辅轮式传感器 换个传感器4S店竟然叫价一千多，喵哥怒了自己动手几十块轻松搞定

换个传感器4S店竟然叫价一千多，喵哥怒了自己动手几十块轻松搞定

喵哥的SUV最近出了点问题，如下图所示，车子仪表盘上ABS、ESP、自动驻车和上坡辅助的黄灯，全部都亮起来了。喵哥用诊断仪诊断了下，也定位为左后轮轮速传感器的问题。喵哥这款车有点特殊，轮速传感器跟轴承连在一起。去4S店修车，轮速传感器出了问题，基本上是直接整个轴承一起换。

因为单独拆下来换比较麻烦。喵哥问了一下4S店，加工时费加零件是1000多，不同的地方价格可能有区别。喵哥就自己买了个轮速传感器，因为轴承没有坏，只需要换轮速传感器，自己在网上买得还挺便宜，不到50块钱。今天喵哥就教大家，如何自己更换轮速传感器。大众车比较好换，现代车不太好换，要用千斤顶把车顶起来，把左后轮先拆出来。

大家在换备胎的时候一定要注意，在换的过程，最好是把换下来的轮胎抵在车底下，以防止千斤顶掉落。喵哥这台车轮速传感器的位置比较坑，装在刹车盘里面，要先把轮式传感器卡子断开，把刹车卡钳拿下来，再把刹车盘整个取下来。跟修车师傅两个人一起动手，好不容易才压进去。

取出来很容易取，但是换新的进去，总感觉大了一点，费了老大劲才装进去。更换完轮速传感器后，把刹车片复位就可以了。再准备装轮胎，装完轮胎之后跑两圈试一下，就知道修好没修好，还是看实际的结果检验。喵哥先用电脑复下位、清下故障码，开车跑一跑，看看后续的效果怎么样，不报故障码证明就没有问题了。

如下图所示，喵哥是把故障码全部都清除了，然后开车去跑一跑。行驶了一段路程，没有再出现故障码。确实是左后轮轮速传感器出了问题，轮速传感器不是很容易坏，车子使用了五六年之后，就可能会出现这种情况。尤其是这段时间天气热，喵哥已经处理了三四台这样的车子，都是这种问题，只要把轮速传感器换了就行了。

喵哥发现大众的轮速传感器是真的好换，修车那个兄弟说标致的最好换，只需要拧一个螺丝就行了，喵哥突然觉得法系车的设计，没那么招人讨厌了。倒是喵哥这个韩系车，轮速传感器确实不好换。绝大多数车子更换轮速传感器，都是比较简单的。

像喵哥这个现代的车子，算是比较复杂的。如果大家出现这类故障，一定不要着急，自己在网上买一个轮速传感器，找一个较近修车店，花几十块钱工时费就可以搞定了。千万不要傻傻地跑到4S店，收好几百维修费，甚至把整个轴承换了，上千块都有可能。

干货满满：一文读懂四类AGV内部传感器

Internal Sensor

浅谈移动机器人内部传感器

新松

移动机器人内部传感器

当今，机器人正在向智能化的方向发展，而智能化则建立在传感器所采集的信息基础之上，因此传感器在智能机器人的研究和发展中起着举足轻重的作用。

移动机器人传感器可以被定义为一种能把机器人目标物特性变换为电量输出的装置。机器人通过传感器实现类似于人类的知觉作用。

移动机器人传感器可分为内部传感器和外部传感器两大类。

1.内部传感器。用来检测机器人本身状态的传感器，以调整和控制机器人。内部传感器通常由位置、姿态、压力及加速度传感器构成。

2.外部传感器。用来检测机器人所处环境和目标的状态特征，使得移动机器人和环境发生交互时，机器人对环境有自我校正和更好的适应能力。

1 位置传感器

1.1 电位器

电位器是最简单的位置传感器。电位器通过电阻把位置信息转化为随位置变化的电压，通过检测输出电压的变化确定以电阻中心为基准位置的移动距离。当电阻器上的滑动触头随位置变化在电阻器上滑动时，触头接触点变化前后的电阻阻值与总阻值之比就会发生变化。在功能上，电位器充当了分压器的作用，因此输出电压Vout与可变电阻成比例，即

电位器通常作为内部反馈传感器来检测舵轮和连杆的位置。

1.2 光电编码器

光电编码器是一种能检测细微运动、输出数字信号的装置。它将圆光栅莫尔条纹和光电转换技术相结合，将机械转动的角度转换成数字电信息量输出。

光电编码器是现在比较流行的传感器，可分为增量式(单通道)光电编码器和绝对式（多通道)光电编码器。

（1）增量式光电编码器。

增量式光电编码器由光源、码盘及光敏晶体管组成，码盘上有透光和不透光的弧段，尺寸相同且交替出现。由于所有的弧段尺寸相同，每段弧所表示的旋转角相同，码盘上的弧段越多，精度越高，分辨率就越高。当光旋转通过码盘上弧段时，输出连续的脉冲信号，对这些信号计数，就能计算出码盘转过的距离。

增量式编码器仅检测转角位置或直线位置的变化，即移动了多少，而不能判断实际位置。机器人的起点不同，其最终的位置也不同。因此，要确定机器人的位置还要知道起始位置，这样很难。因此，在每次控制时要复位，使编码器的输出为0，这样编码盘读出的数据就等于机器人移动的距离。

（2）绝对式光电编码器。

绝对式光电编码器码盘的每个位置都对应着透光与不透光弧段的唯一确定组合，这种确定组合有唯一的特征。通过这唯一的特征，不需要已知起始位置，在任意时刻就可以确定码盘的精确位置。在起始时刻，控制器通过判断码盘所在位置的唯一信号特征，能够确定机器人所在的位置。

