工業(yè)機(jī)器人常用的傳感器解析

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，機(jī)器需要傳感器提供必要的信息，以正確執(zhí)行相關(guān)的操作。機(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用大量的傳感器以提高適應(yīng)能力。例如有很多的協(xié)作機(jī)器人集成了力矩傳感器和攝像機(jī)，以確保在操作中擁有更好的視角，同時(shí)保證工作區(qū)域的安全等。在此枚舉一些常用的可以集成到機(jī)器人單元里的各種傳感器，供諸君參考。

二維視覺(jué)傳感器

二維視覺(jué)基本上就是一個(gè)可以執(zhí)行多種任務(wù)的攝像頭。從檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體到傳輸帶上的零件定位等等。二維視覺(jué)在市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了很長(zhǎng)一段時(shí)間，并且占據(jù)了一定的份額。許多智能相機(jī)都可以檢測(cè)零件并協(xié)助機(jī)器人確定零件的位置，機(jī)器人就可以根據(jù)接收到的信息適當(dāng)調(diào)整其動(dòng)作。

三維視覺(jué)傳感器

與二維視覺(jué)相比，三維視覺(jué)是最近才出現(xiàn)的一種技術(shù)。三維視覺(jué)系統(tǒng)必須具備兩個(gè)不同角度的攝像機(jī)或使用激光掃描器。通過(guò)這種方式檢測(cè)對(duì)象的第三維度。同樣，現(xiàn)在也有許多的應(yīng)用使用了三維視覺(jué)技術(shù)。例如零件取放，利用三維視覺(jué)技術(shù)檢測(cè)物體并創(chuàng)建三維圖像，分析并選擇最好的拾取方式。

如果說(shuō)視覺(jué)傳感器給了機(jī)器人眼睛，那么力/力矩傳感器則給機(jī)器人帶去了觸覺(jué)。機(jī)器人利用力/力矩傳感器感知末端執(zhí)行器的力度。多數(shù)情況下，力/力矩傳感器都位于機(jī)器人和夾具之間，這樣，所有反饋到夾具上的力就都在機(jī)器人的監(jiān)控之中。

有了力/力矩傳感器，像裝配，人工引導(dǎo)、示教，力度限制等應(yīng)用才能得以實(shí)現(xiàn)。

碰撞檢測(cè)傳感器

這種傳感器有各種不同的形式。這些傳感器的主要應(yīng)用是為作業(yè)人員提供一個(gè)安全的工作環(huán)境，協(xié)作機(jī)器人最有必要使用它們。一些傳感器可以是某種觸覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)柔軟的表面感知壓力，如果感知到壓力，將給機(jī)器人發(fā)送信號(hào)，限制或停止機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

有些傳感器還可以直接內(nèi)置在機(jī)器人中。有些公司利用加速度計(jì)反饋，還有些則使用電流反饋。在這兩種情況下，當(dāng)機(jī)器人感知到異常的力度時(shí)，觸發(fā)緊急停止，從而確保安全。但是在機(jī)器人停止之前，你還是會(huì)被它撞到。因此最安全的環(huán)境是完全沒(méi)有碰撞風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境，這就是接下來(lái)這個(gè)傳感器的使命。

要想讓工業(yè)機(jī)器人與人進(jìn)行協(xié)作，首先要找出可以保證作業(yè)人員安全的方法。這些傳感器有各種形式，從攝像頭到激光等，目的只有一個(gè)，就是告訴機(jī)器人周?chē)臓顩r。有些安全系統(tǒng)可以設(shè)置成當(dāng)有人出現(xiàn)在特定的區(qū)域/空間時(shí)，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)減速運(yùn)行，如果人員繼續(xù)靠近，機(jī)器人則會(huì)停止工作。

最簡(jiǎn)單的例子就是電梯門(mén)上的激光安全傳感器。當(dāng)激光檢測(cè)障礙物時(shí)，門(mén)會(huì)立即停止并倒退，以避免碰撞。在機(jī)器人行業(yè)里的大多數(shù)安全傳感器也差不多是這樣。

零件檢測(cè)傳感器

在零件拾取應(yīng)用中，（假設(shè)沒(méi)有視覺(jué)系統(tǒng)），你無(wú)法知道機(jī)器人抓手是否正確抓取了零件。而零件檢測(cè)應(yīng)用可以為你提供抓手位置的反饋。例如，如果抓手漏掉了一個(gè)零件，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到這個(gè)錯(cuò)誤，并重復(fù)操作一次，以確保零件被正確抓取。

其它傳感器

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市場(chǎng)上還有很多的傳感器適用于不同的應(yīng)用。例如焊縫追蹤傳感器等。

觸覺(jué)傳感器也越來(lái)越受歡迎。這一類(lèi)的傳感器一般安裝在抓手上用來(lái)檢測(cè)和感覺(jué)所抓的物體是什么。傳感器通常能夠檢測(cè)力度，并得出力度分布的情況，從而知道對(duì)象的確切位置，讓你可以控制抓取的位置和末端執(zhí)行器的抓取力度。另外還有一些觸覺(jué)傳感器可以檢測(cè)熱量的變化。

最后，傳感器是實(shí)現(xiàn)軟件智能的關(guān)鍵組件。沒(méi)有這些傳感器，很多復(fù)雜的操作就不能實(shí)現(xiàn)。它們不僅實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的操作，同時(shí)也保證了這些操作能夠在進(jìn)行的過(guò)程中得到良好的控制。