機(jī)器人用傳感器按用途分為內(nèi)部傳感器和外部傳
感器,。內(nèi)部傳感器裝在機(jī)器人本體上，包括位移,、速
度,、加速度傳感器，是為了檢測(cè)機(jī)器人操作機(jī)內(nèi)部狀
態(tài),，在伺服控制系統(tǒng)中作為反饋信號(hào),。外部傳感器，
如視覺(jué),、觸覺(jué),、力覺(jué)、距離等傳感器,，是為了檢測(cè)作
業(yè)對(duì)象及環(huán)境或機(jī)器人與其關(guān)系,。使用外部傳感器，
可以提高機(jī)器人自適應(yīng)能力和智能水平。
位移傳感器
    位移傳感器包括直線位移傳感器和角位移傳感
器,。電位器等可用于側(cè)量直線位移,，也可用于測(cè)量角
位移;編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等可用于測(cè)童角位移,。其
分類如圖27.5-1所示,。

1電位器
    電位器可作為直線位移和角位移的檢測(cè)元件，其
結(jié)構(gòu)形式如圖27.5-2所示,，電路原理圖加圖27.5-3
所示,。


  
  所以為了保證電位器的線性輸出，應(yīng)保證等效負(fù)
載電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電位器總電阻,。
    電位器式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，性能穩(wěn)定，使用方
便,。但分辨力不高,，且當(dāng)電刷和電阻之間接觸面磨損
或有塵埃附著時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。
2光電編碼器
    編碼器可以是機(jī)械式的,、電磁式的或光電式的,，
按其刻度方法的不同又可分為增量式的和絕對(duì)式的。
作為機(jī)器人位移傳感器增量式光電編碼器應(yīng)用最為廣
泛,。
    光電編碼器的工作原理如圖27.5-4所示,，在圓
盤上有規(guī)則地刻有透光和不透光的線條，當(dāng)回盤旋轉(zhuǎn)
時(shí),，便產(chǎn)生一系列交變的光信號(hào),，由另一側(cè)的光敏元
件接收，轉(zhuǎn)換成電脈沖,。

    如圖27.5-5所示,，增量式編碼器有X, Y, Z三
路輸出信號(hào)。其中X, Y為相位相差π/2的兩路脈沖
信號(hào);Z為標(biāo)志信號(hào),，碼盤每轉(zhuǎn)一圈,，產(chǎn)生一個(gè)脈
沖，旋轉(zhuǎn)方向可由硬件電路檢測(cè),。

    絕對(duì)式編碼器與增量式不同之處即在圓盤上透光不
透光的線條圖形,，絕對(duì)式編碼器可有若干碼道，位置可
由碼值直接讀出,。碼道的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼,、循環(huán)
碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等,，編碼器的分辨力為2-nx 360°,n為
盤上的碼道數(shù),。圖27.5-6為循環(huán)碼盤面圖形。

    光電編碼器無(wú)觸點(diǎn)，可以用在快速旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合,。
此外,，絕對(duì)式編碼系統(tǒng)難以適應(yīng)有噪聲的環(huán)境，如電
源干擾,、機(jī)械振動(dòng),。且成本高,，所以不如增盤式編碼
器應(yīng)用普遍,。
3旋轉(zhuǎn)變壓器
    應(yīng)用最廣的是正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。它是一種小型
的交流電動(dòng)機(jī),，定子和轉(zhuǎn)子都有兩個(gè)相互垂直的繞組,，
如圖27.5-7所示，定子上兩個(gè)繞組的勵(lì)磁電壓為
EMsinwt, EMcoswt,。其幅值相等,，均為EM，角頻率相

等,，均為w,，相位相差90°。轉(zhuǎn)子兩個(gè)繞組輸出電壓為
KEMsin(wt+θ) ,KEMcos(wt+θ),，其幅值與勵(lì)磁電壓
的幅值成正比,，對(duì)勵(lì)磁電壓的相位移等于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)
角度θ，檢測(cè)出相位差為θ,，即可測(cè)出角位移,。
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