六单元机器人的轨迹规划生成与控制技术教程.pptVIP

* 运动机器人所需要的最重要也是最困难的传感器系统之一就是定位装置。局部和整体位置信息都可能需要。这种信息的准确度对确定机器人控制对策也是很重要的，因为机械手作业的成功和淮确与机器人定位的成功和准确直接有关。在车轮上安装轴角编码对短距离可提供准确信息，而由于轮子打滑以及其它因素，对长距离可能造成大的累积误差。所以，一些可修正确定位置的整体方法也是需要的。 * 4.4.6 传感器与集成控制 因为一台智能机器人可能采用很多种传感器，所以把传感的信息和存储的信息集成起来，形成控制规则也是重要的问题。在某些情况下，一台计算机就完全能够控制机器人。在某些复杂系统中，运动机器人或柔性制造系统可能要采用分层的、分散的计算机。一台执行控制器可用以完成总体规划。它把信息传递给一系列专用的处理器，以控制机器人各中功能，并从传感器系统接受输入信号。不同的层次可用来完成不同的任务。 * 分散的传感器和控制系统在许多方面很像人类的中枢神经系统。很多动作可由脊椎神经网络控制，而无需大脑的意识控制。这种局部反应和自主功能对人类的生存是必要的，如何设法在机器人上仿真实现这类功能也是非常重要的。对机器人这类机构的研究将使我们进一步理解如何才能让机器工人作得更像人类一样。 职业培训师、管理顾问：徐剑 xuj2@em.tsinghua.edu.cn * 职业培训师、管理顾问：徐剑 xuj2@em.tsinghua.edu.cn * 职业培训师、管理顾问：徐剑 xuj2@em.tsinghua.edu.cn * 职业培训师、管理顾问：徐剑 xuj2@em.tsinghua.edu.cn * * 3．从机器人控制的要求来选择 机器人控制需要采用传感器检测机器人的运动位置、速度、加速度。 除了较简单的开环控制机器人外，多数机器人都采用了位置传感器作为闭环控制器的反馈元件。机器人根据位置传感器反馈的位置信息，对机器人的运动误差进行补偿。 不少机器人还装备有速度传感器和加速度传感器。加速度传感器可以检测机器人构件受到的惯性力，使控制能够补偿惯性力引起的变形误差。速度检测用于预测机器人的运动时间，计算和控制由离心力引起的变形误差。 * 4．从辅助工作的要求来选择 工业机器人在从事某些辅助工作时，也要求有一定的感觉能力。这些辅助工作包括产品的检验和工件的准备等。 机器人在外观检验中的应用日益增多。机器人在这方面的主要用途有检查毛刺、裂缝或孔洞的存在，确定表面粗糙度和装饰质量，检查装配体的完成等。在外观检验中，机器人主要需要视觉能力，有时也需要其他类型的传感器。 * 5．从安全方面的要求来选择 从安全方面考虑，机器人对传感器的要求包括以下两个方面： (1)为了使机器人安全地工作而不受损坏，机器人的各个构件都不能超过其受力极限。 2)从保护机器人使用者的安全出发，也要考虑对机器人传感器的要求。 * 二、传感器性能指标的确定 (1)灵敏度 (2)线性度 (3)测量范围 (4)精度 (5)重复性 (6)分辨率 (7)响应时间 (8)可靠性 * 三、传感器物理特征的选择 (1)尺寸和重量 (2)输出形式 (3)可插接性 * 4.4.3 内部传感器 电位器：电位器是—种典型的位置传感器，可分为直线型(测量位移)和旋转型(测量角度)。电位器由环状或棒状电阻丝和滑动片(或称为电刷)组成，滑动片接触电阻丝取出电信号。电刷与驱动器连成—体，将其线位移或角位移转换成电阻的变化，在电路中以电压或电流的变化形式输出。 电位器可分为导电塑料、线绕式、混合式等滑片型和磁阻式、光标式等非接触型。 * 测速发电机：测速发电机是利用发电机原理的速度传感器或角速度传感器。 根据这个原理测量角速度的测速发电机，可按其构造分为直流测速发电机、交流测速发电机和感应式交流测速发电机。 直流测速发电机的定子是永久磁铁，转子是线圈绕组。可以测量0～10000r／min的旋转速度，线性度为0.1%；此外，停机时不易产生残留电压，因此，它最适宜作速度传感器。 * 光学编码器：光学编码器是机器人关节伺服系统中常用的一种检测装置；它实际是一种量化式的模拟数字转换器。将机械轴的转角值或直线运动的位移值转换成相应的电脉冲。 和所有量化式编码器一样，光学编码器分为增量式和绝对式两种。 所谓增量式编码器，即在编码盘上的读数起始点是不固定的，它从读数起始点开始，把角位移或线位移的变化量进行累积检测。它只能检测角值或线值的变化量(增量)．故称为增量式编码器。 所谓绝对式编码器，其读数起始点是给定的，它以编码盘固有的某图案为起始点，检测角位移或线位移。它能同时检测角值或线值的初始量和增量，也就是能取出总量(绝对量)，放称为绝对式编码器。 * * 4.4.4 外部传感器 4.4.4.1