机器人的控制系统相当于人的大脑,执行机构相当于人的四肢,传感器则相当于人的五官。因此,机器人要像人一样接收和处理外界的各种信息。机器人传感器技术是机器人智能化的表现。
传感器可将物理或化学的非电量信号转换成便于检测和传输的物理量。常见的有温度、湿度、位移、形状、颜色、压力、流量、重量、声音以及振动等物理量,也可是物质化学成分,如浓度和透明度等化学量。将这些物理或化学的非电量输入传感器中,经传感器件转换成电压、电流、频率、电容及电感等电信号。常见的传感器有光敏器件、热敏器件、磁敏器件、力敏器件、湿度器件及声敏器件等。
机器人使用各种传感器来收集外界信息,为控制机器人和机器人之间的协作提供依据。智能化是当前机器人的重要标志。这一代机器人需要数量更多、性能更好、功能更强、集成度更高和体积功耗更小的各种传感器装备,将机器人的目标特性和参数变换为电量输出,经计算机处理后,使机器人做出各种对应的动作和反应。
随着机器人的不断发展,应用范围的日趋广泛,人们要求机器人能从事越来越多的复杂工作,并且对变化的环境有着更强的适应能力、较快的反应速度和准确的动作,要求对它有更精确的定位和控制,因此,对传感器也就提出了更高的要求。
机器人传感器可分为外部检测传感器和内部检测传感器两大类。外部检测器包括触觉、接近感、视觉、听觉、嗅觉和味觉以及温度、湿度、压力等传感器。通过各种外部检测传感器,机器人可从周围环境及目标物状况特征来获取信息,以便和外部环境发生交互作用进而产生自校正和自适应能力。
内部传感器由位置、加速度、速度及压力传感器组成,以机器人的坐标来确定其位置,它被安装在机器人的内部,使机器人感知自己当前的状态。