机器人传感器(一)
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工业机器人内部传感器
图4-8 光电编码器工作原理图
根据码盘上透光区域与不透光区域分布的不同，光电编码器又可分为 相对式（增量式）和绝对式两种类型。
1）相对式光电编码器
测量旋转运动最常见的传感器是相对式光电编码器，其圆形码盘（见图4-9）上的 透光区与不透光区相互间隔，均匀分布在码盘边缘，分布密度决定测量的解析度。在 码盘两边分别装有光源及光敏元件。
1.2 速度传感器
1．测速发电机
测速发电机是一种模拟式速度传感器，它实际上是一台小型永磁式直流发电机，其 结构原理如图4-13所示。
图4-13 直流输出测速发电机结构原理图
当通过线圈的磁通量恒定时，位于磁场中的线圈旋转使线圈两端产生的电压 u（感应电动势） 与线圈（转子）的转速 成正比，即
u A
1）模拟方式
在模拟方式下，必须有一个频率/电压（F/V）变换器，用来将编码器测得的脉冲 频率转换成与速度成正比的模拟电压，其原理如图4-14所示。F/V变换器必须有良好 的零输入、零输出特性和较小的温度漂移才能满足测试要求。
图4-14 模拟方式的相对式光电编码器测速
2）数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方式
数字方式测速是利用数学方式通过计算软件计算出速度。角速度是转角对时间的一阶导数，
工业机器人基础
工业机器人内部传感器
1.1 位移传感器
1．电位器式位移传感器
电位器式位移传感器一般用于测量工业机器人的关节线位移和角位移，是 位置反馈控制中必不可少的元件，它可将机械的直线位移或角位移输入量转 换为与其成一定函数关系的电阻或电压输出。
电位器式位移传感器主要由电阻元件、骨架及电刷等组成。根据滑动 触头·运动方式的不同，电位器式位移传感器分为直线型和旋转型两种。
式中，A 为常数。
根据码盘上透光区域与不透光区域分布的不同，光电编码器又可分为 相对式（增量式）和绝对式两种类型。
1）相对式光电编码器
测量旋转运动最常见的传感器是相对式光电编码器，其圆形码盘（见图4-9）上的 透光区与不透光区相互间隔，均匀分布在码盘边缘，分布密度决定测量的解析度。在 码盘两边分别装有光源及光敏元件。
1.2 速度传感器
1．测速发电机
测速发电机是一种模拟式速度传感器，它实际上是一台小型永磁式直流发电机，其 结构原理如图4-13所示。
图4-13 直流输出测速发电机结构原理图
当通过线圈的磁通量恒定时，位于磁场中的线圈旋转使线圈两端产生的电压 u（感应电动势） 与线圈（转子）的转速 成正比，即
u A
1）模拟方式
在模拟方式下，必须有一个频率/电压（F/V）变换器，用来将编码器测得的脉冲 频率转换成与速度成正比的模拟电压，其原理如图4-14所示。F/V变换器必须有良好 的零输入、零输出特性和较小的温度漂移才能满足测试要求。
图4-14 模拟方式的相对式光电编码器测速
2）数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方式
数字方式测速是利用数学方式通过计算软件计算出速度。角速度是转角对时间的一阶导数，
工业机器人基础
工业机器人内部传感器
1.1 位移传感器
1．电位器式位移传感器
电位器式位移传感器一般用于测量工业机器人的关节线位移和角位移，是 位置反馈控制中必不可少的元件，它可将机械的直线位移或角位移输入量转 换为与其成一定函数关系的电阻或电压输出。
电位器式位移传感器主要由电阻元件、骨架及电刷等组成。根据滑动 触头·运动方式的不同，电位器式位移传感器分为直线型和旋转型两种。
式中，A 为常数。
机器人传感器(1)资料
第
机器人传感器概述
二
章
内传感器
机
外传感器
器
人Байду номын сангаас
传感器的性能指标
传
感
多传感器信息融合技术
器 小结
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
