到我想要的事情。使用内置力传感器的唯一缺点是，你没有一个精度相同的设备可以把力“读”出来。大多是内置力传感器都是通过读取机器人的电流来测量力的。当然，有些力传感器采用的是其他方式，例如根据材料变

形来确定施加在上面的力的大小。

1. 恒力

力矩传感器首次制造出来，是用于打磨、抛光等应用。由于这些应用都很难实现自动化，因为机器人需要某些力反馈来确定它推动的力够不够。

通过在程序中引入力反馈回路，可以很轻易地让这些应用实现自动化，实现制造流程的一致性。

简述工业机器人传感器的作用

工业机器人传感器的作用 1. 简介 工业机器人传感器是用于感知和获取环境信息的设备，它们能够帮助工业机器人实现精准的定位、避障、检测和控制等功能。传感器在工业机器人系统中起着至关重要的作用，它们能够使机器人具备感知能力，从而能够更好地适应复杂多变的工作环境。 本文将详细介绍工业机器人传感器的作用，包括定位传感器、力传感器、视觉传感器、接触传感器和温度传感器等。 2. 定位传感器 定位传感器是工业机器人中常用的传感器之一，它能够帮助机器人准确地定位自身的位置，以便实现精确的运动控制。常见的定位传感器包括编码器、惯性测量单元（IMU）和全球定位系统（GPS）等。 •编码器：编码器能够测量机器人关节的角度或位置，通过将测量值与预设值进行比较，可以实现机器人的运动控制和定位。 •IMU：IMU是一种集成了加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器的设备，它能够测量机器人的加速度、角速度和方向等信息，从而实现机器人的姿态估计 和运动控制。 •GPS：GPS是一种全球定位系统，能够通过卫星信号定位机器人的位置，广泛应用于需要室外定位的工业机器人。 定位传感器能够使工业机器人实现高精度的定位和运动控制，提高工作效率和精度。 3. 力传感器 力传感器是用于测量机器人与外界物体之间的力或压力的传感器，它能够帮助机器人实现精确的力控制和力检测。常见的力传感器包括压电传感器、应变传感器和力/扭矩传感器等。 •压电传感器：压电传感器能够将受力转化为电信号，通过测量电信号的变化，可以得到机器人与外界物体之间的压力信息。 •应变传感器：应变传感器能够测量物体受力后的应变变化，通过测量应变的大小，可以得到机器人与外界物体之间的力信息。 •力/扭矩传感器：力/扭矩传感器能够测量机器人施加在外界物体上的力和扭矩，从而实现力控制和力检测。 力传感器能够使工业机器人具备对外界物体的感知和控制能力，实现精确的力控制和力检测。

工业机器人的传感器

工业机器人的传感器 一.工业机器人的感觉系统 工业机器人的传感器主要分为:1、工业机器人的感觉系统2 、工业机器人内部传感器3 、工业机器人外部传感器4 、工业机器人传感器应用 其中工业机器人的感觉系统的基本组成为:视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉、平衡感觉与其她,而工业机器人传感器按用途可分为内部传感器与外部传感器。其中内部传感器装在操作机上,包括位移、速度、加速度传感器,就是为了检测机器人操作机内部状态,在伺服控制系统中作为反馈信号。外部传感器,如视觉、触觉、力觉距离等传感器,就是为了检测作业对象及环境与机器人的联系。工业机器人传感器的一般要求有精度高、重复性好,稳定性与可靠性好,抗干扰能力强,质量轻、体积小、安装方便。其特定要求有适应加工任务要求,满足机器人控制的要求,满足安全性要求以及其它辅助工作的要求。 二.工业机器人内部传感器 在工业机器人内部传感器中,位置传感器与速度传感器,就是当今机器人反馈控制中不可缺少的元件。现已有多种传感器大量生产,但倾斜角传感器、方位角传感器及振动传感器等用作机器人内部传感器的时间不长,其性能尚需进一步改进。内部传感器功能分类有:

1）规定位置、规定角度的检测 检测预先规定的位置或角度,可以用开/关两个状态值,用于检测机器人的起始原点、越限位置或确定位置。 微型开关:规定的位移或力作用到微型开关的可动部分(称为执行器)时,开关的电气触点断开或接通。限位开关通常装在盒里,以防外力的作用与水、油、尘埃的侵蚀。 光电开关:光电开关就是由LED光源与光敏二极管或光敏晶体管等光敏元件组成,相隔一定距离而构成的透光式开关。当光由基准位置的遮光片通过光源与光敏元件的缝隙时,光射不到光敏元件上,而起到开关的作用 2)位置、角度测量 测量机器人关节线位移与角位移的传感器就是机器人位置反馈控制中必不可少的元件。 a)电位器 b)旋转变压器 c)编码器 3）速度、角速度测量 速度、角速度测量就是驱动器反馈控制必不可少的环节。 有时也利用测位移传感器测量速度及检测单位采样时间位移量,但这种方法有其局限性:低速时测量不稳定的危险;高速时,只能获得较低的测量精度。

