新技術革命的到來,世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中,首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息,而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。在現代工業生產尤其是自動化生產過程中,要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態或最佳狀態,并使產品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾多的優良的傳感器,現代化生產也就失去了基礎。
傳感器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化,它不僅促進了傳統產業的改造和更新換代,而且還可能建立新型工業,從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(MEMS)技術基礎上的,已成功應用在硅器件上做成硅壓力傳感器。
機器人用傳感器來感受自身的狀態,并依靠傳感器完成執行的動作。傳感器的主要作用是給機器人輸入必要的狀態信息。 一臺工業機器人需要多個傳感器共同協作才能完成工作。 機器人在使用中需要實時地掌握自己的工作狀態,并進行監控,都離不開傳感器的應用。傳感器是工業機器人的感知器官,機器人依賴其提供必要的感知信息。從使用功能出發,力覺、觸覺、視覺最為重要,早已進入實用階段,聽覺也有較大進展,其他還有噢覺、味覺、滑覺等,對應有多種傳感器。目前,針對工業機器人傳感器的研究主要是多傳感器的融合算法,將多種功能融合于一個傳感器中,并進行實用化,能夠使機器人準確地進行環境建模。
傳感器的基本工作原理是:根據被測量的性質和使用的物理測量原理,以一定精度將被測量轉換為與之有確定對應關系、易于精確處理和測量的某種物理量(如電信號)的過程。傳感器就是實現這個過程的檢測部件或感知裝置。
傳感器有多種分類方法:
①根據輸入信息源是位于機器人的內部還是外部,傳感器可以分為兩大類:一類是為了感知機器人內部狀況或狀態的內部測量傳感器,簡稱內傳感器;另一類是為了感知外部環境狀況或狀態的外部測量傳感器,簡稱外傳感器。
②按照其檢測的內容進行分類,有檢測速度的有陀螺儀,檢測角度的有旋轉編碼器等。
③按照功能進行分類,有根據接觸的有無,分接觸或非接觸式傳感器;根據有無力的法線分量,有壓覺傳感器。
④按照檢測方法分類,有光學式傳感器、超聲波傳感器、機械式傳感器、電容式傳感器、磁傳感器、氣體傳感器等。
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