【編者按】一般機(jī)器人系統(tǒng)由機(jī)械手、環(huán)境、任務(wù)和控制器四個(gè)互相作用的部分組成。我們稱(chēng)一般安裝在機(jī)器人機(jī)械手上的傳感器為內(nèi)傳感器(Inner Sensons),而稱(chēng)作為環(huán)境的一部分的傳感器為外傳感器(External Sensons)。下面將以此為主,結(jié)合機(jī)器人傳感器其它分類(lèi)方法進(jìn)行闡述。
機(jī)器人產(chǎn)業(yè)近年來(lái)發(fā)展很快,2012年全球產(chǎn)量為16萬(wàn)臺(tái),歐、美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)器人市場(chǎng)已比較成熟,已處于平增長(zhǎng)階段。其機(jī)器人密度(萬(wàn)名員工使用機(jī)器人臺(tái)數(shù))韓國(guó)為347臺(tái),日本為339臺(tái),法國(guó)為261臺(tái),而我國(guó)為10臺(tái)(有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)稱(chēng)為21臺(tái), 僅供參考)。而我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)也發(fā)展很快,工業(yè)機(jī)器人每年裝機(jī)量增長(zhǎng)速度均超過(guò)20%,2010年裝機(jī)量為52290臺(tái),2011年上漲到74317臺(tái),實(shí)現(xiàn)了42%的增長(zhǎng)率。在2012年,我國(guó)出臺(tái)了《智能制造科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》,2013年4月21日還成立了“中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”,這些均證明了我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將會(huì)有更大的發(fā)展。
機(jī)器人產(chǎn)品目前分類(lèi)為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人兩大類(lèi)。國(guó)內(nèi)也有分為工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人兩大類(lèi)的;或分為一般機(jī)器人和智能機(jī)器人兩大類(lèi);或分為一般機(jī)器人和移動(dòng)機(jī)器人兩類(lèi);或分為一般機(jī)器人和擬人機(jī)器人兩類(lèi)等。目前工業(yè)機(jī)器人多用于搬運(yùn)、分揀、上下料、包裝、碼垛、焊接、噴涂、打磨、拋光、切割、擺放、裝配等方面。
一般機(jī)器人系統(tǒng)由機(jī)械手、環(huán)境、任務(wù)和控制器四個(gè)互相作用的部分組成(詳見(jiàn)圖1)。我們稱(chēng)一般安裝在機(jī)器人機(jī)械手上的傳感器為內(nèi)傳感器(Inner Sensons),而稱(chēng)作為環(huán)境的一部分的傳感器為外傳感器(External Sensons)。下面將以此為主,結(jié)合機(jī)器人傳感器其它分類(lèi)方法進(jìn)行闡述。
隨著智能化的程度提高,機(jī)器人傳感器應(yīng)用越來(lái)越多。智能機(jī)器人主要有交互機(jī)器人、傳感機(jī)器人和自主機(jī)器人3種。從擬人功能出發(fā),視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)最為重要,早已進(jìn)入實(shí)用階段,聽(tīng)覺(jué)也有較大進(jìn)展,其它還有嗅覺(jué)、味覺(jué)、滑覺(jué)等,對(duì)應(yīng)有多種傳感器,所以機(jī)器人傳感產(chǎn)業(yè)也形成了生產(chǎn)和科研力量。
內(nèi)傳感器
機(jī)器介機(jī)電一體化的產(chǎn)品,內(nèi)傳感器和電機(jī)、軸等機(jī)械部件或機(jī)械結(jié)構(gòu)如手臂(Arm)、手腕(Wrist)等安裝在一起,完成位置、速度、力度的測(cè)量,實(shí)現(xiàn)伺服控制。
位置(位移)傳感器
直線(xiàn)移動(dòng)傳感器有電位計(jì)式傳感器和可調(diào)變壓器兩種。角位移傳感器有電位計(jì)式、可調(diào)變壓器(旋轉(zhuǎn)變壓器)及光電編碼器三種,其中光電編碼器有增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器。增量式編碼器一般用于零位不確定的位置伺服控制,絕對(duì)式編碼器能夠得到對(duì)應(yīng)于編碼器初始鎖定位置的驅(qū)動(dòng)軸瞬時(shí)角度值,當(dāng)設(shè)備受到壓力時(shí),只要讀出每個(gè)關(guān)節(jié)編碼器的讀數(shù),就能夠?qū)λ欧刂频慕o定值進(jìn)行調(diào)整,以防止機(jī)器人啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生過(guò)劇烈的運(yùn)動(dòng)。