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哪几个传感器在工业机器人中最常见

时间:2021-11-30 点击次数:

在工业自动化领域中,机器人需要提供所需信息,以便正确地执行相关操作。一项报告预计,到2021年,全球工业机器人传感器市场(CAGR)将以大约8%的年复合增长率稳定增长。另外一份报告明确指出,在2027年,仅视觉系统就能实现57亿美元的市场份额,而力传感器市场将达到69亿美元。

以下是最常用的工业机器人传感器列表。

2-2维视觉传感器是一种摄像机,它能够完成从运动物体检测到传输带的定位等多种任务。多款智能摄像机能对零件进行检测,帮助机器人进行定位,根据机器人收到的信息来适当地调整自己的动作。

3D视觉传感三维视觉系统是一种具有不同角度的摄像机或激光扫描装置来检测物体的第三维空间。比如,零件的提取就是利用三维视觉技术来检测物体,生成三维图像,分析和选择最佳的取景方式。

力矩传感器如果说视觉传感器是机器人眼睛的,那么力/力矩传感器给机器人以触觉。机械手通过力/力矩传感器来感知末端作动器的力量。力/力矩传感器大多位于机器人与夹具之间,因此,对夹具的所有反馈都是由机械手进行监测。采用力/力矩传感器、装配、人工引导、示教、限力器等应用来实现。

冲突探测传感器有多种形式,它主要应用于为协同机器人提供一个安全的工作环境,以供作业人员使用。有些感应器可能是一种触觉识别系统,它能感觉到软面上的压力,并向机器人发送信号来限制或阻止机器人的移动。

有些感应器也可直接植入机器人中。一些公司利用加速计反馈,另一些则采用电流反馈。不管是哪种情况,当机器人感觉到异常的力量时,都会触发紧急制动装置,以确保安全。

要使工业机器人能与人协同工作,首先要找到能保障操作者安全的方法。这种感应器有多种形式,从照相机到激光等等,旨在告知机器人的环境。一些安全系统可以设置为,当有人进入某一空间时,机器人会自动减速运行,如果有人继续靠近,它将停止工作。以升降机门为例,激光防盗传感器。如果有激光探测到障碍,升降机将立即停车并返回,避免碰撞。

在其他传感器市场上,有许多传感器可适应各种应用。比如焊接跟踪传感器等等。

触感传感器也日益流行起来。这种类型的传感器一般都安装在扶手上,用于探测和感知抓取的对象。感应器能探测力并对力分布情况进行探测,从而准确地了解物体的位置,使您能控制抓握的位置和末端作用力。另有一些触觉传感器,能够测量热的变化。

可视化和近景传感器与自动驾驶汽车相似,包括照相机、红外、声纳、超声波、雷达和激光雷达。有些情况下可使用多台摄像机,特别是立体视觉。结合使用这些传感器,机器人就能判断大小、识别对象、确定距离。

RFID敏感器能够提供识别码,并允许经过授权的机器人获得其它信息。

传声器(声学传感器)帮助工业机器人接收语音指令,并在熟悉的环境中识别异常声音。若加入压电传感器,则能识别和消除振动噪声,避免机器人错误理解语音指令。高级算法甚至允许机器人了解说话人的情绪。

作为机器人自我诊断的一部分,温度感应可以被用来确定机器人周围的环境,避免潜在的有害热源。机器人可以通过化学、光、色等传感器来评估、调节和探测存在的环境问题。

稳定性对人型机器人来说,行走、跑步、甚至跳舞都是个重要问题。为了给机器人提供精确位置数据,他们需要和智能手机一样的传感器。这种应用中使用了9自由度(9DOF)传感器或惯性测量装置(IMU),包括3轴加速度计、3轴陀螺和3轴磁力计。

感应器是实现软件智能的重要组成部分,没有传感器,许多复杂的操作就无法实现。他们既能实现复杂操作,又能保证操作在执行时能得到很好的控制。

什么传感器主要用于工业机器人避障?

通过传感器实时地获得移动机器人周围的障碍物信息,包括大小、形状、位置等,从而实现机器人的避障。目前常用的避障传感器有许多种,常见的是视觉传感器、激光传感器、红外线传感器、超声传感器等。

超声传感器

超声传感技术的基本原理是测量超声的飞行时间,距离以d=t/2为单位,其中,d为距离,v为声速,t为飞行时间。

一种超声传感信号表示。距离是由由压电或静电波发射而成,频率为几十kHz的超声脉冲构成波包,该系统利用某一阈值的反向声波,再利用测飞时间来计算。超声传感器的作用距离一般不大,一般的有效检测距离几米远,但存在数十毫米的最小探测盲区。超声波传感器具有成本低廉、实现方法简单、技术成熟等优点,被广泛应用于移动机器人。

红外线传感器

通常红外测距都是利用三角测距原理。红外线发射器按一定角度发射红外线,遇到目标后,光会反向返回,在探测到反射光后,利用其结构上的几何三角关系计算出目标距离D。

在距离足够近的情况下,超出CCD的探测范围,即使物体很近,传感器也看不见。在目标距离D较大的情况下,L值较小,测量精度较低。所以,普通的红外传感器测量距离较近,小于超声,同时远距离测量还有最小距离限制。此外,对于透明或近似黑体的物体,红外传感器不能探测到距离。但是,与超声相比,红外传感器的带宽要大得多。

激光器传感器

常用的激光雷达是以飞行时间为基础的,它通过测量激光的飞行时间来测距离d=ct/2,与前面提到的超声波公式相似,其中d表示距离,c为光速,t表示发射时间间隔。

最简单的方法是测量反射光的相移,传感器在已知的频率下发出一定幅度的调制光,并测量发射与反相信号之间的相移。

调变信号的波长为lamda=c/f,其中c是光速,f是调制频率,在测量发射和反射光束间相移差theta后,可以用lamda*theta/4pi计算得到。

图像传感器

通常使用的计算机视觉方案还有许多种,如双目视觉、基于TOF的深度摄像机、基于结构光的深度摄像机等。

以结构光为基础的深度照相机发出的光线,会产生相对随机而固定的斑点图像,光点击中目标,因为与摄像机距离不同,被摄像机捕获的位置也不同。该算法首先计算标准图样在不同位置上的相位偏差,并根据摄像机位置、传感器尺寸等参数计算出目标到摄像机之间的距离。

双眼视觉测距实质上也是三角测距方法,因为两个摄像机的位置不同,看起来像人的双眼一样,看起来也不一样。同样的点P,两个摄像机所看到的点位也不一样,此时,点的距离可以用三角测量来测量。

深圳市力准传感器技术有限公司是一家集生产、销售、销售、售后服务为一体的高精度测力传感器、三轴力传感器、扭力传感器、柱式传感器、生产、销售、售后服务于一体的综合性技术创新企业。专业生产各类称重、测力、压力、扭矩传感器等数千种产品。称重范围小到几克,大到1000多吨;配有高、中、低温传感器,能适应各种恶劣环境。产品广泛应用于航空航天、汽车制造、纺织、电子、石油、化工、机械加工、能源、环保、医疗、运输、建材等行业中。

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