機器人應用傳感器時應考慮的問題：程序設計與傳感器,示教與傳感器,抗干擾能力

應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)。應用機器人傳感器時應考慮如下問題。

1. 程序設計與傳感器

機器人工作站的任務程序能夠應用適當?shù)膫鞲衅鳙@取信息，并以這些信息為基礎做出 決定，選擇可取的處理步驟。在機器人正常運行期間，大部分可能獲得的傳感器讀數(shù)用于 檢測各個單一處理步驟(如鉆個孔)是否能準確無誤地完成。 任務程序只是在運行中進行處理之后，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和冗長的實驗， 以便確定所進行的檢驗是否能發(fā)現(xiàn)足夠多的誤差，以及對這些誤差的反應是否恰當。工業(yè) 上制定機器人加工標準時，由于需要由人做出的選擇變少了，因而將使產(chǎn)生可靠的任務程 序問題變得比較簡單。

由此可見，不但正常的任務程序需要傳感器，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，機器人工作站內(nèi)的傳感器主要用于間接提供中間計算結(jié)果或直接提供任務程序中任何延期數(shù)據(jù)值。任務程序中Z常見的延時數(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，實際可見輸入信息可能很大。力和力矩信息不可 能經(jīng)常進行示教。

位置信息是很容易示教的，因為機械手實際上就是一臺大型坐標測量機器。 一個形狀 像指針一樣的末端執(zhí)行裝置使訓練人員比較容易規(guī)定工作空間位置，其X-Y-Z 位置應 當記錄下來。根據(jù)末端(如工具)的形狀與尺寸、臂關(guān)節(jié)位置以及機械手的集合結(jié)構(gòu)和尺 寸，控制機器人的計算機能容易地計算出X-Y-Z 值。

3. 抗干擾能力

一個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。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)。

濾波原理的實質(zhì)在于：以某種特征(如頻率特征)為基礎，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，如強度、頻率或空間分布等。

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

適當?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。