你的位置:首頁(yè) > 傳感技術(shù) > 正文

機(jī)器人控制:模擬傳感器

發(fā)布時(shí)間:2018-08-02 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】模擬觸覺(jué)傳感器是一種柔順器件,它的輸出正比于局部力。圖6. 18所示,為這種器件的一 種最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu):一個(gè)彈簧加力桿與一個(gè)轉(zhuǎn)軸相連,由于橫向力引起的彈簧位移導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸成比 例地旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)角可用電位計(jì)連續(xù)測(cè)董,或用碼盤作數(shù)字式測(cè)量。根據(jù)彈簧的彈性系數(shù),便可求得 與位移相應(yīng)的力。
 
過(guò)去幾年中;人們花費(fèi)了很多精力開(kāi)發(fā)蝕覺(jué)陣列,這種陣列能獲得比單個(gè)傳感器更大區(qū)域 的觸覺(jué)信息,圖6. 19說(shuō)明了這種器件的應(yīng)用,圖中示出了一個(gè)機(jī)械手,在每個(gè)手指的內(nèi)表面都 復(fù)蓋了觖覺(jué)陣列.機(jī)械手外表商的傳感片是典型的二值器件,其功能已在6. 4.1節(jié)的結(jié)尾做了
 
機(jī)器人控制:模擬傳感器
 
雖然傳感陣列可由若干審個(gè)傳感器組成,但處理這一問(wèn)題的最好方法暈構(gòu)成一個(gè)由甩極 組成的陣列,電極與柔性導(dǎo)電材料(例如石墨基物質(zhì))保持電器接觸,導(dǎo)電材料的電阻隨力而 變化。這種器件往往稱為人造皮膚.當(dāng)物體壓在其表面上時(shí),將引起局部變形*測(cè)出連續(xù)的電阻變化,就可測(cè)量埼部變形,電阻的改變很容易轉(zhuǎn)換成電信號(hào),其幅值正比于施加在材料表面上某一點(diǎn)的力。
 
機(jī)器人控制:模擬傳感器
 
圖6.20給出了構(gòu)成人造皮膚的幾種基本方法,圖6. 20a所示的方案基于“窗U”概念,特點(diǎn) 是在公共底板和電極陣列之間夾著導(dǎo)電材料,電極陣列蝕刻在一塊玻璃纖維印刷電路板上。每 個(gè)電極是一矩形區(qū)域(因此稱為窗口 ),該區(qū)域便構(gòu)成一個(gè)觸點(diǎn)。從公共底板流向每個(gè)電極的電 流是導(dǎo)電材料所受壓力的函數(shù)。
 
圖6.20b所示的方法中,窄長(zhǎng)的電極對(duì)和用大規(guī)模集電歸技術(shù)制怍的有源電路廠起放在同一基片上導(dǎo)電材料位乎_片的上面,除與電極相通,與基片的故它部分是絕緣的。測(cè)量由于材料受壓而引起的電阻變化,并由電極對(duì)之間的有源電路轉(zhuǎn)換成電信
 
圖6. 20c此所示為另一神可技的方法七這種方法中,導(dǎo)電材嵙位于龠畢直相交的細(xì)直韌性 電極硨列之間。中間用導(dǎo)電材嵙隔開(kāi)的每個(gè)交點(diǎn)便是一個(gè)敏感點(diǎn)。可用如下方法測(cè)量由于材料受壓而引起的電阻變化:激勵(lì)一個(gè)陣列的電極(每次一個(gè)電極):,然后測(cè)量流過(guò)另一陣列單元的電流。每個(gè)單元上電流的幅值正比干該單元和受激單元間材料所受的壓力。
 
最后,因6. 20d所示方案需要使用一種各向異性的導(dǎo)電材料。這珅材料具有單向?qū)щ姵中?。這種傳感器由位于底板上的細(xì)$形電極的線狀陣列所構(gòu)成導(dǎo)電材料位于該陣列上面,導(dǎo) 電方向垂直于電板并且用一網(wǎng)狀物將導(dǎo)電材料與電極分開(kāi),以保證在沒(méi)有外力怍用時(shí)它們之 間甲互相接觸。隨著力的增大,接觸面積也增大,使得電阻降低。號(hào)圖6.20c所示方法一樣,一 個(gè)陣列由外部激勵(lì)并測(cè)量另一陣列產(chǎn)生的電流.應(yīng)當(dāng)指出,觸覺(jué)靈敏度取擇于隔離用網(wǎng)狀物的厚度
 
圖6.20c和d所示的方法需要依次激廊其中一個(gè)陣列的元素,這種方法通常會(huì)產(chǎn)生一困難問(wèn)題,即由于改變電流路徑會(huì)引起“交叉”感應(yīng),使得對(duì)復(fù)雜的接觸模式所輸出的信號(hào)難以作出準(zhǔn)確的解釋。解決此問(wèn)題的一種方法是、在每個(gè)交叉點(diǎn)處放一個(gè)二極管以消除流經(jīng)其它路徑 的電流。另一種方法是除了被激勵(lì)的單元外,將所有其它路徑接地。逐個(gè)掃描接收陣列的路徑,我們基本上可以“看”到每個(gè)單元交叉點(diǎn)所起的作用。
 
機(jī)器人控制:模擬傳感器
 
到此為止,所討論的各種觸覺(jué)傳感器都涉及到測(cè)量垂直于傳感表面的外力。測(cè)量切向運(yùn) 動(dòng),以確定是否有滑動(dòng),是觸覺(jué)傳感器另一重要應(yīng)用。在結(jié)束本節(jié)前,我們簡(jiǎn)要地介紹Bejczy [1980]所建議的用檢測(cè)滑動(dòng)方向和大小的一神方法.圖6. 21所示的器件包括一個(gè)表面有凹陷可自由運(yùn)動(dòng)的小球,它可以使一個(gè)固定在導(dǎo)電盤軸上的細(xì)桿偏斜。在導(dǎo)電盤下均勻地放置若干電觸點(diǎn),物體在球上滑動(dòng)將導(dǎo)致球的旋轉(zhuǎn),而球的旋轉(zhuǎn)則會(huì)使細(xì)桿和圓盤以一定頻率振動(dòng), 該頻率正比于球的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)動(dòng)的方向確定哪個(gè)觸點(diǎn)與振動(dòng)的圓盤接觸,相應(yīng)的電路產(chǎn)生脈沖,分析得到的信號(hào)就可確滑動(dòng)的平均方向 "
 
 
推薦閱讀:
 
開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)與材料選擇
我一說(shuō)你就懂的電源知識(shí)——漏感
如何借助雪崩二極管提供過(guò)壓保護(hù)?
手持頻譜儀也能用于核磁共振測(cè)試?
鋁電解電容壽命計(jì)算
要采購(gòu)傳感器么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