简述工业机器人传感器的作用

简述工业机器人传感器的作用 工业机器人中使用了各种各样的传感器。工业机器人传感器可以让机器人测量和理解环境或物体的位置、方向、距离、大小、重量、加速度、力矩、亮度等特性，帮助工业机器人完成各种任务。按照收集信息的方式，常见的工业机器人传感器作用有以下方面： 一、工业机器人传感器分类 1、光传感器 光传感器可以识别光或电压的变化，然后根据光的变化产生相应的电压差。工业机器人常用的光传感器有光伏电池和光敏电阻等。 2、扭矩传感器 扭矩传感器可以识别工业机器人手臂及末端工具施加的力，为工业机器人提供了触觉。一般工业机器人的扭矩传感器会安装在工业机器人和工具之间，以监控机器人施加在工具上的力。 3、接近传感器 接近传感器可以在不需要对物体有物理接触的情况下对物体进行检测，工作方式也比较简单。常见的接近传感器是由发射器发射电磁波，接收器接收并分析物体返回的信号。工业机器人常用的接近传感器有红外收发器，可以通过红外光束的反射和捕获来来识别障碍物，检测附近物体的存在。 4、加速度传感器

加速度传感器可以通过动力和静力来测量加速度和倾斜度。通过对这两个力的测量，机器人可以确定移动物体所需要的加速度，并且确定机器人的平衡情况。 二、工业机器人传感器的应用场景和优势 工业机器人传感器广泛应用于制造业、物流运输、医疗护理等领域。例如，在汽车制造中，传感器用于检测焊接、喷涂、装配等工艺过程，提高了生产效率和产品质量；在物流运输中，传感器用于无人驾驶车辆、无人机等自动化设备，实现了高效、准确的货物运输；在医疗护理中，传感器用于辅助手术、护理等操作，减轻了医护人员的工作负担。 三、工业机器人传感器具有以下优势和作用 1. 提高工业机器人的感知和决策能力，实现更精准、更灵活的操作。 2. 增强工业机器人的适应性和可靠性，使其能够适应不同的工作环境和任务需求。 3. 提高工业机器人的生产效率和产品质量，降低成本和风险。 四、工业机器人传感器的技术特点和发展趋势 工业机器人传感器的技术特点包括高精度、高可靠性、高适应性、低成本等。随着科技的不断进步，工业机器人传感器也在不断发展。未来，工业机器人传感器将朝着以下方向发展： 结束语： 工业机器人传感器是实现工业自动化和智能化的关键技术之一。它们能够提高工业机器人的感知和决策能力，增强工业机器人的适应性和可靠性，提高生产效率和产品质量，降低成本和风险。未来，工

工业机器人传感器知识点

工业机器人传感器知识点 工业机器人传感器是现代工业领域中的重要组成部分，起着检测、控制和反馈信号的作用。它们通过感知周围环境和运动状态，使机器人能够与外部环境进行交互，并完成精确的任务。本文将介绍工业机器人传感器的常见类型和其在机器人应用中的关键作用。 一、力/扭矩传感器 力/扭矩传感器是工业机器人中最常见的传感器之一，用于测量力的大小和方向，以及扭矩的大小。它们通常安装在机器人的关节或结束执行器上，用于实时监测机器人运动中的受力情况。力/扭矩传感器的数据可以用于机器人的力控制、防碰撞和物体抓取等应用。 二、视觉传感器 视觉传感器是工业机器人中另一个重要的传感器类型。它们通过图像识别和处理技术，使机器人能够感知和理解其周围环境中的图像信息。视觉传感器可以用于目标定位、物体检测、品质检测和导航等任务。常见的视觉传感器包括相机、光电传感器和激光雷达等。 三、接近传感器 接近传感器主要用于检测和感知物体的接近或距离，常见的工作原理包括电容、电感和光学等。接近传感器广泛应用于工业机器人中的物体检测、位置控制和机器人与外部环境的交互等。它们具有高灵敏度、快速响应和高可靠性的特点。

