《機(jī)器人傳感技術(shù)》PPT課件

1、 第六章第六章 機(jī)器人傳感器機(jī)器人傳感器Sensors for Industrial Robot 1;.機(jī)器人傳感器用途機(jī)器人傳感器用途:獲取信息獲取信息,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化類型：類型：內(nèi)部傳感器內(nèi)部傳感器:完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)所必須的傳感器完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)所必須的傳感器位置傳感器、速度傳感器等。位置傳感器、速度傳感器等。外部傳感器外部傳感器取決于機(jī)器人完成的任務(wù)。取決于機(jī)器人完成的任務(wù)。力覺傳感器、觸覺傳感器、接近覺傳感器、視覺傳感器。力覺傳感器、觸覺傳感器、接近覺傳感器、視覺傳感器。2;.3;.電阻式傳感器電阻式傳感器-A 、B 接入直流電，設(shè)接入直流電，設(shè)A 端為正，引出端為正，引

2、出C 端，端，C 端滑動(dòng)，電阻變端滑動(dòng)，電阻變化，因此電壓變化化，因此電壓變化61 位置或位移傳感器位置或位移傳感器一一 、電位器、電位器1、電位器原理結(jié)構(gòu)、電位器原理結(jié)構(gòu)繞線電阻式直線電位器繞線電阻式直線電位器4;.旋轉(zhuǎn)電位器旋轉(zhuǎn)電位器:一般測(cè)量角位移，通過齒輪齒條可測(cè)量線位移。一般測(cè)量角位移，通過齒輪齒條可測(cè)量線位移。5;.繞線電位器繞線電位器:受繞線寬度影響，精受繞線寬度影響，精度不高度不高,滑動(dòng)時(shí)有噪音?；瑒?dòng)時(shí)有噪音。導(dǎo)電塑料電位器導(dǎo)電塑料電位器:廣泛采用廣泛采用,分分辨率高辨率高 6;.雙極電壓電位計(jì)雙極電壓電位計(jì)中點(diǎn)中點(diǎn)動(dòng)觸頭動(dòng)觸頭7;.3、電位器實(shí)例、電位器實(shí)例電液伺服驅(qū)動(dòng)電液伺

3、服驅(qū)動(dòng)動(dòng)觸頭動(dòng)觸頭-步進(jìn)控制步進(jìn)控制電位器與齒輪固連電位器與齒輪固連8;.二、絕對(duì)式光學(xué)編碼器二、絕對(duì)式光學(xué)編碼器1、概述、概述組成：旋轉(zhuǎn)盤、光源、狹縫板、光電傳感器組成：旋轉(zhuǎn)盤、光源、狹縫板、光電傳感器(光電二極管、光電晶體管光電二極管、光電晶體管 )9;.2、二進(jìn)制碼盤、二進(jìn)制碼盤自然四位二進(jìn)制碼盤。自然四位二進(jìn)制碼盤。 能代表能代表16個(gè)位置。分辨率為個(gè)位置。分辨率為 。大型碼盤是大型碼盤是10到到20圈。分辨率為圈。分辨率為 到到 425 .222/36043515. 02/360100003433. 02/3602010;.3、格雷、格雷Gray碼盤碼盤 二進(jìn)制高位變，低位也變，變化

4、位數(shù)不定。格雷碼進(jìn)位時(shí)只有一位變化。超過兩位二進(jìn)制高位變，低位也變，變化位數(shù)不定。格雷碼進(jìn)位時(shí)只有一位變化。超過兩位變化有錯(cuò)，糾錯(cuò)。變化有錯(cuò)，糾錯(cuò)。計(jì)算機(jī)內(nèi)部存有格雷碼與自然二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換表計(jì)算機(jī)內(nèi)部存有格雷碼與自然二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換表11;.12;.4、絕對(duì)編碼器特點(diǎn)、絕對(duì)編碼器特點(diǎn) 記錄機(jī)器人關(guān)節(jié)絕對(duì)位置，開機(jī)就測(cè)出各關(guān)節(jié)目前所處位置記錄機(jī)器人關(guān)節(jié)絕對(duì)位置，開機(jī)就測(cè)出各關(guān)節(jié)目前所處位置 絕對(duì)式編碼器給出的是角位置數(shù)字絕對(duì)式編碼器給出的是角位置數(shù)字 絕對(duì)式編碼器碼道多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴絕對(duì)式編碼器碼道多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴 13;.三、增量式光學(xué)編碼器三、增量式光學(xué)編碼器14;.結(jié)構(gòu)：在外側(cè)一個(gè)環(huán)帶內(nèi)

