机器人传感器分类

一般机器人系统由四个相互作用的部分组成：机械手、环境、任务和控制器。我们称安装在机器人机械手上的传感器为内部传感器（Inner Sensons），外部传感器被称为环境的一部分（External Sensons）。下面将结合机器人传感器的其他分类方法进行阐述。

近年来，机器人工业发展迅速。2012年，全球产量为16万台。欧洲、美国、日本等工业发达国家的机器人市场相对成熟，处于平增长阶段。其机器人密度（万名员工使用机器人台数）韩国为347台，日本为339台，法国为261台，而我国为10台（有统计数据称为21台， 仅供参考)。中国机器人市场也发展迅速。工业机器人装机量年增长率超过20%。2010年装机量为52290台，2011年上升至74317台，增长率达到42%。2012年，中国发布了《智能制造技术发展十二五专项规划》，2013年4月21日成立了中国机器人产业联盟

目前，机器人产品分为工业机器人和服务机器人。中国也分为工业机器人和特种机器人；或一般机器人和智能机器人；或一般机器人和移动机器人；或一般机器人和拟人机器人。目前，工业机器人主要用于搬运、分拣、装卸、包装、堆垛、焊接、喷涂、抛光、抛光、切割、装配等。

随着智能化程度的提高，机器人传感器的应用越来越多。智能机器人主要有三种：交互机器人、传感机器人和独立机器人。从拟人功能出发，视觉、力感和触觉是最重要的。它已经进入了一个实用的阶段，听觉取得了很大的进步。其他传感器包括嗅觉、味觉、滑动感等，对应于各种传感器。因此，机器人传感行业也形成了生产和科研力量。

内传感器
机介机电一体化产品、内部传感器、电机、轴等机械部件或手臂等机械结构（Arm）、手腕（Wrist）安装在一起，测量位置、速度和强度，实现伺服控制。

位置(位移)传感器
电位计式传感器和可调变压器是直线移动传感器。角位移传感器包括电位计、可调变压器（旋转变压器）和光电编码器，包括增量编码器和绝对编码器。增量编码器一般用于零不确定位置伺服控制，绝对编码器可获得与编码器初始锁定位置相对应的驱动轴瞬时角度值，当设备压力时，只要读取每个关节编码器的读数，就可以调整伺服控制的给定值，防止机器人启动时剧烈运动。

速度和加速度传感器
速度传感器有两种测量平移和旋转运动速度，但在大多数情况下，旋转速度仅限于测量。利用位移导数，特别是光电方法，使光照射旋转盘，检测旋转频率和脉冲数，以获得旋转角度， 并用圆盘制成间隙，通过两个光电二极管识别角速，即转速，即光电脉冲转速传感器。

还有测速发电机用于测速等。

应变仪是伸缩式测量仪，也是用于加速度测量的应力传感器。加速度传感器用于测量工业机器人的动态控制信号。一般来说，由速度测量和已知质量对象的加速度产生动力，即应用应变仪测量，以及以下方法：

与被测加速度有关的力可以由已知质量产生。这种力可以是电磁力或电动力，最终简化为电流测量，即伺服返回传感器，实际上可以有多种振动加速度传感器。

力觉传感器
力感传感器用于测量两个物体之间力的三个重量和扭矩的三个重量。机器人中理想的传感器是粘附在依从部件上的半导体应力计。具体包括金属电阻力感应传感器、半导体力感应传感器、其他磁压力类型和弦振动原理。

还有扭矩传感器(如用光电传感器测量扭矩)、腕力传感器(如国际斯坦福研究所由6个小型差动变压器组成， 能量作用于腕部X、Y以及Z三个方向的动力和各轴动转矩等。

由于机器人发展历史悠久，近年来主要采用交流永磁电机的交流伺服系统，广泛应用于各种类型的光电编码器、磁编码器和旋转变压器。

外传感器
在过去，一般工业机器人没有外部感知能力，而新一代机器人，如多关节机器人，特别是移动机器人和智能机器人，需要有能力纠正和响应环境变化，外部传感器就是这些能力。

触觉传感器
微开关是最常用的接触传感器类型，包括隔离双接触传感器（即双稳态开关半导体电路）、单模拟量传感器、矩阵传感器（压电元件矩阵传感器、人工皮肤变电导聚合物、光反射触觉传感器等）。

应力传感器
如果多关节机器人需要知道实际接触、接触点位置（定位）、接触特性是估计力（表征）三个条件，因此使用上部指出的应变器，结合具体应力检测的基本假设，如工作台与物体之间的力，具体环境传感器、机器人手腕测试仪器作为传感器。

接近度传感器
由于机器人运动速度的提高和物体装卸可能造成的损坏，有必要应用遥感方法来测量接近度。接近传感器分为无源传感器和有源传感器，因此除了自然信号源外，还可能需要人工信号发送器和接收器。

用于检测物体的存在和测量距离的超声接近度传感器。它不能用于测量小于30~50cm距离，测距范围较大，可用于移动机器人或大型机器人的夹手。它也可以制成超声波导航系统。

红外接近度传感器体积小，只有几立方厘米大，可以安装在机器人夹手上。

声觉传感器
用于感觉和解释气体（非接触感觉）、液体或固体（接触感觉）中的声波。从简单的声波存在到复杂的声波频率分析， 直到区分连续自然语言中的单独语音和词汇。

接触式或非接触式温度传感器
近年来，它广泛应用于机器人中。除了常用的热电阻（热敏电阻）和热电偶外，热电视摄像机的测量和感觉温度图像也取得了进展。

滑觉传感器
用于检测物体的滑动。当机器人需要抓住未知物体时，必须确定最合适的握力值，因此需要检测握力不足时产生的滑动信号。

目前，光学系统的滑感传感器和晶体接收器的滑感传感器与滑动方向无关。

距离传感器
近年来，用于智能移动机器人的距离传感器有：激光测距仪（兼可测角）、声纳传感器等。

视觉传感器
这是一种应用广泛的外传感器。鉴于其内容丰富，机器视觉往往独立形成产品，与软件技术密切相关。由于篇幅有限，将设置另一篇专题文章。

小结
所有机器人传感器都与信号检测后的信号变换和处理密切相关， 而且变换处理的软件工作量很大，与人工智能等信息技术融为一体，所以本文只是抛砖引玉，需要深入探讨。