一、机器人传感器概述 1、传感器的定义和组成
(1)机器人传感器可狭义的定义为：“将外界 的输入信号变换为电信号的一类元件。”如下 图所示：
来自外界的信号 传感器 电信号
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
传感器与感知
感知任务: 获取(感知)自身状态或环境的信息 传 感 器: 用于定量感知自身状态或
环境特定物质属性的
电子/机械/化学设备
感知在移动机器人系统中的地位
定位
建 模
感知
位置地图
环 境
认知
规 划
控制
传感器与感知
感知功能特征
人类/生物感知器官
- 视觉: 眼 (光信息感知, 光) - 听觉: 耳 (声响信息感知, 声音) - 触觉: 皮肤 (物理信息感知, 热) - 嗅觉: 鼻 (气味信息感知, 化学) - 味觉: 舌 (液味信息感知, 化学)
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
一、机器人传感器概述
1、传感器的定义和组成 （2）传感器一般由敏感元件、转换部分组成：
➢ 敏感元件（Sensitive element）：直接感受 被测量，并输出与被测量成确定关系的某一 物理量的元件。
➢ 转换部件（Transducer）：以敏感元件的输 出为输入，把输入转换成电路参数。
试着想想对应 的传感器
传感器与感知
人所不及的传感能力
机器人传感器概述
二
章
内传感器
机
外传感器
器
人Байду номын сангаас
传感器的性能指标
传
感
多传感器信息融合技术
器 小结
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
一、机器人传感器概述 1、传感器的定义和组成
(1)机器人传感器可狭义的定义为：“将外界 的输入信号变换为电信号的一类元件。”如下 图所示：
来自外界的信号 传感器 电信号
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
传感器与感知
感知任务: 获取(感知)自身状态或环境的信息 传 感 器: 用于定量感知自身状态或
环境特定物质属性的
电子/机械/化学设备
感知在移动机器人系统中的地位
定位
建 模
感知
位置地图
环 境
认知
规 划
控制
传感器与感知
感知功能特征
人类/生物感知器官
- 视觉: 眼 (光信息感知, 光) - 听觉: 耳 (声响信息感知, 声音) - 触觉: 皮肤 (物理信息感知, 热) - 嗅觉: 鼻 (气味信息感知, 化学) - 味觉: 舌 (液味信息感知, 化学)
南京大学金陵学院信息科学与工程学院智能机器人实验室
一、机器人传感器概述
1、传感器的定义和组成 （2）传感器一般由敏感元件、转换部分组成：
➢ 敏感元件（Sensitive element）：直接感受 被测量，并输出与被测量成确定关系的某一 物理量的元件。
➢ 转换部件（Transducer）：以敏感元件的输 出为输入，把输入转换成电路参数。
试着想想对应 的传感器
传感器与感知
人所不及的传感能力
机器人技术基础课件第六章 机器人传感器
物理量
电量
目前，传感器转换后的信号大多为电信号。 因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信 号转换成电信号的装置。
6.1 机器人传感器概述
6.1.1 传感器的基本概念
2、传感器的组成
传感器一般由敏感元件、转换部分组成
基
被 测 量
敏 感 元 件
转 换 元 件
本 转 换 电
电 信 号
路
6.1 机器人传感器概述
6.2 内传感器
增量式编码器
6.2.1 位移（位置）传感器
（1）信号性质
输出信号为一串脉冲，每一个脉
冲对应一个分辨角，对脉冲进行计 数N，就是对 的累加，即，角位移 ＝N。
如： ＝0.352，脉冲N＝1000，
则：
＝ 0.352×1000＝ 352
增量式编码器的信号性质