姿态传感器主要用于测量和感知机器人的姿态、姿势和方向等信息。它们通常安装在机器人的关节或终端执行器上，可以实时监测和反馈 机器人的姿态变化。姿态传感器在工业机器人的运动控制、路径规划 和姿态校准等方面起着关键作用。常见的姿态传感器包括陀螺仪、加 速度计和磁场传感器等。 五、温度传感器 温度传感器用于测量和感知机器人及其周围环境的温度变化。它们 通常安装在机器人关键部件或工作区域中，以监测机器人的温度状态 并及时采取措施。温度传感器在工业机器人的温度控制、过热保护和 环境监测等方面发挥着重要作用。 六、力矩传感器 力矩传感器用于量化和感知机器人执行器或关节的力矩输出。它们 通常安装在机器人的执行器和关节部件上，以实时监测机器人的扭矩 输出。力矩传感器可以提供机器人的负载变化、力矩控制和碰撞侦测 等信息，为机器人运动和控制提供支持。 七、气体传感器 气体传感器用于检测和感知机器人周围环境中的气体成分和浓度等 信息。它们广泛应用于工业机器人的环境监测、气体泄漏检测和室内 空气质量控制等。常见的气体传感器包括氧气传感器、二氧化碳传感 器和甲烷传感器等。

触觉传感器技术在机器人中的应用

触觉传感器技术在机器人中的应用随着科技的不断发展，机器人已经成为了我们生活和工作中不 可或缺的一部分。机器人目前主要分为两类，一类是工业机器人，主要用于制造业的自动化生产；另一类则是服务机器人，主要用 于人机交互和人类生活辅助。不同类型的机器人在工作过程中， 需要不同的传感器来感知周围的环境和与之进行交互。而在这些 传感器中，触觉传感器技术越来越受到人们的关注和重视。 一、触觉传感器技术的发展 触觉传感器最初是用于医学领域的，用于检测人体组织的硬度 和弹性，以帮助医生了解有关肿块和损伤的信息。随着科技的进步，触觉传感器开始应用于机器人领域。目前市面上存在着多种 不同的触觉传感器，包括压阻式、电容式、电感式和红外线式等。 触觉传感器的主要功能是指示物体的形状、大小和硬度等信息。在机器人中使用触觉传感器，可以有效的提高其运动稳定性和环 境适应性。涉及到的行业范围也非常广泛，包括制造业、服务业、医疗健康和家居生活等方面。

二、触觉传感器在机器人中的应用案例 1. 工业机器人 触觉传感器在工业机器人中的应用非常广泛。在制造业中，机 器人可以用触觉传感器来检测零件位置，避免碰撞和误差。此外，集成了触觉传感器的机器人还可以直接感知环境和物体之间的力 和压力，从而更好地控制物体的移动和加工。例如，在汽车制造 过程中，机器人可以使用触觉传感器来检测车体表面的变化和凹 凸不平。 2. 服务机器人 服务机器人通常被用于公共场所如商场、体育场馆或机场等。 触觉传感器可以帮助机器人在这些场所中更好地进行人机交互。 例如，在机场里，机器人可以帮助旅客搬运行李，通过触觉传感器，机器人可以了解到行李的重量和体积大小，并根据这些要素 购买最合适的行李箱，从而提供最佳的搬运方案。 3. 医疗健康类机器人

浅谈工业机器人系统中传感器技术的应用

浅谈工业机器人系统中传感器技术的应 用 武昌工学院湖北武汉 430000 摘要：本文主要介绍了工业机器人系统中传感器技术的应用。传感器技术是一种常用的检测工具，可以实时监测到机器人的运动状态和工作环境。在工业生产领域，传感器技术的应用与工业机器人的发展紧密相关。文章详细讨论了传感器技术在工业机器人中的应用，包括力传感器、视觉传感器、接触式传感器等，同时对传感器技术带来的影响和未来发展趋势进行了探讨。 关键词：工业机器人；传感器技术；力传感器；视觉传感 引言：随着自动化技术的不断革新，工业机器人在生产制造过程中的应用越来越广泛。工业机器人具备高效、精准、安全等优势，成为现代化生产的重要组成部分。在工业机器人的应用中，传感器技术起着关键的作用。传感器技术可以实时监测到机器人的位置、速度、距离、力度等参数，为机器人实现智能化控制提供数据支持。因此，本文将详细介绍传感器技术在工业机器人系统中的应用及其未来发展趋势。 一、传感器技术的概述 传感器技术是一种成熟的技术，其应用已经渗透到各个领域，是工业机器人系统中必不可少的一环。随着科技的不断发展，越来越多的新型传感器被研发出来，为工业机器人的应用提供了更加丰富的功能。例如，机器视觉传感器可以使用光电传感器和图像处理算法来实现对机器人周围环境的识别和检测。这种传感器可以精确地测量物体的形状、尺寸、位置以及运动状态，从而实现机器人的自主导航和操作。在工业生产中，机器视觉传感器常常被用于检测产品的质量和快速分类，从而提高生产效率和质量。位移传感器可以用来测量机器人和工件之间的距离和变化，以便精确地控制机器人的位置和运动轨迹。这种传感器可以应用

