传感器 操作系统 工业机器人系统技术应用知识点23：传感系统

工业机器人系统技术应用知识点23：传感系统

带有传感系统的装配机器人可更好地完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装配作业，除了视觉系统外，在其作业中常用的还有触觉传感系统。

装配机器人的触觉传感系统主要是通过触觉传感器与被识别物体相接触或相互作用，实现对物体表面特征和物理性能的感知，从而实时检测机器人与被装配物件之间的配合。在装配机器人进行简单工作过程中常用到的有接触觉传感器、接近觉传感器和力觉传感器等触觉传感器，如图 4.10 所示。

（1）接触觉传感器。

接触觉传感器一般固定在末端执行器的顶端，只有末端执行器与被装配物件相互接触时才起作用，可用于探测物体位置、路径和安全保护，还可以感知手指与物体间的作用力，确保手指动作力度适当。接触觉传感器的用途不同，其配置也不同，属于分散装置，即需要将传感器单个安装到末端执行器的敏感部位。

（2）接近觉传感器。

接近觉传感器同样固定在末端执行器的顶端，其在末端执行器与被装配物件接触前起作用，能测出执行器与被装配物件之间的距离、相对角度甚至表面性质等。传感器距离物体越近，定位越精确。接近觉传感器属于非接触性传感器，可用以感知对象位置，58 在装配过程中主要用于防止冲击，实现抓取物体时的柔性接触。

（3）力觉传感器。

力觉传感器普遍用于各类机器人中，在装配机器人中力觉传感器不仅用于末端执行器与环境作用过程中的力测量，而且用于装配机器人自身运动控制和末端执行器夹持物体的夹持力测量等场合。

按照安装位置不同，力觉传感器可分为关节力传感器、腕力传感器和指力传感器。

①关节力传感器，即安装在机器人关节驱动器上的力觉传感器，主要测量驱动器本身的输出力和力矩。关节力传感器测量关节受力，信息量单一，结构也相对简单。

②腕力传感器，即安装在末端执行器和机器人最后一个关节间的力觉传感器，主要测量作用在末端执行器各个方向上的力和力矩。腕力传感器是一种相对比较复杂的传感器，能获得手爪三个方向的受力，信息量较多，安装部位特别，故容易产业化。

③指力传感器，即安装在手爪指关节上的传感器，主要测量夹持物件的受力状况。其测量范围相对较窄，也受到手爪尺寸和质量的限制。

【版权声明】本系列课程所有文字、图片和音视频资料，版权均属海渡教育集团所有，任何媒体、网站或个人未经海渡教育集团协议授权不得转载、链接、转贴或以其他方式复制发布/发表。已经海渡教育集团协议授权的媒体、网站，在下载使用时必须在醒目位置注明"课程来源：海渡教育集团"，违者我司将依法追究责任。更多内容可下载海渡职校APP进行学习。

【PPT教程】ECAP导引头传感器技术评估系统技术介绍

ECAP的导引头/传感器技术评估。由蒂姆·卡罗尔（Tim Carroll）提出。导引头/传感器技术评估msnt Huntsville，阿拉巴马州，2004年1月16日。蒂姆·卡罗尔（Tim Carroll），美国司令部 tjcarroll@knology.net。导引头/传感器技术评估。大纲定义 背景信息 搜索器类型。

1 ECAP 导引头/传感器技术评估主讲人：蒂姆·卡罗尔 第二节 - 卡罗尔

2 导引头/传感器技术评估msnt阿拉巴马州亨茨维尔2004年1月16日 蒂姆·卡罗尔 AMCOM tjcarroll@knology.net 第 2 节 - 卡罗尔

3 导引头/传感器技术评估大纲 • 定义 • 背景信息 • 导引头类型 • 雷达导引头 • 光电导引头 • 激光导引头 第 2 节 - 卡罗尔

4 导引头的定义 • 定义 - 导引头是导弹的眼睛。它的工作是获取和跟踪目标，直到导弹击中目标。导引头向制导算法提供视轴误差信号（目标相对于导弹中心轴的位置）。这种能量通常是电磁（EM），但也可以是其他形式的能量（即声学）。• 导引头框图 目标制导 计算机电子处理器 云台 接收器/探测器孔径（天线或光学器件） 发射器 第 2 节 - 卡罗尔

