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機器人機械手爪上裝近距定位傳感器的種類和特點 二維碼
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圖1為若干個接觸傳感器配置在機械手爪上,使得整個表面都有了觸覺。圖1給出的是裝有24個觸角傳感器的有知覺的手爪(圖中1、2)。這種手爪測定到物體(圖中4)的距離精度為0.5~0.7毫米,而測定物體方向的精度為±15°。除觸角傳感器外,手爪上還裝有近距定位光學(xué)傳感器(圖中3)。 ![]() 圖2是傳感器的裝配圖,其中1-白熾燈;2-觸覺傳感器;3-殼體;4-光電二極管;5-觸點。為了能夠安裝大量的傳感器。把觸角和近距定位傳感器的元件裝在手爪結(jié)構(gòu)之中。 用特殊組合的接觸傳感器組能夠獲得關(guān)于被物體形狀的信息。為此,有各種有效的觸摸物體的方法。其中有把9個具有線性特性的敏感元件按一定陣式排列,由此可以判明圓柱、球、圓錐、立方體、角錐等物體的形狀。物體尺寸變化幾倍也不會影響判定結(jié)果。 組成壓力傳感器的主要部件可以是應(yīng)變儀,也可以是金屬聚合材料,或者是對壓力敏感的半導(dǎo)體元件。傳感器通常配置在手爪的內(nèi)表面上。這些傳感器配置成一條線或配置成一定陣式,以便獲得手爪表面壓力分布情況的信息。當(dāng)手爪抓起固體物品時,手爪表面壓力分布特性與手爪表面和零件相接觸的程度是對應(yīng)的。因而,壓力傳感器的信號也可以用來確定手爪抓住的零件的形狀。壓力傳感器特性在被測壓力的整個范圍內(nèi)都應(yīng)是線性的。 當(dāng)被抓住的物體相對手爪挾口有相對移動時,滑動傳感器就產(chǎn)生信號。此外,也常常用滑動量的大小。獲得滑動信息的基本方法有: ?。?)分析針狀敏感元件沿被滑物體表面移動時的振動; ?。?)把滑動位移變換成與測量相聯(lián)的滾輪的轉(zhuǎn)動; ?。?)在手爪上裝上一排壓力傳感器,分析手爪的各手指之間壓力分布變化情況。目前,這種方法是很有發(fā)展前途的。 ![]() 近距定位傳感器裝在機器人的機械手爪上。用它判定手爪外表面幾十毫米距離之內(nèi)有沒有物體。這種傳感器通常是電磁式的、光學(xué)式的、超聲波式的。 電磁式傳感器的工作原理是,當(dāng)傳感器靠近物體時,記錄出電磁參數(shù)變化。這種傳感器的優(yōu)點是精度高、可靠性強。但是,它只能對金屬物體起作用。日本的“日立”焊接機器人的機械手上安裝了二個感應(yīng)式傳感器。用它來測量到焊板和互相垂直放置的零件隔板的距離。利用傳感器的信號可以準(zhǔn)確地監(jiān)視零件的對接。 光學(xué)式傳感器由光源和接收物體反射光線的光敏元件組成。光源是一個能裝上聚焦透鏡的小型燈泡??捎霉怆姸O管、光電晶體管作為光敏元件。為減少外界光源的影響,傳感器的光通量要加以調(diào)制。光學(xué)式傳感器在手爪上的配置以及各傳感器的安裝情況如圖1和圖2所示。6個光學(xué)式近距定位傳感器分散地安裝在手爪的手指上。用它們來測定在距離為10~25毫米之內(nèi)的物體、障礙物和其它物體的外表面的位置,其準(zhǔn)確度可達到2毫米。在手爪的內(nèi)表面分散地安裝著4個光學(xué)傳感器。這些傳感器是接收透過手指之間直接射進的光線而工作的。這樣就能檢查手爪是否抓到了物體,并且能大致地確定物體的位置。 超聲波近距定位傳感器也是由信號發(fā)送器和接收器組成的。根據(jù)反射回來的超聲波信號來發(fā)現(xiàn)物體和測定到該物體的距離。與光學(xué)式傳感器相比,超聲波傳感器有如下優(yōu)點:可以發(fā)現(xiàn)透光的物體;振動發(fā)生器的工作壽命實際上是沒有限制的;它的指示與照明度無關(guān);灰塵、蒸氣以及其它的環(huán)境因素對傳感器影響不大;在水下也能測量。 ![]() ![]() |
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