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智能机器人制造中都带了哪些传感器？
对于传感器来说，按照输入的状态，输入可以分成静态量和动态量。我们可以根据在各个值的稳定状态下，输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。
　　OFweek网讯：是一种常见的却又很重要的器件，它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。对于传感器来说，按照输入的状态，输入可以分成静态量和动态量。我们可以根据在各个值的稳定状态下，输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。　　传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。传感器的动态特性则指的是对于输入量随着时间变化的响应特性。动态特性通常采用传递函数等自动控制的模型来描述。通常，传感器接收到的信号都有微弱的低频信号，外界的干扰有的时候的幅度能够超过被测量的信号，因此消除串入的噪声就成为了一项关键的。　　物理传感器　　物理传感器是检测物理量的传感器。它是利用某些物理效应，把被测量的物理量转化成为便于处理的能量形式的信号的装置。其输出的信号和输入的信号有确定的关系。主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。　　作为例子，让我们看看比较常用的光电式传感器。这种传感器把光信号转换成为电信号，它直接检测来自物体的辐射信息，也可以转换其他物理量成为光信号。其主要的原理是光电效应：当光照射到物质上的时候，物质上的电效应发生改变，这里的电效应包括电子发射、电导率和电位电流等。　　显然，能够容易产生这样效应的器件成为光电式传感器的主要部件，比如说光敏电阻。这样，我们知道了光电传感器的主要工作流程就是接受相应的光的照射，通过类似光敏电阻这样的器件把光能转化成为电能，然后通过放大和去噪声的处理，就得到了所需要的输出的电信号。这里的输出电信号和原始的光信号有一定的关系，通常是接近线性的关系，这样计算原始的光信号就不是很复杂了。其它的物理传感器的原理都可以类比于光电式传感器。　　物理传感器的应用范围是非常广泛的，我们仅仅就生物医学的角度来看看物理传感器的应用情况，之后不难推测物理传感器在其他的方面也有重要的应用。　　比如血压测量是医学测量中的最为常规的一种。我们通常的血压测量都是间接测量，通过体表检测出来的血流和压力之间的关系，从而测出脉管里的血压值。测量血压所需要的传感器通常都包括一个弹性膜片，它将压力信号转变成为膜片的变形，然后再根据膜片的应变或位移转换成为相应的电信号。在电信号的峰值处我们可以检测出来收缩压，在通过反相器和峰值检测器后，种传感器外形我们可以得到舒张压，通过积分器就可以得到平均压。　　让我们再看看呼吸测量技术。呼吸测量是临床诊断肺功能的重要依据，在外科手术和病人监护中都是必不可少的。比如在使用用于测量呼吸频率的热敏电阻式传感器时，把传感器的电阻安装在一个夹子前端的外侧，把夹子夹在鼻翼上，当呼吸气流从热敏电阻表面流过时，就可以通过热敏电阻来测量呼吸的频率以及热气的状态。
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机器人都由哪些传感器构成？
加速度传感器用于测量工业机器人的动态控制信号。一般有由速度测量进行推演、已知质量物体加速度所产生动力，即应用应变仪测量此力进行推演...
　　OFweek网讯：机器人之所以被称之为机器人，是因为其有很多智能的特质。人用五官等来感知世界，机器人的五官就是啦。有时候人的一种感知功能到了机器人身上还需要多个传感器共同工作才能完成。目前智能机器人分类主要有交互机器人、传感机器人和自主机器人3种。从拟人功能出发，视觉、力觉、触觉最为重要，早已进入实用阶段，听觉也有较大进展，其它还有嗅觉、味觉、滑觉等，对应有多种传感器，所以机器人传感产业也形成了生产和科研力量。　　传感器　　内传感器　　机器介机电一体化的产品，内传感器和、轴等机械部件或机械结构如手臂（Arm）、手腕（Wrist）等安装在一起，完成位置、速度、力度的测量，实现伺服控制。　　位置（位移）传感器　　直线移动传感器有电位计式传感器和可调变压器两种。角位移传感器有电位计式、可调变压器（旋转变压器）及光电编码器三种，其中光电编码器有增量式编码器和绝对式编码器。增量式编码器一般用于零位不确定的位置伺服控制，绝对式编码器能够得到对应于编码器初始锁定位置的驱动轴瞬时角度值，当设备受到压力时，只要读出每个关节编码器的读数，就能够对伺服控制的给定值进行调整，以防止机器人启动时产生过剧烈的运动。
