机器人传感器机器人传感器及机器人应用主讲周兰-引言给机器人装备什么样的传感器对这些传感器有什么要求这是设计机器人感觉系统时遇到的首要问题。-一机器人需要的感觉能力1触觉能力主要指确定工作对象是否存在以

机械电子是工程科学中的一个跨学科专业，在机械制造、电子工程和计算机科学等学科的基础上建立起来的。必须继续结合这些传统学科的方法和工具，才能继续发展机械电子的产品、系统和制造方式。只有这样，才有可能将传感器、执行元件和信息处理融和在一个机械设计中，从而使用其产生的协同工作效果。

机器人传感器技术 作者 指导教师 摘要：随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越 重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组 成，其重要性变得越来越明显。机器人传感器由普通的人类5大感觉器官：视觉 嗅觉 触觉 听觉 味觉向特殊的传感器发展如呼吸传感器、电极传感器。传感器的应用领域从工业、医疗 、科学等涉及到生活的方方面面。 关键词：传感器：视觉：嗅觉：触觉：呼吸传感器：电极传感器 Robot Sensor Technology Wang Lin Wang Xiaoxuan of instructor Abstract: With the increased ability of these systems as front-end data acquisition system and sensors, an increasingly important role. Automation systems and sensors has become a key component in robotics as a syst

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执行机构--实现预期的动作或操作；相当于人的肢体。 驱动装置--为执行机构提供动力；相当于人的肌肉、筋络。 控制系统--进行任务及信息处理，并给出控制信号；相当于人的大脑和小脑。 感知反馈系统--检测执行机构位置、速度等信息以及机器人所处的环境信息；相当于人的感官和神经。 机 器 人 执行机构 驱动装置 控制系统 感知系统 手部 腕部 臂部 腰部 电驱动装置 液压驱动装置 气压驱动装置 处理器 关节伺服控制器 内部传感器 外部传感器 基 座 (固定或移动) 　　1. 第一代机器人 英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作。 因未采用传感器，第一代机器人不具有感知和反馈能力。 　　2. 第二代机器人 第二代机器人是有感觉的机器人：它们对外界环境有一定感知能力，即具有听觉、视觉、触觉等功能。机器人工作时，根据感觉器官即传感器获得的信息，灵活调整自己的工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。如：有触觉的机械手可轻松自如地抓取鸡蛋，具有嗅觉的

二、课程设计---课程安排 教学内容 理论课 实训课 地砖铺贴机器人压力觉传感器系统 6 2 地砖铺贴机器人位置觉传感器系统 6 2 传感器系统物料温湿度传感器系统 6 2 室内喷涂机器人料位监控传感器系统 6 4 室内喷涂机器人接近觉传感器系统 6 4 室内喷涂机器人避障传感器系统 4 2 楼层清理机器人视觉传感器系统 2 2 总计 36 18 二、课程设计---智慧职教信息化教学 课堂讨论、学生互评等实现任务评价 职教云发布预习文件，实现课前准备 直播实现知识回顾、任务引入 仿真平台、直播教学、在线投票等实现任务实施 发布作业实现课后复习、任务提升 二、课程设计---智慧职教信息化教学 签到 一键签到或手势签到 测验 从课程内容中选择自测题进行课堂测验，可实时查看作答情况 讨论 从课程内容中选择讨论，可实时查看回复情况 课堂表现 摇手机抽学生回答问题 头脑风暴 发布一个主题，可实时查看学生回复情况 提问 拍照发布选择题/判断题/主观题 评价 下课前，学生对本节课做一个简单的评价（5颗星加评语） 二、课程设计---智慧职教信息化教学 * * 《机器人传感器与检测技术》导学 基本内容：

1．按工作机理分类：根据物理和化学等学科的原理、规律和效应进行分类 2．按被测量分类：根据输入物理量的性质进行分类。 3．按敏感材料分类：根据制造传感器所使用的材料进行分类。可分为半导体传感器、陶瓷传感器等。 传感器的分类 基本物理量 派生物理量 位移 线位移 长度、厚度、应变、振动、磨损、不平度等 角位移 旋转角、偏转角、角振动等 速度 线速度 速度、振动、流量、动量等 角速度 转速、角振动等 加速度 线加速度 振动、冲击、质量等 角加速度 角振动、扭矩、转动惯量等 力 压力 重量、应力、力矩等 时间 频率 周期、记数、统计分布等 温 度 热容量、气体速度、涡流等 光 光通量与密度、光谱分布等 机器人传感器与检测技术 机器人传感器与检测技术 * * 机器人传感器 与检测技术 项目一 自动测控系统与机器人传感器基础 学习内容 1.传感器的定义 2.传感器的组成 3.传感器的分类 将被测非电量信号转换为与之有确定对应关系电量输出的器件或装置叫做传感器，也叫变换器、换能器或探测器。 传感器的定义 * 传感器的组成 敏感元件 辅助电路 传感元件 被测 非电量 有用 非电量 有 用电 量 信号

（1） （2） （3） 三种形式所呈现的非线性程度 图 三种特殊形式的特性曲线 2.灵敏度：在稳态下输出增量与输入增量的比值： 对线性传感器，其灵敏度就是它的静态特性的斜率： 非线性传感器灵敏度是一个变量，只能表示传感器在某一工作点的灵敏度。 3.重复性： 输入量按同一方向作全程多次测试时，所得特性曲线不一致的程度。 图 重复性 y x 0 ?Rmax2 ?Rmax1 3.重复性： 4.迟滞（回差滞环）现象： 表明传感器在 正向行程和反 向行程期间， 输出-输入特性 曲线不重合的 程度。 ΔH 0 x y yFS xFS 图 迟滞特性 机器人传感器与检测技术 机器人传感器与检测技术 * * 机器人传感器 与检测技术 项目一 自动测控系统与机器人传感器基础 1.传感器的静态特性 学习内容 传感器的基本特性 静态特性 1．线性度： 输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。又称非线性误差。可用下式表示: ?max—输出量与输入量实际曲线与拟合直线之间的最大偏差 yFS—输出满量程值 传感器的静态模型有三种有用的特殊形式： （1） 理想的线性特性 （2） 仅有偶次非线性项 （3） 仅有

主式移动机器人系统是指根据指令任务及环境信息进行自主路径规划，并且在任务执行过程中不断采集局部环境信息，做出决策，从而实现安全行驶并准确到达目标地点的智能系统。本文以LPC2119为控制核心，介绍了一种轮式移动机器人的设计方案。该机器人系统应用超声传感器、光敏传感器、碰撞传感器采集外部环境信息，采用PTR2000实现移动机器人与计算机通信，从而实现现场信息的反馈和计算机控制命令的发送。