每个位置对应着透光与不透光弧段，弧段由多圈弧段（多通道）组成，每个多圈弧段对应不同的码，这些码有二进制码和格雷码。在二进制码中，经常会发生多于两位同时改变状态的情形；而在格雷码中，每次只有一位向前或向后变化。这种差别的重要性在于，在数字测量中，测量系统并非始终读取信号值，而是要到下一个采样点才读取信号值，其间信号保持不变。在二进制码中，同一时刻有可能有多于一个信号发生变化，如果所有信号不是同时变化，则采样时可能读取不到所有位的变化。在格雷码中，由于同一时刻只有一个信号发生变化，因此总能检测到信号的变化。

传感器圈由数量不等的孤段组成，每圈都有一个独立的光源和光敏传感器组件，每个光敏传感器组件都输出信号，因此两圈检测弧段需要控制器有两位输出，三圈检测弧段需要控制器有三位输入，依此类推。

光电编码器包括直线型和旋转型。其中旋转型一般用在轮式机器人的左右轮上。

2 姿态传感器

2.1 电子磁罗盘

几个世纪以来，人们在导航中一直使用磁罗盘。有资料显示，早在两千多年前我国就开始使用天然磁石，一种磁铁矿来指示水平方向。电子罗盘是一种测量方位角比较经济的电子仪器。如今电子罗盘已广泛应用于手表、手机、对讲机、雷达探测器、望远镜、导弹导航、汽车、航海和航空等高性能导航设备，以及移动机器人设备等需要方向或姿态传感的设备中。

电子磁罗盘的原理。电子磁罗盘的原理是利用磁传感器测量地磁场。地磁场为双极模式，自地磁南极指向地磁北极，磁场强度为0.3-0.6Gs。地磁北极位于地理南极附近，地磁南极位于地理北极附近，通过两个磁极的磁轴与地球的自转轴大约成11.3°的倾斜。但无论何地，地球磁场的方向的水平分量永远指向磁北极，因此，可以用电子罗盘系统确定方向。

2.2 角速率陀螺仪

移动机器人在行进时可能会遇到各种地形或者各种障碍。这时即使机器人的驱动装置采用闭环控制，也会由于轮子打滑等原因造成机器人偏离设定的运动轨迹，并且这种偏移是旋转编码器无法测量到的。这时就必须依靠电子罗盘或者角速率陀螺仪来测量这些偏移，并做必要的修正，以保证机器人行走的方向不至偏离。

另外，商用的电子罗盘传感器精度通常为0.5°或者更差。如果机器人运动距离较长，0.5°的航向偏差可能导致机器人运动的线位移偏离值不可接受。极高精度的电子罗盘价格昂贵且不容易买到。而陀螺仪可以提供极高精度的角速率信息，通过积分运算可以在一定程度上弥补电子罗盘的误差。

角速率陀螺仪的原理。绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺。通常所说的陀螺是特指对称陀螺，它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。在一定的初始条件和一定的外力矩作用下，陀螺会在不停自转的同时，还绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进，又称为回转效应。陀螺旋进是日常生活中常见的现象，许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。利用陀螺仪的回转效应，可以制成测量角速率的传感器。

GYRO

惯性导航AGV

3 压力传感器

3.1 压电压力传感器

压电材料在施加一定电压后将会收缩，而在受到挤压时将会产生定的电压，可将压电材料输出的模拟电压经过调整、放大后用于测量机器人承受的压力。压电效应是压电传感器的主要工作原理。压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。而实际情况不是这样的，所以压电传感器只能够测量动态的应力。

3.2 应变片压力传感器

在了解应变片压力传感器前，首先认识电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件，它是压阻式应变传感器的主要组成部分。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又分为丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的黏合剂紧密地黏合在产生力学应变的基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变。应变片的输出是与其形变成正比的阻值，而形变本身又与施加的力成正比。于是通过测量应变片的电阻，就可以确定施加的力的大小。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路显示或执行机构。应变片常用于移动机器人货物重量的测量及复合机器人腕部的作用力。

下图为新松AGV采用应变片压力传感器，在运送卷形货物的同时，检测货物重量。

PRESSURE

货物重量测量

4 加速度传感器

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，如重力等。加速度可以是个常量，如g等，也可以是变量，如移动机器人在起动或停止过程中的加速度。加速度传感器可以使机器人了解它现在身处的环境，是在加速，还是在减速，停止了没有?

下图为新松自主研发的惯性导航传感器。

线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，即A(加速度)=F(惯性力)/M(质量)，其中F为待测量量。

技术成熟的加速度传感器分为三种:压电式、容感式和热感式。压电式加速度传感器运用的是压电效应，在其内部有一个刚体支撑的质量块，在有运动的情况下质量块会产生压力，刚体产生应变，把加速度转变成电信号输出。容感式加速度传感器内部也存在一个质量块，从单个单元来看，它是标准的平板电容器，加速度的变化带动活动质量块的移动，从而改变平板电容两极的间距和正对面积，通过测量电容变化量来计算加速度。而热感式加速度传感器内部没有任何质量块，它的中央有一个加热体，周边是温度传感器，里面是密闭的气腔，工作时在加热体的作用下，气体在内部形成一个热气团，热气团的相对体积质量和周围的冷气是有差异的，通过惯性热气团的移动形成的热场变化让感应器感应到加速度的值。

新松复合机器人

机器人已经发展到了第三代，而传感器在机器人的发展过程中起着举足轻重的作用。第三代移动机器人为智能机器人，“计算能力的提高化”是这代机器人的重要标志。然而，计算机处理的信息，必须通过各种传感器来获取，因而这一代机器人需要更多的、性能更好的、功能更强的、集成度更高的传感器。

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