能感知周围的环境情况。其主要有:光电传感器、红外传感器、力传感器、超声
波传感器、位置和姿态传感器等等。下面我将就几种常用传感器进行介绍:
1、光电传感器:光电传感器的原理是光电效应。其主要用途是颜色识别(机
器人就可以沿着地上的线条行进了)和光电编码等。
2、红外传感器:红外传感器是用来测量距离和感知周围情况的。因为发射
出去的红外信号在一定距离内遇到物体就会反射回来。通过发送红外线信号,并
接收反射回来的信号,机器人就可以感知前方或身体周围的情况,做出相应的调
整(如:倒退或绕行等)。
3、力传感器:力传感器是用来检测碰撞或者接触信号的,比如机械手的应
用,当你放一个东西到机械手的时候,机械手自动抓住它,它就需要力传感器检
测东西抓的紧不紧。典型的力传感器是微动开关和压敏传感器。微动开关其实就
是一个小开关,通过调节开关上的杠杆长短,能够调节触动开关的力的大小。用
来做碰撞检测这是最好不过了。但是这种传感器必须事先确定好力的阀值,也就
是说只能实现硬件控制(开还控制)。而压敏传感器是能根据受力大小,自动调
节输出电压或者电流,从而可以实现软件控制(闭环控制)。
4、超声波传感器:超声波传感器是从蝙蝠那里学来的,通过把发射出的信
号与接收到的信号进行对比,就可以测定周围是否有障碍物,及障碍物的距离,
也属于距离探测传感器,能提供交远的探测范围,而且还能提供在一个范围内的
探测而不是一条线的探测。
5、位置和姿态传感器:机器人在移动或者动作的时候必须时时刻刻知道自
己的姿态动作,否则就会产生控制中的一个开环问题,没有反馈,无法获知运动
是否正确。 位置传感器和姿态传感器就是用来解决这个问题的。常用的有光电
编码器,由于机器人的执行机构一般是电机驱动,通过计算电机转的圈数,可以
得出电机带动部件的大致位置,编码器就是这样一种传感器,它一般和电机轴或
者转动部件直接连接,电机或者转动部件转了多少圈或者角度能够通过编码器读
出,控制软件再根据读出数据进行位置估计计算。还有一种是陀螺仪,这是利用
陀螺原理制作的传感器,主要可以测得移动机器人的移动加速度,转过的角度等
信息。
(三)、机器人的腿——驱动器与驱动轮
驱动器就是驱动机器人的动的部件。最常用的是电机了。当然还有液压,气
动等别的驱动方式。一个机器人最主要的控制量就是控制机器人的移动,无论是
自身的移动还是手臂等关节的移动,所以机器人驱动器中最根本和本质的问题就
是控制电机,控制电机转的圈数,就可以控制机器人移动的距离和方向,机械手
臂的弯曲的程度或者移动的距离等。所以,第一个要解决的问题就是如何让电机
能根据自己的意图转动。一般来说,有专门的控制卡和控制芯片来进行控制的。
有了这些控制卡和芯片,我们所要做的就是把微控制器和这些连接起来,然后就
可以用程序来控制电机了。第二个问题是控制电机的速度,在机器人上的实际表
现就是机器人或者手臂的实际运动速度了,机器人走的快慢全靠电机的转速,这
样,我们就要求控制卡对电机有速度控制。电机目前常用的有两种,步进电机和
直流电机。下面我将就这两种电机进行介绍:
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