工业机器人的力控制与力传感器应用

工业机器人的力控制与力传感器应用工业机器人已经广泛应用于各个领域，成为生产自动化的重要工具。然而，在某些任务中，仅仅控制机器人的位置远远不够，还需要对机 器人的力进行控制和感知。本文将探讨工业机器人的力控制和力传感 器的应用。 一、力控制的重要性 工业机器人的任务通常需要对力进行控制，以适应不同的工作环境。传统的位置控制无法满足这一需求。力控制可以使机器人具备更好的 适应性和灵活性，同时提高工作效率和质量。 二、力控制的方法 1. 力/力矩控制：机器人通过对执行机构施加力或力矩来实现力控制，可以实现接触力的精确控制。 2. 压力控制：机器人通过对执行机构施加压力来控制力的大小，适 用于需要保持一定接触压力的任务。 3. 力变量控制：机器人通过改变力矢量大小和方向实现力控制，适 用于具有复杂要求的任务。 三、力传感器的应用 力传感器是工业机器人实现力控制的关键装置。它可以测量机器人 施加的力或力矩，将其转化为电信号，并传输给机器人的控制系统。 力传感器的应用可以带来以下几个方面的好处：

1. 力传感器可以提供实时的力反馈，帮助机器人控制系统实现精确 的力控制。 2. 通过力传感器的应用，机器人可以感知到外部环境的力，避免碰 撞和损坏。 3. 力传感器可以用于监测和记录任务中的力数据，进一步分析和优 化生产过程。 四、力传感器的类型 1. 应变式力传感器：利用弹性体受力变形的原理，通过检测电阻、 电容或电感的变化来测量力的大小。 2. 压电式力传感器：利用压电效应产生电荷的原理，通过测量电荷 的变化来测量力的大小。 3. 电阻应变式力传感器：通过测量电阻应变来测量力的大小，具有 高精度和灵敏度。 五、力控制与力传感器应用案例 1. 汽车焊接：工业机器人通常需要对焊接力进行控制，以确保焊接 点的质量。力传感器可以帮助机器人实时感知焊接力，调整焊接参数，提高焊缝质量。 2. 物料搬运：在物料搬运过程中，机器人需要对物体施加适当的力 以保持平稳和稳固。力传感器可以帮助机器人感知物体的重量和位置，实时调整力的大小，确保搬运过程的安全和稳定。

传感器技术在工业机器人中的应用

标题：传感器技术在工业机器人中的应用 一、引言 在工业生产领域，机器人已经成为了不可或缺的生产力。作为工业自 动化的重要组成部分，工业机器人的发展已经取得了长足的进步。而 要使工业机器人能够更加智能地完成各种任务，传感器技术的应用是 至关重要的。 二、传感器技术简介 传感器是一个将某种形式的能量转换为另一种形式的装置，它可以感 知和测量各种物理量，如温度、压力、湿度、光线强度等。传感器技 术的应用可以使机器人实现环境感知、位置感知和操作感知，从而更 好地适应各种复杂的工作场景。 三、传感器技术在工业机器人中的应用 1. 环境感知 工业机器人在执行任务时，需要根据周围环境的变化做出相应的反应。通过激光雷达、红外线传感器和摄像头等传感器，工业机器人可以实 现对周围环境的感知，从而更好地规避障碍物、调整动作路径和确保 安全。 2. 位置感知 在工业生产中，工业机器人需要精准地定位和操作。传感器技术可以

