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智能制造新产品……数字量传感器

2017-04-14

人们为 了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。 而单靠 人们自身的感觉器官,在研究 自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器 是人类五官的延长,同样它们也构成了机器人的五官。

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与模拟传感器类似,数字传 感器也是由敏感元器件、转换元器件、变换电路和辅助电源4部分组成。其分类也完全相同,根据其 基本感知功能分为热敏传感器、光敏传感器、气敏传感器、力敏传感器、磁敏传感器、湿敏传感器、声敏传感器、放射线敏感传感器、色敏传 感器和味敏传感器等十大类。而数字 传感器相对于模拟传感器就要简单得多,它没有 那些复杂的带有公式的特性曲线,转而代 替的是高电平与低电平信号。而相对 控制器读取的是0与1的信号,这就是数字传感器。

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下面我 们就按照在机器人身上应用的功能来说说这些数字传感器,相信应 用了下面介绍的这些传感器后,你的机 器人一定会更有生机。

制作机 器人的第一个问题就是机器人的开启与关闭,相信你 一定离不开下面这些传感器。没错,它们扮 演着开启和关闭机器人的角色。

1、机械按钮传感器

按钮开关(见图1)利用推动传动机构,使动触 点与静触点接通或断开,从而实 现电路换接的开关。它是一种结构简单、应用广泛的主令电器。按钮可 以分为常开式按钮、常闭式 按钮和复合式按钮,根据连接方式的不同,按下按 钮时可对应不同的电平信号。

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图1机械按钮传感器

还有一种在机器人比赛、生活中 应用更为广泛的按钮传感器。虽然与 普通按钮的原理相同,但外形却很奇特,它就是碰撞开关(见图2)。

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图2碰撞开关

在机器人比赛中,碰撞开 关经常被用在碰撞壁障小车上(见图3)。小车前 端的碰撞开关在碰撞到障碍物时就会给控制器反馈一个信号,告诉控 制器前方左侧或右侧有障碍物,程序再 控制小车转弯避开障碍物。

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图3碰撞避障小车

2、电容触摸传感器

触摸传感器的原理是:当人体(手指)接触金属感应片时,由于人体相当于1个大电容,因此会 在感应片和人体间形成一个电容,感应电 容量通常有几皮法到几十皮法。利用这 个最基本的原理,在外部搭建相关电路(把引脚配置为输入,电容充电,那么触 摸时充当电容的人体会改变原有电容值和充电时间),就可以 根据这个电容量的变化,检测是 否有人体接触金属感应片。

机器人了解外界的“另一只眼”——数字量传感器

图4电容触摸传感器

触摸式电容传感器(见图4)是在PCB上覆盖 一层绝缘层制作而成,所以坚固、耐磨、绝缘、隔尘、隔水,而且外观美观新颖,已在广 泛应用在诸多领域。此外它 并非传统机械结构,避免了 机械按钮中存在的机械故障与机械磨损等问题。

3、电磁继电器

下面介 绍的开关就更高大上了,它就是电磁继电器(见图5)。电磁继 电器是一种电控制元器件,当输入 量的变化达到规定要求时,就会被触发导通。它关系到控制系统和被控 制系统之间的互动。通常应用于自动化的控制电路中,它实际 上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。

机器人了解外界的“另一只眼”——数字量传感器

图5电磁继电器

因为电 磁继电器具有这种弱电控制强电的特性,所以它多应用于大型机器人,特别是 需要较高电压驱动的机器人和大部分工业机器人身上。控制电 路与驱动电路的分离也可以防止两者互相干扰,保证了 控制部分的安全。

机器人了解外界的“另一只眼”——数字量传感器



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