6.2 内传感器
增量式编码器
6.2 内传感器
6.2.1 位移（位置）传感器
2、光电编码器
光电编码器是角度（角速度）检测装置，通过光 电转换，将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲 数字量的传感器。具有体积小，精度高，工作可靠 等优点，应用广泛。
编码器
6.2 内传感器
6.2.1 位移（位置）传感器
2、光电编码器
轴式
套式
电信号
二进制编码
• 满足机器人控制的要求 • 满足机器人自身安全和机器人使用者的安全性要求
6.1 机器人传感器概述
6.1.4 机器人传感器的分类
1)按被测物理量分类 常见的被测物理量
机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度, 旋转角,转数,质量,重量,力,力矩;
热工量:温度、热量、比热容、热流、 热 分布、压力（压强）、压差、真空度、流 量、流速、物位、 液位、界面、噪声
机器人传感器
❖ 目前的压觉传感器主要是分布式压觉传感器，
即通过把分散敏感元件排列成矩阵式格子来设 计的。 ❖ 导电橡胶、感应高分子、应变计、光电器件和 霍尔元件常被用敏感元件阵列单元。
00:47
压觉传感器原理
❖ 这种传感器是对小型线性调整器的改进。 ❖ 在调整器的轴上安装了线性弹簧。一个传感器有l0mm的有效行
00:47
力觉ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ 力觉传感器的作用 ❖ 关节力传感器 ❖ 腕力传感器 ❖ 基座力传感器
00:47
力觉传感器的作用
1. 感知是否夹起了工件或是否夹持在正确部位； 2. 控制装配、打磨、研磨抛光的质量； 3. 装配中提供信息、以产生后续的修正补偿运
动来保证装配质量和速度 4. 防止碰撞、卡死和损坏机件。
“电脑化”是这代机器人的重要标志。
00:47
机器人传感器的分类
❖ 机器人传感器可分为内部检测传感器及外界检测传感 器两大类。
❖ 内部检测传感器是以机器人本身的坐标轴来确定其位 置，是安装在机器人自身中用来感知它自己的状态， 以调整并控制机器人的行动。它通常由位置、加速度、 速度及压力传感器组成。
❖ 外界检测传感器用于机器人对周围环境、日标构的状
00:47
机器人传感器
00:47
目录
❖ 概述 ❖ 触觉传感器 ❖ 接近觉传感器 ❖ 视觉传感器 ❖ 听觉、嗅觉、味觉及其他传感器
小结
00:47
概述
❖ 机器人与传感器 ❖ 机器人传感器分类
00:47
机器人与传感器 ❖ 机器人及机器人传感器的定义 ❖ 机器人的发展历史
00:47
机器人及机器人传感器的定义
人工皮肤触觉传感器的研究重点
00:47
即通过把分散敏感元件排列成矩阵式格子来设 计的。 ❖ 导电橡胶、感应高分子、应变计、光电器件和 霍尔元件常被用敏感元件阵列单元。
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压觉传感器原理
❖ 这种传感器是对小型线性调整器的改进。 ❖ 在调整器的轴上安装了线性弹簧。一个传感器有l0mm的有效行
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力觉ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
❖ 力觉传感器的作用 ❖ 关节力传感器 ❖ 腕力传感器 ❖ 基座力传感器
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力觉传感器的作用
1. 感知是否夹起了工件或是否夹持在正确部位； 2. 控制装配、打磨、研磨抛光的质量； 3. 装配中提供信息、以产生后续的修正补偿运
动来保证装配质量和速度 4. 防止碰撞、卡死和损坏机件。
“电脑化”是这代机器人的重要标志。
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机器人传感器的分类