帮助工业机器人实现对自身位置和周围物体位置的感知，从而更加准确地执行各种任务，如装配、搬运和焊接等。 3. 操作感知 工业机器人需要根据不同的工作情况进行灵活的动作调整。通过力传感器和扭矩传感器等传感器，工业机器人可以实现对外部力和扭矩的感知，从而更好地完成复杂的装配和加工任务。 四、传感器技术在工业机器人中的优势 1. 提高生产效率 传感器技术的应用可以使工业机器人更加智能化和自适应，从而提高生产效率、减少人力成本和降低产品缺陷率。 2. 提升生产安全性 传感器技术可以帮助工业机器人实现对周围环境的实时监测，从而规避潜在的安全隐患，保障生产安全。 3. 促进工业升级 传感器技术的不断创新和应用，可以推动工业机器人向智能化、柔性化和高精度化方向发展，从而促进工业升级和转型升级。 五、对传感器技术在工业机器人中的个人观点和理解 传感器技术在工业机器人中的应用是工业智能化发展的必然趋势，它

传感器在工业机器人中的应用

传感器在工业机器人中的应用 随着工业自动化的不断发展，工业机器人已经成为了现代工业生产中 不可或缺的一部分。而传感器作为工业机器人的重要组成部分，也在 工业机器人中发挥着越来越重要的作用。 传感器是一种能够将物理量转换成电信号的装置，它可以感知周围环 境的变化，并将这些变化转换成数字信号，从而为工业机器人提供了 更加精准的控制和反馈。在工业机器人中，传感器主要应用于以下几 个方面： 1. 位置检测 在工业机器人的运动控制中，位置检测是非常重要的一环。传感器可 以通过检测机器人的位置和姿态，实现机器人的精准定位和运动控制。例如，通过安装光电传感器或激光传感器，可以实现机器人在运动过 程中对物体的精准定位和抓取。 2. 动态控制 传感器还可以用于实现工业机器人的动态控制。例如，在机器人的运 动过程中，通过安装力传感器或扭矩传感器，可以实时监测机器人的

力和扭矩，从而实现机器人的力控制和力反馈。 3. 环境感知 传感器还可以用于实现工业机器人的环境感知。例如，在机器人的运 动过程中，通过安装温度传感器或湿度传感器，可以实时监测机器人 周围的环境温度和湿度，从而为机器人提供更加精准的环境控制。 4. 安全保护 传感器还可以用于实现工业机器人的安全保护。例如，在机器人的运 动过程中，通过安装光电传感器或超声波传感器，可以实时监测机器 人周围的障碍物和人员，从而实现机器人的安全保护和避障控制。 总之，传感器在工业机器人中的应用非常广泛，它可以为机器人提供 更加精准的控制和反馈，从而实现机器人的高效、安全、稳定的运行。随着传感器技术的不断发展和创新，相信传感器在工业机器人中的应 用会越来越广泛，为工业自动化的发展注入新的活力。

工业机器人传感器技术综述

工业机器人传感器技术综述 摘要：近年来，工业机器人技术取得了很大的技术革新，在各种生产制造自动化中都用到了工业机器人。随着国家对智能制造的重视，未来对工业机器人的智能程度和自主性要求更高，以完成更复杂、更灵活的任务。传感器是工业机器人的关键。传感器可以获取丰富的信息，帮助工业机器人实现其功能。本文回顾了近年来的文献，结合工业机器人应用实践经验，对常用的传感器进行了综述和介绍。 关键词：智能制造；工业机器人；传感器 当今世界各国都在大力发展工业4.0，以促进制造业的转型升级。其目标是借助物联网、数字信息技术和计算机技术，实现制造过程的智能化、柔性化和个性化，其中发展、利用工业机器人是重要方向。近年，工业机器人代替人力进行很多重复性和复杂性高的工作，促进了工业的进步，也减轻了工人繁重的重复劳动。近年来，新兴技术如新型传感器、新的信息技术纷纷得到突破，工业机器人技术也突飞猛进。现代化的工业机器人可以实现多种功能，比如复杂的焊接、材料运输、装配、机械加工等制造环节。工业机器人从传感器获取的外界信息，可以帮助工业机器人判断自身状态和外界环境，进而帮助其控制和调节动作，完成指定的任务。本文回顾了近年来的文献，对各种传感器进行总结。 1工业机器人常用传感器 各种传感器相当于工业机器人的手、眼、耳和鼻，有助于识别自身的运动状态和环境状况。在这些信息的帮助下，控制器可以发出相应的指令，使机器人完成所需的动作。如下为各种传感器介绍。 1.1视觉传感器

