带有传感系统的装配机器人可更好地完成销、轴、螺钉、螺栓等柔性化装配作业,除了视觉系统外,在其作业中常用的还有触觉传感系统。

装配机器人的触觉传感系统主要是通过触觉传感器与被识别物体相接触或相互作用,实现对物体表面特征和物理性能的感知,从而实时检测机器人与被装配物件之间的配合。在装配机器人进行简单工作过程中常用到的有接触觉传感器、接近觉传感器和力觉传感器等触觉传感器,如图 4.10 所示。

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(1)接触觉传感器。

接触觉传感器一般固定在末端执行器的顶端,只有末端执行器与被装配物件相互接触时才起作用,可用于探测物体位置、路径和安全保护,还可以感知手指与物体间的作用力,确保手指动作力度适当。接触觉传感器的用途不同,其配置也不同,属于分散装置,即需要将传感器单个安装到末端执行器的敏感部位。

(2)接近觉传感器。

接近觉传感器同样固定在末端执行器的顶端,其在末端执行器与被装配物件接触前起作用,能测出执行器与被装配物件之间的距离、相对角度甚至表面性质等。传感器距离物体越近,定位越精确。接近觉传感器属于非接触性传感器,可用以感知对象位置,58 在装配过程中主要用于防止冲击,实现抓取物体时的柔性接触。

(3)力觉传感器。

力觉传感器普遍用于各类机器人中,在装配机器人中力觉传感器不仅用于末端执行器与环境作用过程中的力测量,而且用于装配机器人自身运动控制和末端执行器夹持物体的夹持力测量等场合。

按照安装位置不同,力觉传感器可分为关节力传感器、腕力传感器和指力传感器。

①关节力传感器,即安装在机器人关节驱动器上的力觉传感器,主要测量驱动器本身的输出力和力矩。关节力传感器测量关节受力,信息量单一,结构也相对简单。

②腕力传感器,即安装在末端执行器和机器人最后一个关节间的力觉传感器,主要测量作用在末端执行器各个方向上的力和力矩。腕力传感器是一种相对比较复杂的传感器,能获得手爪三个方向的受力,信息量较多,安装部位特别,故容易产业化。

③指力传感器,即安装在手爪指关节上的传感器,主要测量夹持物件的受力状况。其测量范围相对较窄,也受到手爪尺寸和质量的限制。

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