5 导引头视场和视场 • 视场 – 导引头在任何给定时间可以观测到的空间角度区域（雷达导引头的 FoV，称为“波束宽度”）。• 视场 – 导引头可以通过在万向节上上下和从左到右摆动导引头光圈来查看的总角度面积。一些导弹导引头没有回转机构，被称为捷联导引头（则 FoV 和 FoR 相等）。第二节 - 卡罗尔

6 导引头/传感器规程交互运营参与要求 参与时间线 覆盖区域 空气动力学 鼻子形状 制导方案 导引头类型（主动或被动） 系统仿真 视场角 检测范围 尺寸约束 直径长度 导引头/传感器设计 机械设计和布局 尺寸 权重 目标类型 波长 功率要求 成本约束 捷联与万向节 多模电气系统 电源要求 电压 电流 物流注意事项 包装和处理 第二节 - 卡罗尔

7 电磁波 • 由随时间变化的电场和磁场组成的电磁干扰，即使在该空间中不存在物质，也可以在空间中传输能量，称为电磁波（缩写为 EM）。• 电磁波以光速传播。• 电磁波中的电波和磁波彼此成 90 度角，并沿传播方向排列。• 电磁波沿直线传播。• 温度高于绝对零度的物体会发射红外 （IR） 光谱中的电磁波。传播方向 第二节 - 卡罗尔

8 电磁波长和频率 • 电磁频率和波长通过以下表达式相关：其中 l = 波长，c = 光速（3x108 米/秒），f = 振荡频率。第二节 - 卡罗尔

9 EM 大气衰减第二节 - 卡罗尔

10 导引头/传感器的分类光谱波段 • 导引头按它们在电磁辐射的哪个光谱带内工作进行分类 • 微波 • 毫米波 • E-O（视觉和红外） • 激光（CO2 – 10.6mm，YAG – 1.06mm，GaAs – 0.9mm） 第 2 节 - 卡罗尔

11 导引头/传感器的分类有源/无源/半有源 • 主动导引头发射能量并接收反射能量。例如微波雷达、毫米波雷达和激光雷达 （LADAR）。• 被动导引头寻找自然发生的电磁辐射（红外线）或反射电磁辐射（视觉）。• 半主动导引头以以下两种模式之一运行： • 其他资产照亮目标，而导弹导引头以被动模式运行以检测反射电磁辐射。• 导弹被其他资产引导至目标，然后导弹导引头在目标附近变得活跃。这也称为“终端活动” 会话 2 - Carroll

12 导引头/传感器的分类稳定机械化 • 稳定导引头 • 导引头通过万向节、伺服电机和速率传感器与导弹本体运动隔离。向导引头探测器提供清晰稳定的图像/信号。• 增加成本、复杂性、尺寸和重量 • 捷联导引头 • 导引头刚性地固定在导弹主体上，并观察与导弹相同的运动 • 更便宜、图像/信号质量更低、视场更小 • 有限的啮合几何形状 第 2 节 - 卡罗尔

13 微波雷达导引头/传感器优势 • 全天候 • 范围和范围速率信息 • 长工作范围 • 由于战场上的破坏物，低降解 • 移动目标的多普勒检测 • 低阻力鼻子形状 缺点 • 大型部件 • 大孔径 • 有源模式 • 大角分辨率 • 高成本 最先进的技术 • 相控阵雷达 • 多普勒波束锐化 • 合成孔径雷达 • 辐射测量 • 多传感器/传感器融合微波雷达最适合大型导弹或陆基系统分会场 2 - Carroll

