《传感器原理及应用》课程PPT教学课件（现代传感技术）第13讲 机器人触觉传感器、机器人接近觉传感器

Q第三节机器人触觉传感器 是对人类的触觉的模仿,分两类: 1)简单的接触传感器,探测是否与周圈物 体接触,如开关型传感器 2)复杂的触觉传感器,除了能探测周物 体的存在,而且还能感知物体外部的轮 机器人触觉包括: 接触觉,压觉,力觉,滑觉等

第三节 机器人触觉传感器  是对人类的触觉的模仿，分两类： 1）简单的接触传感器，探测是否与周围物 体接触，如开关型传感器。 2）复杂的触觉传感器，除了能探测周围物 体的存在，而且还能感知物体外部的轮 廓。 机器人触觉包括： 接触觉，压觉，力觉，滑觉等

接触觉传感器 ◆检测机器人的某些部位与外界物体接触 与否。 ◆常见的有4种 )金属圆顶式高密度接触觉传感器。 2)碳纤维纸式高密度接触觉传感器。 3)导电橡胶式接触觉传感器。 4)导电橡胶丝式接触觉传感景。 见下图7-8

一、接触觉传感器  检测机器人的某些部位与外界物体接触 与否。  常见的有4种 1）金属圆顶式高密度接触觉传感器。 2）碳纤维纸式高密度接触觉传感器。 3）导电橡胶式接触觉传感器。 4）导电橡胶丝式接触觉传感器。 见下图7-8

把握力 把握力碳纤维纸 金属电极 导电橡胺把拥力 金属电极 衬底 泡沫 图78接触觉传感器的几种典型结构

Q正在研究更完善、优化的传感器,如人 工皮肤,其实质就是接触觉感器阵列。 ◆接触觉信息处理分两个阶段: 1)预处理:对原始信息“加工”。 2)再加工:进一步对信息进行处狸。 涉及数字信号处理、图像处理、计算机图 形学、人工智能、模式识别等知识

 正在研究更完善、优化的传感器，如人 工皮肤，其实质就是接触觉传感器阵列。  接触觉信息处理分两个阶段： 1）预处理：对原始信息“加工” 。 2）再加工：进一步对信息进行处理。 涉及数字信号处理、图像处理、计算机图 形学、人工智能、模式识别等知识

二、压觉传感器 ◆用来检测机器人手指的握持面上承受的 压力大小和分布(分布式压觉传感器)。 ◆特点:小型轻便、响应快、哗列密度高 在线性好、可靠性高。 ◆硅电容式压觉传感器: 柔性垫片层儿外力扎表皮层 「N並腰7 电容板板sO2 衬底 图79硅电容压觉传感器阵列剖面图

二、压觉传感器  用来检测机器人手指的握持面上承受的 压力大小和分布（分布式压觉传感器）。  特点：小型轻便、响应快、阵列密度高、 在线性好、可靠性高。  硅电容式压觉传感器：

读出电路及波形(类似前面压敏传感器) 复位元 复位 图7-10读出电路及其相关波形 a)读出电路b)波形

读出电路及波形（类似前面压敏传感器）

力觉传感器 ◆用于感知机器人的指、肢和关节在工作 和运动中所受力的大小和方向。 ◆特点:检测多维作用力。 ◆主要部件:应变片、压电传感器、电容 式传感器、光电式传感器和电磁式力传 感紧。 ◆按位置分为三种形式:头节力传感景 腕力传感景、支座传感器

三、力觉传感器  用于感知机器人的指、肢和关节在工作 和运动中所受力的大小和方向。  特点：检测多维作用力。  主要部件：应变片、压电传感器、电容 式传感器、光电式传感器和电磁式力传 感器。  按位置分为三种形式：关节力传感器、 腕力传感器、支座传感器

两种腕力传感器 悶5 图7-11简式 图7-12挠性件十字梁式 腕力传感器 腕力传感器

两种腕力传感器：

四、滑觉传感器 ◆机器人抓住某物体时,必须对物体施以 最佳大小的把握力,以保证既能抓住, 又不至于抓坏。为此,应检测手指与物 体接触面之间相对运动(滑动)的大小 和方向 ◆常见的两种: 1)光电式。 2)环形

四、滑觉传感器  机器人抓住某物体时，必须对物体施以 最佳大小的把握力，以保证既能抓住， 又不至于抓坏。为此，应检测手指与物 体接触面之间相对运动（滑动）的大小 和方向。  常见的两种： 1）光电式。 2）环形

物体 X 闭图 图713光电式滑觉传感器 图7-14球形滑觉传感器 1一手指主体2—滚筒23圆板4轴 5一轴承6-发光管7—光敏管