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科学观察|机器人是由什么控制的？传感器可以分为几种？有何区别？


机器人是由计算机控制的复杂机器,它具有类似人的肢体及感官功能,动作程序灵活,有一定程度的智能性,在工作时可以不依赖人的操纵 。 机器人传感器在机器人的控制中起到了非常重要的作用,正因为有了传感器,机器人才具备了类似人类的知觉功能和反应能力 。 机器人传感器根据检测对象的不同可分为内部传感器和外部传感器 。
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①内部传感器:用来检测机器人本身状态(如手臂间角度)的传感器,多为检测位置和角度的传感器 。 ②外部传感器:用来检测机器人所处环境(如是什么物体,离物体的距离有多远等)及状况(如抓取的物体是否滑落)的传感器 。 具体有物体识别传感器、物体探伤传感器、嗅觉传感器、距离传感器、力觉传感器、听觉传感器等 。 传感器是用来检测机器人自身的工作状态,以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件,能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置 。
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为了实现在复杂、动态及不确定性环境下的自主性,各国研制人员逐渐将视觉、听觉、压觉、热觉、力觉传感器等多种不同功能的传感器合理地组合在一起,形成机器人的感知系统,为机器人提供更为详细的外界环境信息,进而促使机器人对外界环境变化做出实时、准确、灵活的行为响应 。 如今触觉传感器、视觉传感器、倾角传感器(或倾角模块)、力觉传感器、嗅觉传感器、超声波传感器和听觉传感器等多类型传感器已普遍应用于机器人上 。 这些传感器使得机器人更具有感知功能,能够实现更加复杂的分析和更好地完成工作,大大改善了机器人工作的状况 。
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触觉传感器属于一流的现代传感器,这类传感器可以现场解决对夹持力和表面的监控,它能够在识别物体的同时以高灵敏度夹持物体 。 触觉传感器可以协助机器可靠安全地处理不同几何形状的易碎组件,还可以协助和连接变化的对象 。 未来,触觉传感器将在服务型机器人领域扮演越来越重要的角色,它们使夹持手转变为灵敏的手,可高效应用于复杂和无序的环境中 。 目前,工业自动化的力矩传感器能够以所有6个自由度测量力量和时间 。 第6个轴配备了机器人控制界面,因此连接大幅简化 。
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该高精准传感器以7000Hz的频率高速输出数据,遵循5个通信协议(Ethernet、Ethernet/IP、DeviceNet、Profinet和一个CAN-Bus接口),通过LAN实现远程控制,并且具有独一无二的接口兼容性,可以通过网页界面进行配置 。 它可以应用到产品测试、机器人组装、加工任务(如打磨和抛光)、机器人手术,以及康复和神经学等其他领域;该传感器也支持高度动态控制观念,因此可以用于自动化复杂装配、加工和完成过去人工或利用复杂的特殊机器才能完成的任务 。
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目前,使多传感器信息融合体系化尚有困难,而且缺乏理论依据 。 多传感器信息融合的理想目标应是人类的感觉、识别、控制体系,但由于对后者尚无一个明确的工程学阐述,所以机器人传感器融合体系要具备什么样的功能尚是一个模糊的概念 。 相信随着机器人智能水平的提高,多传感器信息融合理论和技术将逐步完善和系统化 。
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【科学观察|机器人是由什么控制的？传感器可以分为几种？有何区别？】


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