14 毫米波导引头/传感器优势 • 全天候都有一定的退化 • 范围和范围速率信息 • 小组件 • 小角分辨率 • 移动目标的多普勒检测 • 低阻力鼻子形状 缺点 • 有源模式 • 成本高 • 相对较短的工作范围 最先进的技术 • 小部件 • 多普勒波束锐化 • 捷联配置 • 辐射测量 • 多传感器/传感器融合 毫米波波雷达非常适合小型导弹和短距离探测 第二节 - 卡罗尔

15 红外导引头/传感器优点 • 小组件 • 小孔径 • 非常小的角分辨率 • 被动模式 • 小失误距离 • 瞄准点偏置能力 缺点 • 天气退化 - 中度 • 战场遮蔽物退化 - 中等 • 没有范围或范围速率信息 • 成本高 • 需要高阻力的鼻子形状 最先进的技术 • 焦平面阵列 • 非制冷红外传感器 • 捷联配置 • 多传感器/传感器融合红外导引头非常适合小型导弹和短距离探测需要精确命中位置的范围 第 2 节 - 卡罗尔

16 视觉导引头/传感器优点 • 小组件 • 小孔径 • 非常小的角度分辨率 • 被动模式 • 小失误距离 • 瞄准点偏置能力 缺点 • 天气退化 - 高 • 战场遮蔽物退化 - 高 • 没有范围或范围速率信息 • 成本高 • 需要高阻力的鼻子形状 • 不能在夜间操作 最先进的技术 • 捷联配置 • 多传感器/传感器融合 由于缺乏夜视和缺乏夜视能力，视觉导引头不再被广泛使用在模糊环境中的能力 第 2 节 - 卡罗尔

17 激光导引头/传感器优点 • 小组件 • 小光圈 • 范围和范围速率信息 • 小未命中距离 • 瞄准点偏置能力 缺点 • 天气退化 - 高 • 战场遮蔽物退化 - 高 • 对指示符的依赖性（半主动） • 高成本 • 无即发即弃能力 • 小搜索区域 最先进的技术 • 激光雷达 • 侧视光束仪 • 多传感器/传感器融合激光导引头用于有指定资产的半主动导弹 分会场 2-卡罗尔

18 示例计算来自导引头/传感器设计中使用的 MS Excel 实用程序的快照。

相关问答

[最佳回答]疲劳检测系统是指利用驾驶员的面部特征、眼部信号、头部运动等,推断驾驶员的疲劳状态,并进行报警提示并采取相应措施的装置。部分汽车配备的疲劳监...

[回答]2022-07-3017:47:43汽车知识问答

发动机电控系统中的执行器包括:喷油嘴、电子节气门体、电子独立点火系统、电动燃油泵等,他们都是根据发动机控制单元指令来进行各个工况工作。传感器则包括:...

[回答]朗逸plus前部铺助系统不可以正常工作,传感器无数据可能是前部铺助系统传感器损坏或是传感器信号线路出现问題,需要到4s店或修理店用故障问题仪检测...

aqara人体传感器需要搭配网关,根据提示可轻松连接多个人体传感器。aqara人体传感器设置也很简单,只需要两步就能完成了,首先需要在米家APP中添加aqara人体传感...

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。1、敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量信号;2、转换元件将敏感元...

[回答]使用是找到自适应巡航功能开关,驾驶车辆时速保持三十以上,按下自适应巡航开关键,将车辆控制在想要巡航的速度。按下SET键,松开油门踏板就...按下SE...

可能有两种原因:有可能是软件本身有问题,例如软件自身不稳定或者与手机系统不匹配,卸载该软件即可解决这一问题;如果是软件之间不能兼容,就需要一个软件一个软件...

无数据可能是前部辅助系统传感器坏了或者是传感器信号线路出现问题了,需要去4s店或维修店用故障仪检查维修才能排除。一、对光电传感器本身原因考虑首先要考...

系统传感器坏了或者是传感器信号线路出现问题,需要去4s店或维修店用故障仪检查维修才能排除。以下是相关内容...以下是相关内容介绍:解决办法:可以...