❖ 机器人传感器可分为内部检测传感器及外界检测传感 器两大类。
❖ 内部检测传感器是以机器人本身的坐标轴来确定其位 置，是安装在机器人自身中用来感知它自己的状态， 以调整并控制机器人的行动。它通常由位置、加速度、 速度及压力传感器组成。
❖ 外界检测传感器用于机器人对周围环境、日标构的状
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机器人传感器
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目录
❖ 概述 ❖ 触觉传感器 ❖ 接近觉传感器 ❖ 视觉传感器 ❖ 听觉、嗅觉、味觉及其他传感器
小结
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概述
❖ 机器人与传感器 ❖ 机器人传感器分类
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机器人与传感器 ❖ 机器人及机器人传感器的定义 ❖ 机器人的发展历史
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机器人及机器人传感器的定义
人工皮肤触觉传感器的研究重点
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工业机器人外部传感器
图4-27 超声波式接近觉传感器工作原理图
被测距离L有：
L VT 2
1.4 视觉传感器
1．视觉传感器概述
视觉传感器又称为摄像管，它是采用光电转换原理摄取平面光学图像，并 使其转换为电子图像信号的器件。
视觉传感器必须具备两个作用：一是将光信号转换为电信号；二 是将平面图像上的像素进行点阵取样，并把这些像素按时间取出。
视觉传感器在工业机器人中的应用类型大致可以分为三类，即视 觉检验、视觉导引和过程控制；其应用领域包括电子工业、汽车工 业、航空工业以及食品和制药等。
2．光导摄像管
如图4-29（a）所示，光导摄像管外面有一圆柱形玻璃外壳2，内部有位于一端 的电子枪7以及位于另一端的屏幕1和光敏层3。加在线圈6，9上的电压将电子束聚 焦并使其偏转。偏转电路驱使电子束对光敏层的内表面扫描以便“读取”图像。
图4-24 振动式滑觉传感器
1.3 接近觉传感器
接近觉传感器是工业机器人用来探测自身与周围物体之间相对位置或距离的一 种传感器，它探测的距离一般在几毫米到十几厘米之间。接近觉传感器按照转换原 理的不同，可分为电涡流式、光纤式和超声波式等类型。
1．电涡流式接近觉传感器
当导体在一个不均匀的磁场中运动或处于一个交变磁场中时，其 内部便会产生感应电流。这种感应电流称为电涡流，这一现象称为电 涡流现象，电涡流式接近觉传感器便是利用这一原理制作的。
（a）结构
（b）电子束扫描方式 图4-29 光导摄像管
1—屏幕；2—玻璃外壳；3—光敏层；4—网格；5—电子束； 6—光束聚焦线圈；7—电子枪；8—引脚；9—光束偏转线圈
3．CCD传感器
CCD传感器与一般摄像管相比，具有重量轻、体积小、寿命长、功耗低等优点， 它使用一种高感光度的半导体材料制成，能将光线转变成电荷，通过模/数转换器 转换成数字信号。数字信号经过压缩以后的数据传输至计算机，并借助于计算机的 处理手段，根据任务需要反馈给执行器。
工业机器人传感器概述
5．重复性
重复性是指传感器在其输入信号按同一方式进行全量程连续多次测量 时，相应测量结果的变化程度。对于多数传感器来说，重复性指标优于精 度指标。这些传感器的精度指标不一定很高，但只要它的温度、湿度、受 力条件和其他参数不变，传感器的测量结果也没有较大的变化。同样，传 感器重复性也应考虑使用条件和测量方法的问题。
4．重量轻、体积小
对于安装在工业机器人臂部等运动部件上的传感器，重量要轻， 否则会加大运动部件惯性，影响机器人的运动性能。对于工作空间 受到某种限制的机器人，体积和是否安装方便的要求也是必不可少 的。