视觉传感技术近年来发展较快。目前在三维重建、人脸识别、多机联合等领 域应用已经非常成熟。视觉传感器采集的图像由处理器进行处理，提取出对特定 任务有用的信息。 视觉传感器主要包括各种摄像机，比如RGB摄像机、多光谱摄像机和深度摄 像机。摄像机中的光敏元件通常是CCD或者CMOS，都是利用光电效应原理，将光 信息转换成电信号，继而转换为数字信号。不同类型的摄像机有不同的原理，可 以提供不同的信息。RGB相机是人们日常生活中使用最多的一种相机，其原理是 通过红、绿、蓝3种颜色及其组合来获取各种可见颜色。多光谱相机能够获取不 同波段的图像，包括可见光和不可见光波长，因此可以获得一些RGB相机无法提 供的信息。深度相机则将距离信息加入到了二维图像中，实现了立体成像。 视觉传感器因其成本低、信息丰富、使用方便等优点而广受欢迎。然而，视 觉传感器的数据处理是复杂和耗时的。虽然许多研究者提出了几种算法，但其适 用性和灵活性还不是很令人满意。 1.2触觉传感器 触觉传感器和人类通过触觉感知一样，工业机器人也需要触觉来对环境进行 感知。因此，触觉传感器就成为了工业机器人智能化的必备元件，它使工业机器 人具备了靠触觉来感知的能力。 根据原理不同，触觉传感器主要有4种方式。压电式、压阻式、电容式和光 学原理式。压电触觉传感器是基于压电效应原理，即在外界力的作用下，压电材 料表面因形变会产生电压。它的频率响应好，测量范围大，但分辨率不是很理想。压阻式触觉传感器基于压阻效应原理，即施加外力时会产生自身电阻的变化。它 测量范围大，鲁棒性好，但是迟滞效应较大。电容式触觉传感器利用电容的变化 来测量接触力。其空间分辨率高，功耗低，但抗干扰能力差。光学原理的触觉传 感器靠检测光的参数变化间接感知外界的接触信息。优点是抗干扰能力强，具有 很高的空间分辨率。

传感器在工业机器人中应用

传感器在工业机器人中应用 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 在工业自动化领域，机器需要传感器提供必要的信息，以正确执行相关的操作。机器人已经开始应用大量的传感器以提高适应能力。绝大多数智能机器人的外部传感器,可以大致分为触觉传感器,接近传感器、力学传感器,以及视觉、滑觉、热觉等多种类型的传感器。例如有很多的协作机器人集成了力矩传感器和摄像机，以确保在操作中拥有更好的视角，同时保证工作区域的安全等。 用于避障的传感器 避障可以说是各种机器人最基本的功能，不然机器人一走动就碰到花花草草就不好了。机器人并不一定要通过视觉感知自己前方是否有障碍物，它们也可以通过触觉或像蝙蝠那样通过声波感知。因此，检测机器人前方是否存在障碍物的传感器，可以分为接触式和非接触式的。 最典型的接触式测障传感器便是碰撞开关（图1）。碰撞开关的工作原理非常简单，完全依靠内部的机械结构来完成电路的导通和中断。 图1 碰撞开关 在机器人上的用法多数是将探测臂加长，扩大探测范围和灵敏度。当机器人撞到前面的障碍物，碰撞开关的信号端便可返回一个高电平，控制芯片由此可以知道小车面前存在着障碍物。 非接触式测障开关一般的工作原理与声纳和雷达相似，发射声波或某种射线，遇到

障碍物，声波或射线被反射回来，并被传感器接收，这时传感器就认为发现了障碍物。我们最常用的便是发射和接收红外线的传感器（图3，图4）。 图3 红外发射管 图4 红外接收管 红外测障传感器成本较低（当然比碰撞开关还是要高一点），电路简单，检测范围大。如果在电路中加上一个电位器，就可以随时调节传感器的检测范围。这种检测方式为非接触式，控制起来更加方便、灵活。但这种测障方式也有缺点，多个红外传感器之间容易互相干扰，因此在传感器的布局上需要多花心思，安装位置也要尽可能地避免红外信号的碰撞。 用于测距的传感器 机器人光知道哪个方向有障碍物并不够，还必须知道障碍物距离自己具体有多远，才好判断下一步的行动。这时我们就需要测距传感器。 测距传感器大多为非接触式的，目前在个人机器人制作领域用得比较多的是红外和超声波测距传感器两种。 提到红外测距传感器，就不能不提夏普的GP2D12红外测距传感器（图5）。GP2D12几乎可以说是机器人爱好者的必备传感器，在我们平时常看到的一些个人机器人作品中，绝大多数都可以看到它的身影。

