機器人特別是類(lèi)人機器人作為現在人類(lèi)諸多學(xué)科的技術(shù)成果的集合,越來(lái)越向著(zhù)智能機器人的方向發(fā)展,其中的感知設備傳感器也是技術(shù)進(jìn)步的重要組成部份。
在基礎學(xué)科研究中,傳感器更具有突出的地位?,F代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)入了許多新領(lǐng)域:例如在宏觀(guān)上要觀(guān)察上千光年的茫茫宇宙,微觀(guān)上要觀(guān)察小到fm的粒子世界,縱向上要觀(guān)察長(cháng)達數十萬(wàn)年的天體演化,短到s的瞬間反應。此外,還出現了對深化物質(zhì)認識、開(kāi)拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場(chǎng)、超弱磁場(chǎng)等等。顯然,要獲取大量人類(lèi)感官無(wú)法直接獲取的信息,沒(méi)有相適應的傳感器是不可能的。許多基礎科學(xué)研究的障礙,首先就在于對象信息的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現,往往會(huì )導致該領(lǐng)域內的突破。一些傳感器的發(fā)展,往往是一些邊緣學(xué)科開(kāi)發(fā)的先驅。
機器人技術(shù)是融合了機械、電子、傳感器、計算機、人工智能等許多學(xué)科的知識,涉及到當今許多前沿領(lǐng)域的技術(shù)。隨著(zhù)信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的高速發(fā)展,我國智能制造裝備的發(fā)展深度和廣度日益提升,以新型傳感器、智能控制系統、工業(yè)機器人、自動(dòng)化成套生產(chǎn)線(xiàn)為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成。如今機器人發(fā)展的特點(diǎn)可概括為:橫向上,應用面越來(lái)越寬。由95%的工業(yè)應用擴展到更多領(lǐng)域的非工業(yè)應用。像做手術(shù)、采摘水果、剪枝、巷道掘進(jìn)、偵查、排雷,還有空間機器人、潛海機器人。機器人應用無(wú)限制,只要能想到的,就可以去創(chuàng )造實(shí)現;縱向上,機器人的種類(lèi)會(huì )越來(lái)越多,像進(jìn)入人體的微型機器人,已成為一個(gè)新方向,可以小到像一個(gè)米粒般大??;機器人智能化得到加強,機器人會(huì )更加聰明。
傳感器是用來(lái)檢測機器人自身的工作狀態(tài),以及機器人智能探測外部工作環(huán)境和對象狀態(tài)的核心部件。能感受規定的被測量,并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。本文首先介紹了常用傳感器的工作原理、基本結構、使用特點(diǎn),并討論了傳感器在智能機器人中的應用。
同時(shí),為了檢測作業(yè)對象及環(huán)境或機器人與它們的關(guān)系,在機器人上安裝了觸覺(jué)傳感器、視覺(jué)傳感器、傾角傳感器(傾角模塊、力覺(jué)傳感器、近覺(jué)傳感器、超聲波傳感器和聽(tīng)覺(jué)傳感器,大大改善了機器人工作狀況,使其能夠更充分地完成復雜的工作。由于外部傳感器為集多種學(xué)科于一身的產(chǎn)品,有些方面還在探索之中,隨著(zhù)外部傳感器的進(jìn)一步完善,機器人的功能越來(lái)越強大,將在許多領(lǐng)域為人類(lèi)做出更大貢獻。