接近觉传感器.pptx

02任务2项目八外部传感器接近觉传感器超声波传感器感应式接近传感器电容式接近传感器光接近觉传感器红外反射光强法接近觉传感器任务2接近觉传感器引言接近觉传感器介于触觉传感器和视觉传感器之间，不仅可以测量距离和方位，而且可以融合视觉和触觉传感器的信息。接近觉传感器可以辅助视觉系统的功能，来判断对象物体的方位，外形，同时识别其表面形状，因此为准确抓取部件，对机器人接近觉传感器的精度要求比较高。任务2接近觉传感器引言接近觉传感器的作用第一、发现前方障碍物限制机器人的运动范围，以避免与障碍物发生碰撞第二、在接触对象物前得到必要信息，比如与物体的相对距离，相对倾角，以便为后续动作做准备第三、获取物体表面各点间的距离，从而得到有关对象物表面形状的信息任务2接近觉传感器引言接近觉传感器主要感知传感器与对象物之间的接近程度；接近觉是一种粗略的距离感觉根据使用场合的不同情况，大多只要求给出简单的阈值判断：接近或否；有时为了一些特殊用途，要求接近觉传感器能够提供分档的距离感觉：远、中等、近。生活中：电子卫兵、自动感应门等；在机器人中：避障——移动机器人防止冲击——柔性抓握接近觉应用场合不同，感觉的距离范围也不同：远可达几米至十几米，近到几毫米甚至1毫米以下任务2接近觉传感器引言分类机器人接近觉传感器根据不同的工作原理有多种实现方式。机械式接近觉传感器感应式接近觉传感器电容式接近觉传感器超声波接近传感器光电式接近传感器1.感应式接近传感器任务2接近觉传感器感应线圈人们用得最为广泛的工业接近觉传感器，依据的是金属物体接近感应式接近觉传感器引起的电感变化。磁通量的变化将感应一个电压脉冲，其幅值和形状正比于磁通量的变化率。在线圈的输出观测到的电压波形可作为接近觉传感的有效手段。1.感应式接近传感器任务2接近觉传感器随着距离的增加，传感器的灵敏度急剧下降，其有效作用距离仅为几分之一毫米。存在相对运动时才会产生输出波形，计输出波形积分便可产生二值信号积分值小于特定的阈值时，二值信号输出为低电位；超过该阈值时，二值信号输出为高电位2.电容式接近传感器任务2接近觉传感器感应式接近觉传感器只能检测铁磁材料电容传感能够检测所有固体和液体材料电容传感器工作基于检测物体表面靠近传感元件时的电容变化敏感元件为电容器，它由传感电极和参考电极组成2.电容式接近传感器任务2接近觉传感器根据电容的变化检测接近程度的电子学方法有若干种：将电容器作为振荡电路的一部分，设计成只有当传感器的电容值超过某一预定阈值时才产生振荡。然后，将起振转换成一输出电压，用以表示物体的出现；该方法给出二值输出，其触发灵敏度取决于阈值。另一种方法是把电容元件作为受连续参考正弦波驱动的电路的一部分，电容的变化引起参考信号和来自电容元件的信号之间的相移，相移正比于电容的变化，因此可用来检测接近程度。2.电容式接近传感器任务2接近觉传感器距离超过数毫米时，灵敏度急剧下降；响应曲线的形状与被测物体的材料有关；通常，这种传感器以二值方式工作。按照阈值所规定的检测界限，电容的变化大于阈值，表明有物体出现；而当电容变化低于阈值时，表示没有物体出现。3.超声波传感器任务2接近觉传感器前面讨论的接近传感器的响应和被测物体的材料密切相关使用超声接近觉传感器可进行比较精确的距离测量，并且对材料的依赖性大为降低人耳能听到的声波频率在20~20000Hz之间，超过20000Hz的声波称为超声波。超声波的特点：频率高、波长短、绕射小，方向性好、能成为射线而定向传播3.超声波传感器任务2接近觉传感器超声波探测原理比较简单，一般是采用时间度越法。其中ｃ（Ｔ的函数）为超声波波速，Ｔ为环境摄氏温度。?超声波传感器主要用途：（1）实时地检测自身所处空间的位置，用以进行自定位；（2）实时地检测障碍物，为行动决策提供依据；（3）检测目标姿态以及进行简单形体的识别；（4）用于导航目标跟踪。3.超声波传感器任务2接近觉传感器一、结构基本元件为电声变换器：压电陶瓷变换器或用PVDF材料制作树脂层用来保护变换器；也起声阻抗器的作用同一变换器既用于发射又用于接收，被检测物体距离较小时，需要声能很快衰减壳体的设计应能形成一狭窄的声束，以实现有效的能量传送和信号定向3.超声波传感器任务2接近觉传感器二、信号分析A控制发射的门信号B为输出信号及其回波信号C发射和接收信号整形后的脉冲D时间窗E为D为高电位时接收到回波的信号，A中发射脉冲的尾部E回到低电位F为二值输出，E上升沿F置1、E为0并A出现脉冲时F清04.光接近觉传感器任务2接近觉传感器根据光波从发射到接收的传播过程中所受到的影响来检测物体的接近程度。特点：速度快抗干扰强测量点小适用范围广测量原