传感器技术在机器人技术中的应用研究

传感器技术在机器人技术中的应用研究

毕业论文 班级： 科目：工业机器人 姓名： 学号： 指导老师：

传感器技术在机器人技术中的应用研究【摘要】传感器是用来检测机器人自身的工作状态，以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件。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器件或装置。本文首先介绍了常用传感器的工作原理、基本结构、使用特点，并讨论了传感器在智能机器人中的应用。 【关键词】传感器；机器人；视觉传感器；力觉传感器；触觉传感器 1.传感器的工作原理及典型应用 传感器在工业中的应用非常的广泛，是当今科技产业是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是当今世界极其重要的高科技，一切现代化仪器、设备几乎都离不开传感器。它广泛应用于各种新型技术领域中，下面列举几种常见的传感器：应变式传感器：有应变效应、压阻效应的原理而来。力传感器、压力传感器液体重量传感器、加速度传感器是它的典型应用；电感式传感器：利用电磁感应(自感、互感)来工作，主要应用于测量位移、振幅、转速和无损探伤等；电容式传感器：将非电量转换为电容量，它的核心部分是可变参数的电容器。把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器；压电式传感器：是基于压电效应应用的传感器，它的核心部件是压电材料。应用于测量力和能变换为力的非电物理量；磁电式传感器：利用电磁感应来工作，适用于动态测量，例如霍尔传感器；热电式传感器：基于热电效应的原理而制造出来的传感器，利用温度的变化来进行测量，一般用于温度测量、管道流量测量等；光电式传感器：

力觉传感器，声控传感器等。 2.1视觉机器人传感器二十世纪五十年代后期出现，是机器人中最重要的传感器之一。二十世纪七十年代以后，实用性的视觉系统出现了。视觉一般包括三个过程：图像获取、图像处理和图像理解。 2.1.1超声波传感器超声波传感器是视觉传感器的一种。它的主要用途：（1）实时地检测自身所处空间的位置，用以进行自定位；（2）实时地检测障碍物，为行动决策提供依据；（3）检测目标姿态以及进行简单形体的识别；（4）用于导航目标跟踪。 2.2力觉传感器机器人力传感器就安装部位来讲，可以分为关节力传感器、腕力传感器和指力传感器。通常我们将机器人的力传感器分为三类：（1）装在关节驱动器上的力传感器，称为关节力传感器。用于控制中的力反馈。（2）装在末端执行器和机器人最后一个关节之间的力传感器，称为腕力传感器。（3）装在机器人手爪指关节（或手指上）的力传感器，称为指力传感器。 2.3触觉传感器作为视觉的补充，触觉能感知目标物体的表面性能和物理特性：柔软性、硬度、弹性、粗糙度和导热性等。对它的研究从20世纪80年代初开始，到20世纪90年代初已取得了大量的成果。一般认为触觉包括接触觉、压觉、滑觉、力觉四种，狭义的触觉按字面上来看是指前三种感知接触的感觉。 2.3.1接触觉传感器接触觉传感器可以分为：（1）开关式触觉传感器；（2）压阻式阵列触觉传感器；（3）光学式触觉传感器；

(完整word版)工业机器人的传感器

工业机器人的传感器 一．工业机器人的感觉系统 工业机器人的传感器主要分为：1.工业机器人的感觉系统2 .工业机器人内部传感器3 。工业机器人外部传感器4 .工业机器人传感器应用其中工业机器人的感觉系统的基本组成为:视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉、平衡感觉和其他，而工业机器人传感器按用途可分为内部传感器和外部传感器。其中内部传感器装在操作机上，包括位移、速度、加速度传感器，是为了检测机器人操作机内部状态，在伺服控制系统中作为反馈信号.外部传感器，如视觉、触觉、力觉距离等传感器，是为了检测作业对象及环境与机器人的联系。工业机器人传感器的一般要求有精度高、重复性好,稳定性和可靠性好,抗干扰能力强,质量轻、体积小、安装方便。其特定要求有适应加工任务要求，满足机器人控制的要求,满足安全性要求以及其它辅助工作的要求. 二．工业机器人内部传感器 在工业机器人内部传感器中，位置传感器和速度传感器，是当今机器人反馈控制中不可缺少的元件.现已有多种传感器大量生产，但倾斜角传感器、方位角传感器及振动传感器等用作机器人内部传感器的时间不长，其性能尚需进一步改进。内部传感器功能分类有： 1）规定位置、规定角度的检测 检测预先规定的位置或角度，可以用开/关两个状态值，用于检测机器人的起始原点、越限位置或确定位置. 微型开关：规定的位移或力作用到微型开关的可动部分（称为执行器)