工业机器人基础
对被测量物定向、定位； 目标分类与识别； 控制操作； 抓取物体； 检查产品质量； 适应环境变化； 修改程序
1.2 传感器的性能指标
1．灵敏度
灵敏度是指传感器的输出信号达到稳定时，输出信号变化 y 与输入信号变化 x 的比值。假如 传感器的输出和输入呈线性关系，其灵敏度可表示为
S y x
式中，S 为传感器的灵敏度； y 为传感器输出信号的增量； x 为传感器输入信号的增量。
分类
内部 传感器
视觉
外部 传感器
非视觉
类别 位移 速度 加速度 力 姿态角
单点视觉 线阵视觉 平面视觉 立体视觉 接近（距离）觉
温度 接触觉
滑觉测机器人自身状态，如 自身的运动、位置和姿态等 信息
控制机器人按规定的位置、 速度、加速度、轨迹和受力状 态等工作
检测外部状况，如作业中 对象或障碍物状态以及工业 机器人与环境的相互作用信 息，使机器人适应外界环境 的变化
图4-2 传感器的线性度
3．精度
精度是指传感器的测量输出值与实际被测量值之间的误差。在工业机器人系统设 计中，应该根据系统的工作精度要求选择合适的传感器精度。
重复性是指传感器在其输入信号按同一方式进行全量程连续多次测量 时，相应测量结果的变化程度。对于多数传感器来说，重复性指标优于精 度指标。这些传感器的精度指标不一定很高，但只要它的温度、湿度、受 力条件和其他参数不变，传感器的测量结果也没有较大的变化。同样，传 感器重复性也应考虑使用条件和测量方法的问题。
4．重量轻、体积小
对于安装在工业机器人臂部等运动部件上的传感器，重量要轻， 否则会加大运动部件惯性，影响机器人的运动性能。对于工作空间 受到某种限制的机器人，体积和是否安装方便的要求也是必不可少 的。
工业机器人基础
对被测量物定向、定位； 目标分类与识别； 控制操作； 抓取物体； 检查产品质量； 适应环境变化； 修改程序
1.2 传感器的性能指标
1．灵敏度
灵敏度是指传感器的输出信号达到稳定时，输出信号变化 y 与输入信号变化 x 的比值。假如 传感器的输出和输入呈线性关系，其灵敏度可表示为
S y x
式中，S 为传感器的灵敏度； y 为传感器输出信号的增量； x 为传感器输入信号的增量。
分类
内部 传感器
视觉
外部 传感器
非视觉
类别 位移 速度 加速度 力 姿态角
单点视觉 线阵视觉 平面视觉 立体视觉 接近（距离）觉
温度 接触觉
滑觉测机器人自身状态，如 自身的运动、位置和姿态等 信息
控制机器人按规定的位置、 速度、加速度、轨迹和受力状 态等工作
检测外部状况，如作业中 对象或障碍物状态以及工业 机器人与环境的相互作用信 息，使机器人适应外界环境 的变化
图4-2 传感器的线性度
3．精度
精度是指传感器的测量输出值与实际被测量值之间的误差。在工业机器人系统设 计中，应该根据系统的工作精度要求选择合适的传感器精度。
机器人传感器PPT课件
33
.》》
6.1.6 传感器的发展方向
1. 新型传感器的开发 鉴于传感器的工作机理是基于各种效应和定律，
由此启发人们进一步发现新现象、采用新原理、开 发新材料、采用新工艺，并以此研制出具有新原理 的新型物性型传感器，这是发展高性能、多功能、 低成本和小型化传感器的重要途径。总之，传感器 正经历着从以结构型为主转向以物性型为主的过程。
W
2
❖ 3.莫尔条纹具有平均光栅误差的作用。
41
.》》
1）. 光栅位移传感器
通过光电元件，可将莫尔条纹移动时光强的变化转换为近 似正弦变化的电信号，如图所示。
U
Um
U0
o
W/2
W
3W/2 2W
x
其电压为： UU0Umsin 2 W x
42
.》》
1）. 光栅位移传感器
将此电压信号放大、整形变换为方波，经微分转换为 脉冲信号，再经辨向电路和可逆计数器计数，则可用数字 形式显示出位移量，位移量等于脉冲与栅距乘积。测量分 辨率等于栅距。
旋转角、偏转角、角振动等 速度、振动、流量、动量等
转速、角振动等 振动、冲击、质量等
角振动、扭矩、转动惯量等
力 压力 时间 频率
