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。信號處理技術能夠改善一些傳感器的性 能，而與傳感器的工作原理無關。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，機器人工作站內的傳感器主要用于間接提供中間計算結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、臂關節(jié)位置以及機械手的集合結構和尺 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。

濾波原理的實質在于：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。

調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。