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自攀爬幕墙清洗机器人控制系统设计--位移传感器与控制技术
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1引言随着机器人技术的发展，高层建筑幕墙自动化清洗成为可能。"复杂弧面幕墙清洗机器人开发"为863计划资助项目，机器人设计任务是清洗位于北京长安街的国家大剧院金属和玻璃顶棚。该剧院地处北京市中心，必将成为北京的标志性建筑之一，加之北方的气候条件恶劣，剧院外露墙面的清洗非常重要。机器人系统应用于高层幕墙清洗作业，工作条件恶劣，面向工程使用无疑要求系统具有更高的安全性和可靠性。因此机器人需要好的控制系
1引言随着机器人技术的发展，高层建筑幕墙自动化清洗成为可能。"复杂弧面幕墙清洗机器人开发"为863计划资助项目，机器人设计任务是清洗位于北京街的国家大剧院金属和玻璃顶棚。该剧院地处北京市中心，必将成为北京的标志性建筑之一，加之北方的气候条件恶劣，剧院外露墙面的清洗非常重要。机器人系统应用于高层幕墙清洗作业，工作条件恶劣，面向工程使用无疑要求系统具有更高的安全性和可靠性。因此机器人需要好的控制系统。本文针对曲面高空作业特点，在介绍自攀爬式机器人的机构组成的基础上详细介绍机器人控制硬件系统和软件结构。 2 国家大剧院结构特点及机器人设计剧院主体外形呈半椭球形，外墙由玻璃和钛合金板覆盖，总表面面积达到36000m2。大剧院上钛板分为7种规格，宽度从2．2m到1．5m不等。沿球面纬线方向各层钛板之间均分布有封闭铝导轨，宽，高出板面40mm，且玻璃和钛板上导轨连续。钛板间存在横纵缝隙，缝中装有装饰用的半球形结构。自攀爬机器人方案是基于建筑物的结构特点提出的。机器人本体按功能分为攀爬机构、驱动机构、清洗机构、俯仰调节机构。机器人样机[2]如图1所示，总长约3米，宽1米，高0．5米，机体由轻质铝型材搭建而成。通过同步带传动，主框架与后箱体之间产生相对攀升运动；主驱动安装在主框架前端，辅驱动安装在主框架尾部长1000mm的两条滑动导轨之间，辅驱动可在该范围内被动滑动，以适应建筑物板面长度变化；主、辅驱动在机器人运动时与建筑物导轨相配合，通过摩擦轮提供驱动力；刷子模块可相对后箱体和主框架垂直于壁面作升降运动，并可与后箱体同步沿主框架移动；前、后俯仰支撑调节机构，其主要用于攀爬时调整机器人的姿态以适应建筑物每层板面间角度的变化，并在机器人攀爬时作为活动受力支点以改善受力。主框架底部采用船型结构，与安装在建筑物导轨上的滑动导杆形状相配合，并在前后夹持部件的协调配合下，进一步保证机器人攀爬和运动的安全性。前后夹持部件结构相同，该机构动作时机器人可以牢靠地抓持滑动导杆，并机械锁死以保证机器人高空作业的安全性。机器人主要技术指标如下：最大作业高度50m；最大爬行速度／s；清洗效率＞800m2／日；机器人本体重量&150Kg。 3 自攀爬机器人控制系统设计CAN总线是德国公司从80年代初为解决汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，其卓越的特性、极高的靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互联，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。根据运动功能要求和机器人机械本体结构，机器人控制器的硬件系统采用分布式CAN总线网络结构，如图2所示。系统分成6部分，5个CAN总线节点：主框架普通控制节点、后箱体控制节点、攀升及俯仰控制节点、主辅驱动控制节点、主控计算机节点、遥控操作部分。 3．1 控制系统结构分布主控计算机(机载IPC)作为中心节点成为整个系统的核心，采用PCM-9575单板电脑，其功能强大，功耗低，体积小。内嵌低功耗VIA Ezra 800M处理器，在无风扇情况下能工作达60℃，典型功耗14W，并支持PC／104总线。选用PCM3680 CAN接口适配器通过PC／104总线与PCM-9575连接，无线通讯采用ADAM-4550收发模块。