5、設(shè)置徑向黑白相間條紋。圓盤兩側(cè)分別安裝一對(duì)發(fā)光二結(jié)構(gòu)：在外側(cè)一個(gè)環(huán)帶內(nèi)設(shè)置徑向黑白相間條紋。圓盤兩側(cè)分別安裝一對(duì)發(fā)光二極管及光電二極管極管及光電二極管A。15;.原理：當(dāng)黑色條紋阻擋光線時(shí)，發(fā)光二極管輸出信號(hào)是原理：當(dāng)黑色條紋阻擋光線時(shí)，發(fā)光二極管輸出信號(hào)是0,否則是否則是1.。圓盤旋轉(zhuǎn)，。圓盤旋轉(zhuǎn)，輸出一系列脈沖與旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)。為了測(cè)量轉(zhuǎn)向，安裝第二對(duì)發(fā)光二極管及光電輸出一系列脈沖與旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)。為了測(cè)量轉(zhuǎn)向，安裝第二對(duì)發(fā)光二極管及光電二極管二極管B，B 相對(duì)于相對(duì)于A 錯(cuò)位錯(cuò)位1 /4 周期。周期。16;.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 增量式光學(xué)編碼器成本低于絕對(duì)式光學(xué)編碼器，分辨率高，但測(cè)量的是位移，增

6、量式光學(xué)編碼器成本低于絕對(duì)式光學(xué)編碼器，分辨率高，但測(cè)量的是位移，每次開機(jī)需進(jìn)行校準(zhǔn)，每次停電也須校準(zhǔn)，然后才能測(cè)量位置。每次開機(jī)需進(jìn)行校準(zhǔn)，每次停電也須校準(zhǔn)，然后才能測(cè)量位置。 17;.62 速度傳感器速度傳感器分類：模擬、數(shù)字分類：模擬、數(shù)字1、模擬式測(cè)速發(fā)電機(jī)、模擬式測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)。工作原理相同。但測(cè)速發(fā)電機(jī)必須與工作軸直流發(fā)電機(jī)。工作原理相同。但測(cè)速發(fā)電機(jī)必須與工作軸直接相連。直接相連。18;.19;.2,數(shù)字式測(cè)速系統(tǒng)數(shù)字式測(cè)速系統(tǒng) （1）普通電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量）普通電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量當(dāng)轉(zhuǎn)速很慢時(shí)，精度太低當(dāng)轉(zhuǎn)速很慢時(shí)，精度太低 20;.（2）增量式光學(xué)編碼器）

7、增量式光學(xué)編碼器可測(cè)位移，也可測(cè)速度?？蓽y(cè)位移，也可測(cè)速度。（a）模擬方式）模擬方式將碼盤的脈沖頻率轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)速成正比的模擬電壓。將碼盤的脈沖頻率轉(zhuǎn)換成與轉(zhuǎn)速成正比的模擬電壓。 需要一個(gè)頻需要一個(gè)頻 /壓轉(zhuǎn)換器（壓轉(zhuǎn)換器（F/V）。）。 21;.（b）數(shù)字方式）數(shù)字方式方法一：給定單位時(shí)間，記錄脈沖數(shù)，可以計(jì)算平均速度。單位時(shí)間越短，越能代表瞬時(shí)方法一：給定單位時(shí)間，記錄脈沖數(shù)，可以計(jì)算平均速度。單位時(shí)間越短，越能代表瞬時(shí)速度。但時(shí)間太短則記錄的脈沖可能太少而造成計(jì)算偏差大速度。但時(shí)間太短則記錄的脈沖可能太少而造成計(jì)算偏差大 22;.方法二：給定記錄脈沖數(shù)，例如兩個(gè)。測(cè)定兩個(gè)脈沖的時(shí)間。用高頻脈沖源形成門電路。方法二：給定記錄脈沖數(shù)，例如兩個(gè)。測(cè)定兩個(gè)脈沖的時(shí)間。用高頻脈沖源形成門電路。23;.設(shè)碼盤一周有設(shè)碼盤一周有1000個(gè)條紋。高頻脈沖周期個(gè)條紋。高頻脈沖周期t=0.1 ms. 碼盤轉(zhuǎn)過兩個(gè)條紋測(cè)試記錄到碼盤轉(zhuǎn)過兩