温度 光
重量、应力、力矩等 周期、记数、统计分布等 热容量、气体速度、涡流等 光通量与密度、光谱分布等
13
.》》
电容法测位移
14
.》》
电感法测厚度
15
.》》
霍尔法计数
45
.》》
2）、感应同步器
2.感应同步器的工作原理 ❖ 在滑尺的绕组中，施加频率为f（一般为2~10kHz）的交
变电流时，定尺绕组感应出频率为f的感应电动势。感应电动 势的大小与滑尺和定尺的相对位置有关。 ❖ 设正弦绕组供电电压为Us，余弦绕组供电电压为Uc，移动 距离为x，节距为T，则正弦绕组单独供电时，在定尺上感应 电势为
机器人传感器的分类
机器人传感器的分类一、激光传感器激光传感器是机器人中常用的一种传感器，它利用激光束来测量目标物体的位置和距离。
激光传感器通过发射激光束并接收反射回来的光信号来实现测距和测量目标物体的形状和位置。
激光传感器广泛应用于机器人导航、障碍物检测、三维重建等领域。
二、摄像头传感器摄像头传感器是机器人中常见的一种传感器，它可以捕捉和记录环境中的图像和视频。
摄像头传感器可以用于视觉导航、目标识别、人脸识别等任务。
通过分析摄像头传感器捕捉到的图像和视频，机器人可以获取环境信息，从而做出相应的决策和行动。
三、触觉传感器触觉传感器是机器人中用于感知和测量物体接触力和变形的传感器。
触觉传感器可以通过测量物体的压力、形变、温度等参数来感知物体的状态。
触觉传感器广泛应用于机器人抓取、物体识别、力控制等领域。
四、声音传感器声音传感器是机器人中用于感知和识别声音的传感器。
声音传感器可以通过捕捉环境中的声音信号来判断声源的位置、音量、频率等信息。
声音传感器广泛应用于语音识别、环境监测、声音定位等任务。
五、气体传感器气体传感器是机器人中用于感知和检测气体浓度和成分的传感器。
气体传感器可以检测环境中的有害气体、温室气体等，帮助机器人判断环境是否安全和适宜。
气体传感器广泛应用于环境监测、气体泄漏检测、空气质量监测等领域。
六、温湿度传感器温湿度传感器是机器人中用于感知和测量环境温度和湿度的传感器。
温湿度传感器可以帮助机器人判断环境是否适宜，从而做出相应的调整和决策。
温湿度传感器广泛应用于农业、气象、室内环境监测等领域。
七、距离传感器距离传感器是机器人中用于测量目标物体与机器人之间距离的传感器。
距离传感器可以通过测量光、声波、电磁波等的传播时间或强度来计算距离。
距离传感器广泛应用于机器人导航、避障、物体检测等任务。
八、惯性传感器惯性传感器是机器人中用于感知和测量机器人姿态和运动状态的传感器。
惯性传感器可以测量机器人的加速度、角速度和方向等参数。
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外部传感器
压阻效应 半导体材料受到外力作用时电阻率会发生变化。原因是 外力作用使原子点阵排列发生变化，晶格间距的改变使禁带 宽度变化，导致载流子迁移率及浓度变化，即电阻率发生变 化。 压电效应 外力沿压电材料特定晶向作用使晶体产生形变，在相应 的晶面上将产生电荷，去掉外力后压电材料又重回不带电状 态，这种由外力作用产生电极化的现象叫正压电效应。 逆压电效应：压电效应是可逆的。在压电材料特定晶向 施加电场时，不仅有极化现象发生，还特产生机械形变。去 掉电场，应力和形变也随之消失，这种现象称作逆压电效应。
机器人传感器（一）
内容简介
1，机器人简介 2，传感器的分类 3，内部传感器4，外部传感器 Nhomakorabea器人简介
第一代机器人：不具有感知和反馈，示教再现型 第二代机器人：对外界环境有一定感知能力，具有视觉、触 觉、听觉等功能。 第三代机器人：智能机器人，具有感觉能力，有记忆、推理 和决策的能力，有与外部世界——对象、环境和人相适应、 相协调的工作机能。 为了检测作业对象、环境或机器人与它们的关系，在机器人 上安装了触觉、视觉、力觉、接近觉、超声波等传感器，进 行定位和控制，实现类似人类感知作用。 机器人传感器是指机器人对内外部环境感知的物理量变换为 电量输出的装置。
