在工業(yè)自動化領(lǐng)域中，機(jī)器人需要提供所需信息，以便正確地執(zhí)行相關(guān)操作。一項(xiàng)報告預(yù)計，到2021年，全球工業(yè)機(jī)器人傳感器市場(CAGR)將以大約8%的年復(fù)合增長率穩(wěn)定增長。另外一份報告明確指出，在2027年，僅視覺系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)57億美元的市場份額，而力傳感器市場將達(dá)到69億美元。
以下是最常用的工業(yè)機(jī)器人傳感器列表。
2-2維視覺傳感器是一種攝像機(jī)，它能夠完成從運(yùn)動物體檢測到傳輸帶的定位等多種任務(wù)。多款智能攝像機(jī)能對零件進(jìn)行檢測，幫助機(jī)器人進(jìn)行定位，根據(jù)機(jī)器人收到的信息來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整自己的動作。
3D視覺傳感三維視覺系統(tǒng)是一種具有不同角度的攝像機(jī)或激光掃描裝置來檢測物體的第三維空間。比如，零件的提取就是利用三維視覺技術(shù)來檢測物體，生成三維圖像，分析和選擇最佳的取景方式。
力矩傳感器如果說視覺傳感器是機(jī)器人眼睛的，那么力/力矩傳感器給機(jī)器人以觸覺。機(jī)械手通過力/力矩傳感器來感知末端作動器的力量。力/力矩傳感器大多位于機(jī)器人與夾具之間，因此，對夾具的所有反饋都是由機(jī)械手進(jìn)行監(jiān)測。采用力/力矩傳感器、裝配、人工引導(dǎo)、示教、限力器等應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。
沖突探測傳感器有多種形式，它主要應(yīng)用于為協(xié)同機(jī)器人提供一個安全的工作環(huán)境，以供作業(yè)人員使用。有些感應(yīng)器可能是一種觸覺識別系統(tǒng)，它能感覺到軟面上的壓力，并向機(jī)器人發(fā)送信號來限制或阻止機(jī)器人的移動。
有些感應(yīng)器也可直接植入機(jī)器人中。一些公司利用加速計反饋，另一些則采用電流反饋。不管是哪種情況，當(dāng)機(jī)器人感覺到異常的力量時，都會觸發(fā)緊急制動裝置，以確保安全。
要使工業(yè)機(jī)器人能與人協(xié)同工作，首先要找到能保障操作者安全的方法。這種感應(yīng)器有多種形式，從照相機(jī)到激光等等，旨在告知機(jī)器人的環(huán)境。一些安全系統(tǒng)可以設(shè)置為，當(dāng)有人進(jìn)入某一空間時，機(jī)器人會自動減速運(yùn)行，如果有人繼續(xù)靠近，它將停止工作。以升降機(jī)門為例，激光防盜傳感器。如果有激光探測到障礙，升降機(jī)將立即停車并返回，避免碰撞。
在其他傳感器市場上，有許多傳感器可適應(yīng)各種應(yīng)用。比如焊接跟蹤傳感器等等。
觸感傳感器也日益流行起來。這種類型的傳感器一般都安裝在扶手上，用于探測和感知抓取的對象。感應(yīng)器能探測力并對力分布情況進(jìn)行探測，從而準(zhǔn)確地了解物體的位置，使您能控制抓握的位置和末端作用力。另有一些觸覺傳感器，能夠測量熱的變化。
可視化和近景傳感器與自動駕駛汽車相似，包括照相機(jī)、紅外、聲納、超聲波、雷達(dá)和激光雷達(dá)。有些情況下可使用多臺攝像機(jī)，特別是立體視覺。結(jié)合使用這些傳感器，機(jī)器人就能判斷大小、識別對象、確定距離。
RFID敏感器能夠提供識別碼，并允許經(jīng)過授權(quán)的機(jī)器人獲得其它信息。
傳聲器(聲學(xué)傳感器)幫助工業(yè)機(jī)器人接收語音指令，并在熟悉的環(huán)境中識別異常聲音。若加入壓電傳感器，則能識別和消除振動噪聲，避免機(jī)器人錯誤理解語音指令。高級算法甚至允許機(jī)器人了解說話人的情緒。
作為機(jī)器人自我診斷的一部分，溫度感應(yīng)可以被用來確定機(jī)器人周圍的環(huán)境，避免潛在的有害熱源。機(jī)器人可以通過化學(xué)、光、色等傳感器來評估、調(diào)節(jié)和探測存在的環(huán)境問題。
穩(wěn)定性對人型機(jī)器人來說，行走、跑步、甚至跳舞都是個重要問題。為了給機(jī)器人提供精確位置數(shù)據(jù)，他們需要和智能手機(jī)一樣的傳感器。這種應(yīng)用中使用了9自由度(9DOF)傳感器或慣性測量裝置(IMU)，包括3軸加速度計、3軸陀螺和3軸磁力計。
