工業(yè)機(jī)器人技術(shù)(郭洪紅)第4章(參考版)
2025-01-26 05:10本頁(yè)面
【正文】 4. 具有多感覺(jué)傳感系統(tǒng)的智能機(jī)器人一般由哪些部分組成 ? 試舉例說(shuō)明。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 控制系統(tǒng)硬件框圖 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 習(xí) 題 1. 工業(yè)機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)由哪些部分組成 ? 各部分有什么作用 ？ 2. 工業(yè)機(jī)器人的觸覺(jué)傳感器有哪些 ？ 試舉例說(shuō)明觸覺(jué)傳感器的應(yīng)用 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 系統(tǒng)總體布局 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 4. 多感覺(jué)智能機(jī)器人的總體布局如圖 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 3. 控制部分 多感覺(jué)智能機(jī)器人的控制分 3層 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 裝有六種傳感器的機(jī)械手爪 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 機(jī)器人多感覺(jué)傳感器系統(tǒng)中除以上六種非視覺(jué)傳感器以外 , 還在機(jī)器人的上方固定安裝了視覺(jué)傳感器 (CCD攝像機(jī) )來(lái)對(duì)準(zhǔn)機(jī)器人的作業(yè)臺(tái)面 。 力傳感器裝于機(jī)械手的腕部 。 溫度覺(jué)和熱覺(jué)傳感器裝于機(jī)器人的另一個(gè)手指上 , 溫度覺(jué)傳感器是普通測(cè)量元件 (集成溫度傳感器 ), 熱覺(jué)傳感器由加熱部分與鉑熱敏電阻實(shí)現(xiàn) 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)示意圖 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 2. 多傳感系統(tǒng) 多感覺(jué)智能機(jī)器人具有七種感覺(jué) 。 。 。 升降行程 : 190 mm。 機(jī)器人手爪也由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) ,絲杠螺母和連桿機(jī)構(gòu)使兩手指能平移張開(kāi)與合攏 。 各運(yùn)動(dòng)單元均由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) ,其中機(jī)身的升降傳動(dòng)由滾珠絲杠螺母副完成 , 絲杠導(dǎo)程為 20 mm。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 多感覺(jué)智能機(jī)器人的組成 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 1. 機(jī)器人本體 機(jī)器人本體如圖 。 它由機(jī)器人本體 、控制及驅(qū)動(dòng)器 、 多傳感器系統(tǒng) 、 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和機(jī)器人示教盒組成 , 其工作環(huán)境為固定工作平臺(tái) 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 (a) 帶整流子的直流輸出測(cè)速發(fā)電機(jī)； (b) 交流輸出測(cè)速發(fā)電機(jī) 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 多感覺(jué)智能機(jī)器人 多感覺(jué)傳感系統(tǒng)使機(jī)器人擁有一定的智能 , 而多感覺(jué)信息融合技術(shù)在智能機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用 , 則提高了機(jī)器人的認(rèn)知水平 。 輸出電壓與轉(zhuǎn)子的角速度 ω成比例 , 因此得到 u＝ Aω 式中 , A為常數(shù)。 對(duì)于直流輸出型 ,在其定子的永久磁鐵產(chǎn)生的靜止磁場(chǎng)中 , 安裝著繞有線圈的轉(zhuǎn)子 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 2. 圖 。 1) 因?yàn)檫@種編碼器的輸出表示的是旋轉(zhuǎn)角度的實(shí)際值 , 所以若對(duì)單位時(shí)間前的值進(jìn)行記憶 , 并取它與現(xiàn)時(shí)值之間的差值 , 就可以求得角速度 。 典型的有100、 12 200、 25 500、 51 1000、 1024和 2048線分辨率的編碼器 。 這意味著 , 編碼器能分辨的角度位置等于 360176。 