内部传感器
二、速度传感器 速度传感器：测量机器人关节速度。
测速发电机、增量光电编码器。 测速发电机：把机械转速变换成电压信号，输出电压与输 入的转速成正比。 u = K*n K是常数
直流测速发电机的结构原理 1—永久磁铁；2—转子线圈；3—电刷；4—整流子
外部传感器
外部传感器用来检测机器人所处环境及目标状况， 从而使得机器人能够与环境发生交互作用并对环境具有 自我校正和适应能力。 如：是什么物体，离物体的距离有多远，抓取的物 体是否滑落等。 广义来看，机器人外部传感器就是具有人类五官的 感知能力的传感器。
外部传感器
六维腕力传感器
具有八个窄长的弹性梁，每个梁只传递力。
梁的另一头贴有应变片。图中从Px+到Qy-代表了8根应变梁的变 形信号的输出。
光电编码器由光栅盘和光电检测装置组成。
常见的光电编码器由光栅盘，发光元件和光敏元件组成。
内部传感器
光电码盘随电动机转动，输 出脉冲信号。根据旋转方向 用计数器对输出脉冲计数就 能确定电动机的位移或转速。
根据其刻度方法及信号输出 形式，分为增量式、绝对式 以及混合式三种。 透明圆盘上设置n条同心圆环， 对环带进行二进制编码。
电机
角度传感器
多指协调控制 抓取规划
通过从结构与功能上模仿人手，实现对各种形 状物体的灵巧操作，精确的力控制与运动控制
内部传感器
机器人内传感器包括位移（位置）传感器、速度、 加速度传感器等。
一、位置传感器
1.电位器式位移传感器
直线电位器和圆形电位器，用作直线位移和角位移 传感器。
电位器式位移传感器结构简单，性能稳定可靠，精 度高，较方便地选择其输出信号范围。
传感器的分类
位置传感器 速度传感器 内部传感
内传感器用于测量 机器人自身状态
接触和视觉传感器 接近觉传感器 视觉传感器
加速度传感器
力和压力传感器
控制器
外部传感
微动开关
机器 人
测量与机器人作业有 关的外部环境
超声波传感器 红外传感器 语音合成器
传感器的分类
三个手指 3个关节 复合触觉传感器
多指多关节 灵巧机械手
外部传感器
热释电效应
在既无外电场也无外力作用时，电石、水品等晶体材料 受温度变化的影响，其品格的原子排列发生变化，也能 产生自发极化。这是由于当环境温度变化时，晶体的热 膨胀和热振动状态发生变化，在晶面上将产生电荷，表 现出自发极化现象，称作热释电效应。
外部传感器
力觉传感器
力觉是指对机器人的指、肢和关节等运动中所受力的感知。
主要包括腕力、关节力、指力和支座力传感器，是机器人 重要的传感器之一。
关节力传感器:测量驱动器本身的输出力和力矩，用于控 制中的力反馈。
腕力传感器：测量作用在末端执行器上的各向力和力矩。
指力传感器：测量夹持物体手指的受力情况。
力觉传感器主要使用的元件是电阻应变片。
十字梁腕力传感器 日本大和制衡株式会社林纯一研制的腕力传感器。整体轮 辐式结构，传感器在十字梁与轮缘联结处有一个柔性环节， 在四根交叉梁上共贴有32个应变片（图中小方块），组成 8路全桥输出 。
外部传感器
光电效应 物质在光照作用下释放电子的现象称为光电效应，释放 的电子叫光电子，光电子在外电场作用下形成的电流叫 光电流。由实验发现的光电效应的规律是光电流大小与 入射光频率有关，当入射光频率低于某一极限频率时， 将不产生光电效应。只有当入射光频率高于极限额串时， 光电流的大小才与入射光强度成正比。
内部传感器
电位器式位移传感器的可动电 刷与被测物体相连。物体的位 移引起电位器移动端的电阻变 化。阻值的变化量反映了位移 的量值，阻值的增加还是减小 则表明了位移的方向。
内部传感器
旋转型电位器式位移传感器
直线型电位器式位移传感器
内部传感器
2. 编码式位移传感器 —— 光电编码器 光电编码器是角度（角速度）检测装置，通过光电转换， 将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲数字量的传感器。 具有体积小，精度高，工作可靠等优点，应用广泛。 一般装在机器人各关节的转轴上，用来测量各关节转轴转 过的角度。