时,开关的电气触点断开或接通。限位开关通常装在盒里，以防外力的作用和水、油、尘埃的侵蚀。 光电开关：光电开关是由LED光源和光敏二极管或光敏晶体管等光敏元件组成,相隔一定距离而构成的透光式开关。当光由基准位置的遮光片通过光源和光敏元件的缝隙时，光射不到光敏元件上,而起到开关的作用 2)位置、角度测量 测量机器人关节线位移和角位移的传感器是机器人位置反馈控制中必不可少的元件. a)电位器 b)旋转变压器 c)编码器 3）速度、角速度测量 速度、角速度测量是驱动器反馈控制必不可少的环节. 有时也利用测位移传感器测量速度及检测单位采样时间位移量，但这种方法有其局限性：低速时测量不稳定的危险；高速时,只能获得较低的测量精度. 最通用的速度、角速度传感器是测速发电机或成为转速表的传感器、比率发电机。 测量角速度的测速发电机，可按其构造分为直流测速发电机、交流测速发电机和感应式交流测速发电机。 4）加速度测量 随着机器人的高速比、高精度化，机器人的振动问题提上日程。为了解决振动问题，有时在机器人的运动手臂等位置安装加速度传感器，测量

传感器在机械手上的应用

辉科自动化科技有限公司技术文类 具体请参照https://www.wendangku.net/doc/f119246542.html,/ 传感器在机械手上的应用 【摘要】：随着制造业在我国的迅速发展，各种工程机械的制作与应用都开始向自动化与智能化等方向转变，其中机械手便是做直接的体现。机械手经过诞生、成长、成熟后，已成为自动化装备中不可缺少的核心部分，现代化加工车间常配有机械手以提高生产效率，不仅可以将人从繁重、重复的工作中解放出来，而且可以代替人在恶劣的环境下进行操作。机械手的技术创新和广泛应用，大大提高了生产力，其带来的经济效益显而易见。传感器是实现信息感受、检测变换和传输的一种技术，其广泛用于机械手中。 [关键词]：机械手加速度传感器倾角传感器虚拟指尖力传感器三维力传感器由于能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或 操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 1·机械手与传感器的关系

机械手通过感知器的内部传感器检测本身的状态，如位置、速度、加速度等，实现本身与环境信息（距离、温度、力等）的交互，环境信息则由外部传感器检测，接着，控制器选择相应的环境模式指挥机械手完成任务。传感器为机械手的动作提供了反馈信息。传感器就是利用传感器把被测物件的变化量测定出来，反馈给控制设备修正。传感器是实现自动控制、自动调节的关键环节，所以其水平高低在很大程度上影响和决定着系统功能。 传感器原理图 由此可见传感检测部分就如同机械手的感觉器官，没有它，机械手无法实现准确定位、动作，整个系统将陷入瘫痪。而先进的传感检测系统能够快速、准确地捕捉信息，不失真地进行信号的检测、转换，并且能够经受环境的考验，其精确度不随温度、湿度、光照、辐射等极端因素的影响。这是系统进行信号处理、控制决策的前提。由此可见，传感器是机械手系统的重要组成部分，直接决定于机械手的灵敏性、准确性和稳定性。 2·机械手上传感器的种类 在机械手系统中，一般可以安装光电开关、限位开关、电位器等保障机械手位移的幅度；测速发电机测量机械手的运动速度；加速度传感器安装在机械手的关节部位，用于检测控制各关节的加速度；安装在手指关节的握力传感器和安装在手爪与手臂连接处的腕力传感器，能够有效调整手指、手臂位置，以合适的力度抓起物体；另外，各类视觉、滑觉、接近觉传感器也可应用于机械手。在机械手闭环系统中，由于传感检测技术的应用，将被控对象的相关参数通过检测反馈给控制系统，大大提高了机械手的精准度。 1.传感器的总体分类 内部传感器：检测机器人本身状态（手臂间角度等）的传感器。 外部传感器：检测机器人所处环境（是什么物体，离物体的距离有多远等）及状况（抓取的物体滑落等）的传感器。 外部传感器分为末端执行器传感器和环境传感器。 末端执行器传感器：主要装在作为末端执行器的手上，检测处理精巧作业的感觉信息。相当于触觉。 环境传感器：用于识别物体和检测物体与机器人的距离。相当于视觉。 2.内部状态的感觉