機(jī)器人應(yīng)用傳感器時(shí)應(yīng)考慮的問題：程序設(shè)計(jì)與傳感器,示教與傳感器,抗干擾能力

應(yīng)用傳感器會影響到控制程序的編寫方法。信號處理技術(shù)能夠改善一些傳感器的性 能，而與傳感器的工作原理無關(guān)。應(yīng)用機(jī)器人傳感器時(shí)應(yīng)考慮如下問題。

1. 程序設(shè)計(jì)與傳感器

機(jī)器人工作站的任務(wù)程序能夠應(yīng)用適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳙@取信息，并以這些信息為基礎(chǔ)做出 決定，選擇可取的處理步驟。在機(jī)器人正常運(yùn)行期間，大部分可能獲得的傳感器讀數(shù)用于 檢測各個(gè)單一處理步驟(如鉆個(gè)孔)是否能準(zhǔn)確無誤地完成。 任務(wù)程序只是在運(yùn)行中進(jìn)行處理之后，才能獲得所需信息。然后，程序能夠采取某些 糾正或保護(hù)措施來排除某些誤差的影響。程序開發(fā)過程通常包括許多假設(shè)和冗長的實(shí)驗(yàn)， 以便確定所進(jìn)行的檢驗(yàn)是否能發(fā)現(xiàn)足夠多的誤差，以及對這些誤差的反應(yīng)是否恰當(dāng)。工業(yè) 上制定機(jī)器人加工標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，由于需要由人做出的選擇變少了，因而將使產(chǎn)生可靠的任務(wù)程 序問題變得比較簡單。

由此可見，不但正常的任務(wù)程序需要傳感器，而且誤差檢查與糾正也需要傳感器。傳 感器能夠獲得決策信息，從而參與對處理步驟的決策。

2. 示教與傳感器

除獲得決策信息外，機(jī)器人工作站內(nèi)的傳感器主要用于間接提供中間計(jì)算結(jié)果或直接提供任務(wù)程序中任何延期數(shù)據(jù)值。任務(wù)程序中Z常見的延時(shí)數(shù)據(jù)很可能是位置信息。視覺信息 次之，也是經(jīng)常碰到的示教型信息。不過，實(shí)際可見輸入信息可能很大。力和力矩信息不可 能經(jīng)常進(jìn)行示教。

位置信息是很容易示教的，因?yàn)闄C(jī)械手實(shí)際上就是一臺大型坐標(biāo)測量機(jī)器。 一個(gè)形狀 像指針一樣的末端執(zhí)行裝置使訓(xùn)練人員比較容易規(guī)定工作空間位置，其X-Y-Z 位置應(yīng) 當(dāng)記錄下來。根據(jù)末端(如工具)的形狀與尺寸、臂關(guān)節(jié)位置以及機(jī)械手的集合結(jié)構(gòu)和尺 寸，控制機(jī)器人的計(jì)算機(jī)能容易地計(jì)算出X-Y-Z 值。

3. 抗干擾能力

一個(gè)非接觸式傳感器對能量發(fā)射裝置所產(chǎn)生的干擾往往是很敏感的。傳感器對這些能量——光線、聲音和電磁輻射等產(chǎn)生反應(yīng)。這就提出了把噪音(干擾)從信號中分離出去的 問題。有三種原理能夠有效地提高這類傳感器的靈敏度，降低它們對噪聲和干擾的敏感 性。這就是濾波、調(diào)制和均分(averaging) 。 這些原理使得傳感器能應(yīng)用于能量場(如光波、 聲波、磁場、靜電場和無線電波等)內(nèi)。

濾波原理的實(shí)質(zhì)在于：以某種特征(如頻率特征)為基礎(chǔ)，屏蔽去大部分噪聲，并盡可 能多地把信號集中在濾波器的通帶內(nèi)。

調(diào)制原理也是一種濾波，不過其濾波信息是由感覺能量場傳播或被編制進(jìn)感覺能量 場。調(diào)制以不大可能在噪聲中出現(xiàn)的方法，改變能量場的某些特征，如強(qiáng)度、頻率或空間分布等。

均分原理是以噪聲的隨機(jī)性為基礎(chǔ)而屏蔽去某 一 期間的噪聲。要求信號具有某些非隨 機(jī)特性。這樣，在某些意義上就不會均分出零值。

適當(dāng)?shù)剡x擇傳感器能夠Z大限度地提高傳感器對信號的靈敏度，并降低其對噪聲的敏 感性，即提高其抗干擾能力。