對于新一代機器人,特別是 各種移動機器人,則要求具有自校正能力和反應環境不測變化的能力。已有越來越多的機 器人具有各種外部感覺能力。
1. 應用微限位開關的五指機械手
微型開關可能是接觸傳感器Z經濟和Z常用的類型。微開關的安裝位置應保障工作空間內的物體避免 事故性碰撞。當裝有靈敏元件時,這類設備還能保護物體不受到過大的作用力。
圖6-13表示一個接到機械手的接觸開關系統。這 個機械手具有整體式手掌,各個開關共用一條地線。 這時的機械手處于空載狀態,五個微開關均打開,因 而放大器的輸人端均為高電位,即處于邏輯“1”狀 態。如果有任一個微開關因手指接觸到物體而接通, 那么就送一個邏輯“0”至放大器。
2. 隔離式雙態接觸傳感器
隔離式雙態接觸傳感器系統主要由雙穩態開關組成。當把此開關裝在機器人手臂上時,能夠避免手臂 與障礙物相碰撞。工業機器人手臂上一般不裝設這種 保護裝置。如果把開關裝在機械手末端(如夾手)上, 那么其作用就比較大。圖6-14表示裝有這種傳感器的夾手。這種傳感器的重復度可達1μm, 分辨度為2 μm。
圖6-14的觸覺傳感器能夠提供更多的信息。如果要這個夾手達到全部可達空間,那 么傳感器1~4將發出安全接觸信號,并對工作策略產生影響。如果傳感器1被觸發,那 么機械手的夾手必定向下移動。傳感器5和6具有不同的功用。如果同時觸發它們,而且 夾手口部距離AB 為Z短,那么這表明夾手沒有抓到物體。如果傳感器5和6只有一個被 觸發,而且 AB 的距離為Z大,那么這表明夾手已移動,而且碰到一個被夾手抓住的物體 或障礙。如果傳感器5和6均被激發,而且AB 小于AB 的Z大值,那么這說明夾手抓住 了某個物體。
距離AB 提供了夾手內物體的信息,如維數等。把這種信息加至數據庫.就能夠保證 進行成功的操作。
3. 單模擬量傳感器
在原理上,單模擬量傳感器是一個輸出正比于局部 應力的系統。可用它來檢測靜態特性(位置檢測)和動態 特性(力或應力檢測)。根據它在機器人上的安裝位置以 及它與其他傳感器的聯系情況,其作用是多樣的。下面 舉兩個例子。
(1)橋式接觸探測器
橋式接觸探測器由敏感元件組成,它能夠測量由探 測器施于物體的力F 的三個分力F, 、F, 和 F₂, 見圖6-15。 探測器的探頭直徑為3mm, 長度為12mm, 它與物體相接 觸,并把壓力傳遞到一個柔性的十字形葉片上。葉片上 測量電橋
裝有3~4個測量橋,用于檢測壓力分量 F. 以及兩個扭矩M, 和 M( 分 別 對 應ox 和 oy 軸)。對系統進行控制,使探頭壓力在任何方向都維持不變。探頭可沿 x,y 和z 三個自由 度移動。探頭運動控制可由程序自動進行,也可用控制盒手動控制。經過適當的探測,就 能夠知道機器人環境的概況。
(2)靈敏指頭夾持器
圖6-16表示出機器人兩手指中的一個。每個手指裝有7個靈敏的控制板.用以檢測 機器人末端裝置與環境的接觸。每個手指內部裝設18個單模擬量傳感器,其作用原理如 下:每個按鈕觸發一道被遮掩的光束,就像受到應力作用一樣。光束從發光二極管發出, 并由光晶體管接收。這個系統能夠控制夾緊力的測量與調整,并給出被夾持物體的粗略 形 狀 。
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