主控机属于高层智能级模块，不直接参与底层控制，实时接收遥控操作盒的运动指令，对机器人进行运动规划和控制调度，并通过CAN总线向主框架普通控制器等四个底层节点发出指令，控制和协调四个节点的工作；另一方面将机器人体状态信息反馈给操作人员以便监控。主控机还配备图像处理卡，将机器人上的CCD摄像头提供的视频信号进行处理，用来检测建筑物导轨和板面清洁程度。遥控操作盒部分同样采用ADAM-4550模块与主控计算机进行无线通讯。操作盒主要功能是简单规划和监控，它同时接收无线CCD摄像头采集的图像信息并显示，操作者根据图像和主控计算机的返回信息对机器人进行监控和干预。 主框架普通控制器、后箱体控制器、攀升及俯仰控制器、主辅驱动控制器属于底层控制级模块，负责驱动相应的直流电机，各个模块之间主要通过CAN总线通讯进行协调。4个节点以及操作盒中的人机自行研制，以为核心构成分布节点控制器，各控制器的硬件结构略有不同，以实现系统功能的未来扩展。具有丰富的输入、输出端口；采用80C5l中央处理单元(CPU)；外部ROM可扩展至64kB；2 ×256字节在片RAM、外部可扩展至64kB；8路模拟量输入的10位ADC变换器以及片内监视跟踪器(WDT)等特点使其完全满足节点功能的设计要求，同时内置的CAN控制器增加了系统的可靠性，更有利于提高集成度，减小控制器体积。仅以攀升及俯仰控制器为例进行说明，控制器节点硬件结构原理框图如图3所示。攀升及俯仰控制器控制对象为攀升机构、前、后俯仰支撑调节机构的3个直流伺服电机。攀升控制器封装了完成控制功能所必需的所有检测信息，主要包括攀爬过程中对导轨的检测、攀爬运动上下极限位置检测、主体框架与滑杆接触状态检测、船形板与滑杆槽口配合检测、主体框架与幕墙的平行度检测、前、后调节机构与幕墙接触检测以及相应的处理等。 3．2 配置系统采用多种，用以检测机器人与环境之间的相对状态和本体的运动情况。控制器通过对距离、材质、障碍物、位移等信号的处理分析(融合)，实现运动定位，完成局部自主智能控制，保证有效擦洗和流畅运动。机器人外传感器的配置与工作环境直接相关。建筑物上的外部信息主要有铝导轨、滑动导杆、装饰灯、高大障碍物、大面积污物、少量水渍等几种。针对作业的实际要求，由于采用了攀爬式机构形式，除前后俯仰调节支撑外，机器人框架与壁面为非接触状态，诸如装饰灯之类的障碍物对机器人作业不造成影响。少量水渍对擦洗不会造成不良效应，而污物和灰尘是擦洗作业的直接目标。因此系统处理的外部信息主要是铝导轨、滑动导杆和高大障碍物，通过对这三种障碍的检测，经过控制器的处理完成对工作环境的几何重构。控制系统中对于高大障碍的检测采用接触和光电传感器，对于铝导轨、滑动导杆和悬空的检测采用超声传感器和CCD摄像头。另外CCD摄像头通过无线图像传输的方法使操作人员实时了解机器人作业的全局状态，以便进行必要干预。内传感器用于测量机器人自身状态。采用增量式，并利用控制板卡上通道采用中断方式输入；各种运动极限状态的检测采用接近。能源部分是本系统中不可或缺的组成部分，国家大剧院结构巨大，且建筑物纬线方向存在障碍物，如拖曳的必然造成长度长、重量重、易损坏、并有可能对建筑物表面造成污染和划伤。因此选用锂作为机器人能源，其具有清洁、方便、储能效率较高、重量轻等优点，因此在检测系统中还增加电源监测部分。 4机器人控制软件机器人的工作过程分为自检、初始化、作业、信息反馈四个部分，软件结构如图4所示。运动规划和操作管理部分根据上层规划的要求和准确的局部环境信息，在对作业环境信息性判断的基础上作出决策，选择出响应环境状态最合理的轨迹来进行合成，对运动模块进行调用。传感器检测信息所提供的局部环境模型是选择或调度的判断依据。运动控制采用模块化设计，运动模块之间相对独立。每个模块可以独立地被编码、测试、排错或修改，从而使复杂的工作简化。机器人完成任务所需的所有运动，均可由基本动作模块按照一定的逻辑关系组合而成。在规划结束后软件进入输出驱动控制阶段，具体分配、执行和管理动作序列，并最终形成各种状态信息，这些信息作为故障诊断与处理的依据。在系统进行处理的同时，将所有操作结果输出给操作盒并进行可视化。5结论本文介绍了国家大剧院幕墙清洗作业机器人的控制系统结构、控制器及硬件组成、软件结构特点等方面的内容。通过工程实验使用表明其可靠性较高，性能良好，作业安全。
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