图 3.6 3.3.3 力觉传感器 力觉是指对机器人的指、肢和关节等运动中所受力的感知 ， 主要包括 。

34、腕力觉、关 节力觉和支座力觉等 ， 根据被测对象的负载 ， 可以把力传感器分为测力传感器（单轴 力传感器） 、力矩表（单轴力矩传感器） 、手指传感器（检测机器人手指作用力的超小 型单轴力传感器）和六轴力觉传感器 。
力觉传感器根据力的检测方式不同 ， 可以分为： 检测应变或应力的应变片式；利用压电效应的压电元件式；用位移计测量负载 产生的位移的差动变压器、电容位移计式 ， 其中应变片被机器人广泛采用 。
13 力觉传感器的作用：感知是否夹起了工件或是否夹持在正确部位；控制装配、打 磨、研磨抛光的质量；装配中提供信息、以产生后续的修正补偿运动来保证装配质量 和速度；防止碰撞、卡死和损坏机件 。
在选用力传感器时 ， 首先要 。

35、特别注意额定值 ， 其次在机器人通常的力控制中 ， 力 的精度意义不大 ， 重要的是分辨率 。
另外 ， 在机器人上实际安装使用力觉传感器时 ，一定要事先检查操作区域 ， 清除障碍物 。
这对实验者的人身安全、对保证机器人及外 围设备不受损害有重要意义 。
图 3.7 为关节力传感器 ， 图 3.8 为腕力传感器 ， 图 3.9 为基座力传感器 。
图 3.7 关节力传感器 14 图 3.8 腕力传感器 图 3.9 基座力传感器 3.3.4 滑觉传感器 滑觉：机器人在抓取不知属性的物体时 ， 其自身应能确定最佳握紧力的给定值 。
当握紧力不够时 ， 要检测被握紧物体的滑动 ， 利用该检测信号 ， 在不损害物体的前提 下 ， 考虑最可靠的夹持方法 ， 实现此功能 。

36、的传感器称为滑觉传感器 。
15 滑觉传感器有滚动式和球式 ， 还有一种通过振动检测滑觉的传感器 。
物体在传感 器表面上滑动时 ， 和滚轮或环相接触 ， 把滑动变成转动 。
磁力式滑觉传感器中 ， 滑动物体引起滚轮滚动 ， 用磁铁和静止的磁头 ， 或用光传 感器进行检测 ， 这种传感器只能检测到一个方向的滑动 。
球式传感器用球代替滚轮 ，可以检测各个方向的滑动 ， 振动式滑觉传感 器表面伸出的触针能和物体接触 ， 物体滚 动时 ， 触针与物体接触而产生振动 ， 这个振动由压点传感器或磁场线圈结构的微小位 移计检测 。
图 3.10 为滑觉传感器 图 3.10 滑觉传感器 3.3.5 接近觉传感器 接近觉传感器的主要作用是在接触对象之前获得必要的信息 。

37、 ， 用来探测在一定距 离范围内是否有物体接近、物体的接近距离和对象的表面形状及倾斜等状态 ， 一般用 “1”和“0”两种态表示 。
在机器人中 ， 主要用于对物体的抓取和躲避 。
接近觉一般 用非接触式测量元件 ， 如霍尔效应传感器、电磁式接近开关和光学接近传感器 。
电磁式：利用涡流效应产生接近觉 。
如图 3.11 所示 ， 加有高频信号 Is的励磁线圈 L 产生的高频电磁场作用于金属板 ， 在其中产生涡流 ， 该涡流反作用于线圈 ， 通过检 测线圈的输出可反映出传感器与被接近金属间的距离 ， 这种接近觉传感器精度高 ， 响 应快 ， 可在高温环境中使用 ， 但检测对象必须是金属 。
16 图 3.11 电磁式接近传感器 电容式：利用电容量的变化产生 。

38、接近觉 。
电容接近绝传感器如图 3.12 所示 ， 传感 器本体由 2 个极板组成 ， 极板 1 由一个固定频率正弦波电压激励 ， 极板 2 外接电荷放 大器 ， 0 为被接近物 ， 在传感器两极板和被接近物三者之间形成了一个交变电场 。
当靠 近被接近物时 ， 电场变化引起了极板 1、2 间电容 C 的变化 。
由于电压幅值恒定 ， 所以 电容变化又反映为极板上的电荷的变化 ， 从而可检测出与被接近物的距离 。
电容式接 近觉传感器具有对物体的颜色、构造和表面都不敏感且实时性好的优点 。
但一般按上 述结构制作的传感器要求障碍物是导体且必须接地 ， 并且容易受到对地寄生电容的影 响 。
图 3.12 电容接近觉传感器 17 第四章我国传感器技术发 。

39、展的若干问题及发展方向 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节 ， 也是机电一体化系统不可缺 少的关键技术之一 ， 其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能；其水平越高 ，系统的自动化程度就越高 。
在一套完整的机电一体化系统中 ， 如果不能利用传感检测 技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号 ，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得 ， 进而使整个系统就无法正常有效的工 作 。

稿源：(未知)

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标题：毕业设计|毕业设计（论文）浅析传感器技术在机电一体化中的应用( 六 )