工业机器人最常用的传感器

• 时间：2023-09-27 16:16:03
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　　工业机器人是一种能够自动执行各种工业任务的机器人。它们通常被用于处理物体、加工、装配、包装、焊接、喷涂等工业应用。工业机器人能够高效地完成重复性、繁琐或危险的工作，提高生产效率和产品质量。

　　传感器则是机器人的“感觉器官”，各种传感器和控制系统，是实现精确的运动控制和环境感知的关键。常见的传感器包括红外传感器、力矩传感器、视觉传感器、碰撞检测传感器等，可以帮助机器人实时感知和响应周围的环境和任务需求。

　　一、视觉传感器：

　　视觉传感器在工业机器人中的应用非常广泛，可以通过不同方式获取物体的图像信息，并利用图像处理和分析技术来实现各种任务。

　　二维视觉传感器是最常用的一种传感器，可以通过摄像头捕捉场景中的图像。利用图像处理算法，可以进行物体检测、位置定位、形状分析等任务。比如，在装配线上，相机可以检测零件的位置和方向，帮助机器人精确地定位并进行自动装配。

　　三维视觉系统则通过多个摄像头或激光扫描器，同时捕捉物体的多个视角或深度信息，从而获取物体的三维空间结构。这种技术可以用于检测和测量不规则形状的对象，例如，检测物体的高度、长度、体积等。在物体抓取任务中，三维视觉系统可以创建物体的三维模型，分析并选择最佳的抓取方式，提高机器人的抓取成功率。

　　视觉传感器的应用还包括物体识别、品质检测、路径规划等。通过获取和分析图像信息，工业机器人可以更加适应不同场景和任务需求，提高工作的准确性和效率。

　　二、红外传感器：

　　红外传感器是一种常见的接近型传感器，它可以通过红外发射管和红外接收管的组合来实现物体检测和避障功能。

　　红外发射管可以发射红外线，这些红外线在遇到障碍物时会被反射回来。红外接收管位于机器人正前方，它可以接收到被反射回来的红外线。红外接收管接收到红外线以后，会将信号经过 A/D 转换后传输到机器人的 CPU 进行处理。

　　通过测量红外线的反射情况，机器人的红外传感器可以感知到其前方范围内是否有障碍物。当红外线被物体反射回来时，机器人可以通过检测到的信号来确定物体的位置和距离。这样，机器人可以根据传感器的反馈信息来进行避障动作，避免与障碍物碰撞。

　　红外传感器在机器人的导航、避障、安全等方面发挥着重要的作用。它可以帮助机器人感知周围环境，避免碰撞和损坏，并且在室内环境中使用效果较好，尤其在光线较暗的情况下也能提供稳定的检测效果。

　　三、力矩传感器：

　　力/力矩传感器是一种用于测量力和力矩的设备，它可以为机器人带来触觉感应能力。它通常安装在机器人的末端执行器和夹具之间，可以感知末端执行器施加的力的大小和方向，以及感知到的力矩。

　　有了力/力矩传感器，机器人可以实时地监控执行器施加的力，从而可以适应不同的应用场景。例如，在装配过程中，机器人可以通过力/力矩传感器感知到装配件与目标件之间施加的合适的力度，从而实现精确的装配。在人工引导中，传感器可以帮助机器人感知人的触摸力度，从而实现人机协作。示教过程中，力/力矩传感器可以记录和重放人的操作力度和动作。此外，力/力矩传感器还可以用于限制机器人的施力范围，以避免对周围环境或操作对象施加过大的力。

　　力/力矩传感器的应用领域广泛，包括自动化装配、协作机器人、机器人导航、物体检测等。通过感知和控制施加力的大小和方向，机器人可以更加智能地执行任务，提高精度和安全性。

　　四、碰撞检测传感器：

　　碰撞检测传感器是一种常见的安全传感器，它可以感知到机器人与周围环境或其他物体之间的碰撞。它们可以以不同的形式出现，包括软触觉传感器、压力传感器、光电传感器等。

　　软触觉传感器通常由柔性材料制成，可以感知外部物体对其施加的压力和接触力。当机器人与外部物体发生碰撞时，传感器会感知到压力的变化，并向机器人发送信号，触发紧急停止或其他安全措施。

　　压力传感器可以测量机器人与物体之间的接触力。它们通常安装在机器人的末端执行器或机器人表面，当机器人与物体接触时，传感器会感知到施加在其上的压力，从而触发安全措施。

　　光电传感器通过发射和接收光信号来检测物体的接近或碰撞。当机器人接近物体时，光电传感器会感应到物体的存在，并触发相应的安全控制措施。

　　加速度计反馈和电流反馈是常见的力反馈技术，它们通常与碰撞检测传感器结合使用。当机器人感知到异常的力或力矩时，通过加速度计或电流传感器测量到的反馈信号，机器人可以及时做出反应，触发紧急停止或调整运动轨迹，确保安全性。

　　这些碰撞检测传感器在协作机器人中起着至关重要的作用，可以帮助实现安全的人机合作，防止机器人对人体或周围环境造成伤害。