若在操作過(guò)程中電源意外地消失 , 由于相對(duì)型編碼器沒(méi)有 “ 記憶 ”功能 , 故必須再次完成校準(zhǔn) 。 然而 ,只有使機(jī)器人首先完成校準(zhǔn)操作以后才能獲得絕對(duì)位置信息 。 因此 ,這種編碼器只能通過(guò)計(jì)算脈沖個(gè)數(shù)來(lái)得到輸入軸所轉(zhuǎn)過(guò)的相對(duì)角度 。 光電碼盤(pán)一般只刻有一圈或兩圈透明和不透明區(qū)域 , 當(dāng)光透過(guò)碼盤(pán)時(shí) , 光敏元件導(dǎo)通 , 產(chǎn)生低電平信號(hào) , 代表二進(jìn)制的 “ 0” 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 2. 相對(duì)型光電編碼器 與絕對(duì)型光電編碼器一樣 , 相對(duì)型光電編碼器也是由前述三個(gè)主要元件構(gòu)成的 。 /218≈ 176。 在圖 中 ， 五位二進(jìn)制碼盤(pán)分辨的最小角度 (分辨率 )為 ???? 5?碼道越多 ,分辨率越高 。 被測(cè)工作軸帶動(dòng)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí) , 光電管輸出的信息就代表了軸的對(duì)應(yīng)位置 , 即絕對(duì)位置 。 當(dāng)光源照射碼盤(pán)時(shí) , 如果是透明區(qū) , 則光線被光電管接收 , 并轉(zhuǎn)變成電信號(hào) , 輸出信號(hào)為 “ 1” 。 按照二進(jìn)制分布規(guī)律 , 把每條碼道加工成透明和不透明區(qū)域相間的形式 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 , 碼盤(pán)上有 5條碼道 。 ② 光敏元件 。 絕對(duì)型編碼器最大的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)電源中斷時(shí) , 器件可記錄發(fā)生中斷的地點(diǎn) , 當(dāng)電源恢復(fù)時(shí) ,它可把記錄情況通知系統(tǒng) 。 絕對(duì)型編碼器產(chǎn)生供每種軸用的獨(dú)立的和單值的碼字 。 圖 。 圖 。 對(duì)于多數(shù)應(yīng)用情況來(lái)說(shuō) , 這并不會(huì)妨礙它的使用 。 。 旋轉(zhuǎn)型電位器有單圈電位器和多圈電位器兩種 。 線繞電阻 、 電阻絲本身的不均勻性會(huì)造成電位器式傳感器的輸入輸出關(guān)系的非線性 。 直線型電位器主要用于檢測(cè)直線位移 , 其電阻器采用直線型螺線管或直線型碳膜電阻 , 滑動(dòng)觸點(diǎn)也只能沿電阻的軸線方向做直線運(yùn)動(dòng) 。 由于滑動(dòng)觸點(diǎn)和電阻器表面的磨損 , 使電位器的可靠性和壽命受到一定的影響 , 正因如此 ,電位器式位移傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用受到了極大的局限 , 近年來(lái)隨著光電編碼器價(jià)格的降低而逐漸被取代 。 另外 ,它還具有性能穩(wěn)定 ， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 尺寸小 ， 重量輕 ， 精度高等優(yōu)點(diǎn) 。 這種位移傳感器不會(huì)因?yàn)槭щ姸茐钠湟迅杏X(jué)到的信息 。 它的輸入輸出特性(即輸入位移量與電壓量之間的關(guān)系 )可以是線性的 ,也可以根據(jù)需要選擇其他任意函數(shù)關(guān)系的輸入輸出特性 。 當(dāng)被檢測(cè)的位置量發(fā)生變化時(shí) ,滑動(dòng)觸點(diǎn)也發(fā)生位移 , 從而改變了滑動(dòng)觸點(diǎn)與電位器各端之間的電阻值和輸出電壓值 , 根據(jù)這種輸出電壓值的變化 , 可以檢測(cè)出機(jī)器人各關(guān)節(jié)的位置和位移量 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 非徑向中心對(duì)稱(chēng)三梁腕力傳感器 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 工業(yè)機(jī)器人的位置及位移 電位器式位移傳感器由一個(gè)線繞電阻 (或薄膜電阻 )和一個(gè)滑動(dòng)觸點(diǎn)組成 。 這種力覺(jué)傳感器結(jié)構(gòu)有較好的剛性 , 最先由卡納基－梅隆大學(xué)提出 。 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 林純一的腕力傳感器 第 4章 工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù) 圖 , 傳感器的內(nèi)圈和外圈分別固定于機(jī)器人的手臂和手爪 , 力沿與內(nèi)圈相切的三根梁進(jìn)行傳遞 。 它是一種整體輪輻式結(jié)構(gòu) , 傳感器在十字梁與輪緣聯(lián)接處有一個(gè)柔性環(huán)節(jié) , 在四根交叉梁上總共
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