移動(dòng)機(jī)器人的傳感器和執(zhí)行器教學(xué)課件

移動(dòng)機(jī)器人的傳感器和執(zhí)行器主講人:主要內(nèi)容:移動(dòng)機(jī)器人三三四移動(dòng)機(jī)器人的傳感器、移動(dòng)機(jī)器人的執(zhí)行器、多傳感器信息融合五、移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)渤海大學(xué)2015/6/9一、移動(dòng)機(jī)器人1、1移動(dòng)機(jī)器人的定義移動(dòng)機(jī)器人是一種由傳感器、遙控操作器和自動(dòng)控制的移動(dòng)載體組成的機(jī)器人系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)器人具有移動(dòng)功能,在代替人從事危險(xiǎn)、惡劣(如輻射、有毒等)環(huán)境下作業(yè)和人所不及的(如宇宙空間、水下等)環(huán)境作業(yè)方面,比一般機(jī)器人有更大的機(jī)動(dòng)性、靈活性2移動(dòng)機(jī)器人的分類(lèi)機(jī)器人自問(wèn)世以來(lái),其技術(shù)的發(fā)展就受到各國(guó)的重視,被認(rèn)為是對(duì)未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義的高技術(shù)之一,近些年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)也逐漸趨于成熟,機(jī)器人的種類(lèi)繁多根據(jù)不同的分類(lèi)方式可以將機(jī)器人進(jìn)行如下分類(lèi)渤海大學(xué)2015/6/9按結(jié)構(gòu)分類(lèi)按結(jié)構(gòu)分,一般可分為輪式、腿足式、履帶式、吸盤(pán)式以及復(fù)合式機(jī)器人、或根據(jù)車(chē)輪數(shù)目對(duì)輪式機(jī)器人進(jìn)行了分類(lèi),將其分為單輪、雙輪、三輪及四輪移動(dòng)機(jī)器人和復(fù)合式(車(chē)輪/履帶式)移動(dòng)機(jī)器人等四類(lèi)。也可以在綜合分析了國(guó)內(nèi)外研究的履帶式移動(dòng)機(jī)器人基礎(chǔ)上,將其分為單節(jié)雙履帶式、雙節(jié)四履帶式、多節(jié)多履式、多節(jié)輪履復(fù)合式及自重構(gòu)式移動(dòng)機(jī)器人等五類(lèi)。盡管機(jī)器人的機(jī)構(gòu)和種類(lèi)很多,但無(wú)論是輪式、腿式還是履帶式都不能完全滿足人們?cè)谀骋环矫娴男枰?因此人們往往將上述的兩種或幾種機(jī)構(gòu)組合成復(fù)合式結(jié)構(gòu)。目前,復(fù)合式移動(dòng)機(jī)器人主要有輪履式、輪腿式、輪履腿式等,通過(guò)將不同的行走方式加以結(jié)合,從而滿足機(jī)器人設(shè)計(jì)高性能的要求。按應(yīng)用場(chǎng)合分類(lèi)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同,可分為家用機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、水下機(jī)器人等。渤海大學(xué)2015/6/9幾種常見(jiàn)的移動(dòng)機(jī)器人圖1-1管道污染清理機(jī)器人圖1-2CR無(wú)纜自治水下機(jī)器人Fig1-lPipelinecontaminateclearrobotig.1-2CRhasnocableautonomousunderwaterrobot渤海大學(xué)2015/6/9圖1-4醫(yī)用機(jī)器人圖1-3拆彈機(jī)器人渤海大學(xué)2015/6/9圖1-5機(jī)器魚(yú)渤海大學(xué)2015/6/9隨著機(jī)器人性能不斷地完善,移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展,不僅在工業(yè),農(nóng)業(yè),國(guó)防,醫(yī)療服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,而且在排雷,搜捕,救援,輻射和空間領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合得到很好的應(yīng)用。因此,移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。移動(dòng)機(jī)器人要想替人去進(jìn)行各種工作,就必須通過(guò)傳感器感知環(huán)境信息和自身狀態(tài),綜合各傳感器信息并做出判斷,再由執(zhí)行器執(zhí)行判斷的結(jié)果。本文論述移動(dòng)機(jī)器人主要體系機(jī)構(gòu),詳細(xì)介紹了移動(dòng)機(jī)器人的傳感器和執(zhí)行器,最后指出了移動(dòng)機(jī)器人研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。渤海大學(xué)2015/6/9二、移動(dòng)機(jī)器人的傳感器傳感器使得移動(dòng)機(jī)器人初步具有類(lèi)似于人的感知能力,不同類(lèi)型的傳感器組合構(gòu)成了機(jī)器人的感覺(jué)系統(tǒng)。機(jī)器人傳感器主要可以分為視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)和接近覺(jué)五大類(lèi)。不過(guò)從人類(lèi)生理學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看,人的感覺(jué)可分為內(nèi)部感覺(jué)和外部感覺(jué),類(lèi)似的,移動(dòng)機(jī)器人傳感器也可分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器渤海大學(xué)2015/6/9移動(dòng)機(jī)器人常用傳感器分類(lèi)內(nèi)部傳感外