感應(yīng)器是實(shí)現(xiàn)軟件智能的重要組成部分，沒有傳感器，許多復(fù)雜的操作就無法實(shí)現(xiàn)。他們既能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜操作，又能保證操作在執(zhí)行時能得到很好的控制。
什么傳感器主要用于工業(yè)機(jī)器人避障？
通過傳感器實(shí)時地獲得移動機(jī)器人周圍的障礙物信息，包括大小、形狀、位置等，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的避障。目前常用的避障傳感器有許多種，常見的是視覺傳感器、激光傳感器、紅外線傳感器、超聲傳感器等。
超聲傳感器
超聲傳感技術(shù)的基本原理是測量超聲的飛行時間，距離以d=t/2為單位，其中，d為距離，v為聲速，t為飛行時間。
一種超聲傳感信號表示。距離是由由壓電或靜電波發(fā)射而成，頻率為幾十kHz的超聲脈沖構(gòu)成波包，該系統(tǒng)利用某一閾值的反向聲波，再利用測飛時間來計算。超聲傳感器的作用距離一般不大，一般的有效檢測距離幾米遠(yuǎn)，但存在數(shù)十毫米的最小探測盲區(qū)。超聲波傳感器具有成本低廉、實(shí)現(xiàn)方法簡單、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于移動機(jī)器人。
紅外線傳感器
通常紅外測距都是利用三角測距原理。紅外線發(fā)射器按一定角度發(fā)射紅外線，遇到目標(biāo)后，光會反向返回，在探測到反射光后，利用其結(jié)構(gòu)上的幾何三角關(guān)系計算出目標(biāo)距離D。
在距離足夠近的情況下，超出CCD的探測范圍，即使物體很近，傳感器也看不見。在目標(biāo)距離D較大的情況下，L值較小，測量精度較低。所以，普通的紅外傳感器測量距離較近，小于超聲，同時遠(yuǎn)距離測量還有最小距離限制。此外，對于透明或近似黑體的物體，紅外傳感器不能探測到距離。但是，與超聲相比，紅外傳感器的帶寬要大得多。
激光器傳感器
常用的激光雷達(dá)是以飛行時間為基礎(chǔ)的，它通過測量激光的飛行時間來測距離d=ct/2，與前面提到的超聲波公式相似，其中d表示距離，c為光速，t表示發(fā)射時間間隔。
最簡單的方法是測量反射光的相移，傳感器在已知的頻率下發(fā)出一定幅度的調(diào)制光，并測量發(fā)射與反相信號之間的相移。
調(diào)變信號的波長為lamda=c/f，其中c是光速，f是調(diào)制頻率，在測量發(fā)射和反射光束間相移差theta后，可以用lamda*theta/4pi計算得到。
圖像傳感器
通常使用的計算機(jī)視覺方案還有許多種，如雙目視覺、基于TOF的深度攝像機(jī)、基于結(jié)構(gòu)光的深度攝像機(jī)等。
以結(jié)構(gòu)光為基礎(chǔ)的深度照相機(jī)發(fā)出的光線，會產(chǎn)生相對隨機(jī)而固定的斑點(diǎn)圖像，光點(diǎn)擊中目標(biāo)，因?yàn)榕c攝像機(jī)距離不同，被攝像機(jī)捕獲的位置也不同。該算法首先計算標(biāo)準(zhǔn)圖樣在不同位置上的相位偏差，并根據(jù)攝像機(jī)位置、傳感器尺寸等參數(shù)計算出目標(biāo)到攝像機(jī)之間的距離。
雙眼視覺測距實(shí)質(zhì)上也是三角測距方法，因?yàn)閮蓚€攝像機(jī)的位置不同，看起來像人的雙眼一樣，看起來也不一樣。同樣的點(diǎn)P，兩個攝像機(jī)所看到的點(diǎn)位也不一樣，此時，點(diǎn)的距離可以用三角測量來測量。
深圳市力準(zhǔn)傳感器技術(shù)有限公司是一家集生產(chǎn)、銷售、銷售、售后服務(wù)為一體的高精度測力傳感器、三軸力傳感器、扭力傳感器、柱式傳感器、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)于一體的綜合性技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)。專業(yè)生產(chǎn)各類稱重、測力、壓力、扭矩傳感器等數(shù)千種產(chǎn)品。稱重范圍小到幾克，大到1000多噸；配有高、中、低溫傳感器，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、紡織、電子、石油、化工、機(jī)械加工、能源、環(huán)保、醫(yī)療、運(yùn)輸、建材等行業(yè)中。
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