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工業(yè)機(jī)器人最常用的傳感器

• 時(shí)間：2023-09-27 16:16:03
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　　工業(yè)機(jī)器人是一種能夠自動(dòng)執(zhí)行各種工業(yè)任務(wù)的機(jī)器人。它們通常被用于處理物體、加工、裝配、包裝、焊接、噴涂等工業(yè)應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人能夠高效地完成重復(fù)性、繁瑣或危險(xiǎn)的工作，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　傳感器則是機(jī)器人的“感覺(jué)器官”，各種傳感器和控制系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制和環(huán)境感知的關(guān)鍵。常見(jiàn)的傳感器包括紅外傳感器、力矩傳感器、視覺(jué)傳感器、碰撞檢測(cè)傳感器等，可以幫助機(jī)器人實(shí)時(shí)感知和響應(yīng)周?chē)沫h(huán)境和任務(wù)需求。

　　一、視覺(jué)傳感器：

　　視覺(jué)傳感器在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用非常廣泛，可以通過(guò)不同方式獲取物體的圖像信息，并利用圖像處理和分析技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種任務(wù)。

　　二維視覺(jué)傳感器是最常用的一種傳感器，可以通過(guò)攝像頭捕捉場(chǎng)景中的圖像。利用圖像處理算法，可以進(jìn)行物體檢測(cè)、位置定位、形狀分析等任務(wù)。比如，在裝配線(xiàn)上，相機(jī)可以檢測(cè)零件的位置和方向，幫助機(jī)器人精確地定位并進(jìn)行自動(dòng)裝配。

　　三維視覺(jué)系統(tǒng)則通過(guò)多個(gè)攝像頭或激光掃描器，同時(shí)捕捉物體的多個(gè)視角或深度信息，從而獲取物體的三維空間結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)可以用于檢測(cè)和測(cè)量不規(guī)則形狀的對(duì)象，例如，檢測(cè)物體的高度、長(zhǎng)度、體積等。在物體抓取任務(wù)中，三維視覺(jué)系統(tǒng)可以創(chuàng)建物體的三維模型，分析并選擇最佳的抓取方式，提高機(jī)器人的抓取成功率。

　　視覺(jué)傳感器的應(yīng)用還包括物體識(shí)別、品質(zhì)檢測(cè)、路徑規(guī)劃等。通過(guò)獲取和分析圖像信息，工業(yè)機(jī)器人可以更加適應(yīng)不同場(chǎng)景和任務(wù)需求，提高工作的準(zhǔn)確性和效率。

　　二、紅外傳感器：

　　紅外傳感器是一種常見(jiàn)的接近型傳感器，它可以通過(guò)紅外發(fā)射管和紅外接收管的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)物體檢測(cè)和避障功能。

　　紅外發(fā)射管可以發(fā)射紅外線(xiàn)，這些紅外線(xiàn)在遇到障礙物時(shí)會(huì)被反射回來(lái)。紅外接收管位于機(jī)器人正前方，它可以接收到被反射回來(lái)的紅外線(xiàn)。紅外接收管接收到紅外線(xiàn)以后，會(huì)將信號(hào)經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)綑C(jī)器人的 CPU 進(jìn)行處理。

　　通過(guò)測(cè)量紅外線(xiàn)的反射情況，機(jī)器人的紅外傳感器可以感知到其前方范圍內(nèi)是否有障礙物。當(dāng)紅外線(xiàn)被物體反射回來(lái)時(shí)，機(jī)器人可以通過(guò)檢測(cè)到的信號(hào)來(lái)確定物體的位置和距離。這樣，機(jī)器人可以根據(jù)傳感器的反饋信息來(lái)進(jìn)行避障動(dòng)作，避免與障礙物碰撞。

　　紅外傳感器在機(jī)器人的導(dǎo)航、避障、安全等方面發(fā)揮著重要的作用。它可以幫助機(jī)器人感知周?chē)h(huán)境，避免碰撞和損壞，并且在室內(nèi)環(huán)境中使用效果較好，尤其在光線(xiàn)較暗的情況下也能提供穩(wěn)定的檢測(cè)效果。

　　三、力矩傳感器：

　　力/力矩傳感器是一種用于測(cè)量力和力矩的設(shè)備，它可以為機(jī)器人帶來(lái)觸覺(jué)感應(yīng)能力。它通常安裝在機(jī)器人的末端執(zhí)行器和夾具之間，可以感知末端執(zhí)行器施加的力的大小和方向，以及感知到的力矩。

　　有了力/力矩傳感器，機(jī)器人可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控執(zhí)行器施加的力，從而可以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，在裝配過(guò)程中，機(jī)器人可以通過(guò)力/力矩傳感器感知到裝配件與目標(biāo)件之間施加的合適的力度，從而實(shí)現(xiàn)精確的裝配。在人工引導(dǎo)中，傳感器可以幫助機(jī)器人感知人的觸摸力度，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作。示教過(guò)程中，力/力矩傳感器可以記錄和重放人的操作力度和動(dòng)作。此外，力/力矩傳感器還可以用于限制機(jī)器人的施力范圍，以避免對(duì)周?chē)h(huán)境或操作對(duì)象施加過(guò)大的力。

　　力/力矩傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括自動(dòng)化裝配、協(xié)作機(jī)器人、機(jī)器人導(dǎo)航、物體檢測(cè)等。通過(guò)感知和控制施加力的大小和方向，機(jī)器人可以更加智能地執(zhí)行任務(wù)，提高精度和安全性。

　　四、碰撞檢測(cè)傳感器：

　　碰撞檢測(cè)傳感器是一種常見(jiàn)的安全傳感器，它可以感知到機(jī)器人與周?chē)h(huán)境或其他物體之間的碰撞。它們可以以不同的形式出現(xiàn)，包括軟觸覺(jué)傳感器、壓力傳感器、光電傳感器等。

　　軟觸覺(jué)傳感器通常由柔性材料制成，可以感知外部物體對(duì)其施加的壓力和接觸力。當(dāng)機(jī)器人與外部物體發(fā)生碰撞時(shí)，傳感器會(huì)感知到壓力的變化，并向機(jī)器人發(fā)送信號(hào)，觸發(fā)緊急停止或其他安全措施。

　　壓力傳感器可以測(cè)量機(jī)器人與物體之間的接觸力。它們通常安裝在機(jī)器人的末端執(zhí)行器或機(jī)器人表面，當(dāng)機(jī)器人與物體接觸時(shí)，傳感器會(huì)感知到施加在其上的壓力，從而觸發(fā)安全措施。

　　光電傳感器通過(guò)發(fā)射和接收光信號(hào)來(lái)檢測(cè)物體的接近或碰撞。當(dāng)機(jī)器人接近物體時(shí)，光電傳感器會(huì)感應(yīng)到物體的存在，并觸發(fā)相應(yīng)的安全控制措施。

　　加速度計(jì)反饋和電流反饋是常見(jiàn)的力反饋技術(shù)，它們通常與碰撞檢測(cè)傳感器結(jié)合使用。當(dāng)機(jī)器人感知到異常的力或力矩時(shí)，通過(guò)加速度計(jì)或電流傳感器測(cè)量到的反饋信號(hào)，機(jī)器人可以及時(shí)做出反應(yīng)，觸發(fā)緊急停止或調(diào)整運(yùn)動(dòng)軌跡，確保安全性。

　　這些碰撞檢測(cè)傳感器在協(xié)作機(jī)器人中起著至關(guān)重要的作用，可以幫助實(shí)現(xiàn)安全的人機(jī)合作，防止機(jī)器人對(duì)人體或周?chē)h(huán)境造成傷害。