在“工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略進(jìn)行地如火如荼的今天，智能化生產(chǎn)成為大勢(shì)所趨。工業(yè)機(jī)器人代替人類進(jìn)行生產(chǎn)線操作以及從事一些高危的工作，人類迎來(lái)了一個(gè)高效、便捷、智能化的時(shí)代。

人從外界獲取信息必須借助于感覺(jué)器官，但機(jī)器人沒(méi)有感覺(jué)器官，只能依賴傳感器。作為物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備、無(wú)人駕駛等的“心臟”，傳感器將迎來(lái)巨大的發(fā)展空間。據(jù)BCCResearch預(yù)計(jì)，2015年全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)1019億美元。

工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域最常用的六大傳感器

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人不再只是那個(gè)搬運(yùn)重物的工具，傳感器技術(shù)的應(yīng)用，讓工業(yè)機(jī)器人變得智能了許多，傳感器為機(jī)器人增加了感覺(jué)，為機(jī)器人高精度智能化的工作提供了基礎(chǔ)。

1、二維視覺(jué)傳感器

二維視覺(jué)傳感器主要就是一個(gè)攝像頭，它可以完成物體運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)以及定位等功能，許多智能相機(jī)可以配合協(xié)調(diào)工業(yè)機(jī)器人的行動(dòng)路線，根據(jù)接收到的信息對(duì)機(jī)器人的行為進(jìn)行調(diào)整。

2、三維視覺(jué)傳感器

最近三維視覺(jué)傳感器逐漸興起，三維視覺(jué)系統(tǒng)必須具備兩個(gè)攝像機(jī)在不同角度進(jìn)行拍攝，這樣物體的三維模型可以被檢測(cè)識(shí)別出來(lái)。相比于二維視覺(jué)系統(tǒng)，三維傳感器可以更加直觀的展現(xiàn)事物。

3、力扭矩傳感器

力扭矩傳感器是一種可以讓機(jī)器人知道力的傳感器，可以對(duì)機(jī)器人手臂上的力進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，對(duì)機(jī)器人接下來(lái)行為作出指導(dǎo)。

4、碰撞檢測(cè)傳感器

工業(yè)機(jī)器人尤其是協(xié)作機(jī)器人最大的要求就是安全，要營(yíng)造一個(gè)安全的工作環(huán)境，就必須讓機(jī)器人識(shí)別什么事不安全。一個(gè)碰撞傳感器的使用，可以讓機(jī)器人理解自己碰到了什么東西，并且發(fā)送一個(gè)信號(hào)暫?；蛘咄Ｖ箼C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

5、安全傳感器

與上面的碰撞檢測(cè)傳感器不同，使用安全傳感器可以讓工業(yè)機(jī)器人感覺(jué)到周圍存在的物體，安全傳感器的存在，避免機(jī)器人與其他物體發(fā)生碰撞。

6、其他傳感器

除了這些還有其他的許多傳感器，比如焊接縫隙追蹤傳感器，要想做好焊接工作，就需要配備一個(gè)這樣的傳感器，還有觸覺(jué)傳感器等等。傳感器為工業(yè)機(jī)器人帶來(lái)了各種感覺(jué)，這些感覺(jué)幫助機(jī)器人變得更加智能化，工作精確度更高。

機(jī)器人“排障”，傳感器是好幫手

近日，一篇關(guān)于深圳高交會(huì)機(jī)器人傷人的文章在網(wǎng)絡(luò)上熱傳，文章稱“機(jī)器人在沒(méi)有指令的情況下,突然失控‘發(fā)飆’，自行打砸展臺(tái)玻璃，一位路人全身多處被劃傷后由擔(dān)架抬走”。該消息在網(wǎng)絡(luò)上引發(fā)熱議，“機(jī)器人原力覺(jué)醒”“殺傷力爆棚”的猜測(cè)也不斷傳播。

從后續(xù)事件責(zé)任方給出的官方說(shuō)明中我們可以得知，造成此次事故的主要原因在于工作人員誤將機(jī)器人身上的后退鍵按成前進(jìn)鍵，與此同時(shí)機(jī)器人的避障系統(tǒng)剛好處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致機(jī)器人在遇到玻璃柜并未停止前行的任務(wù)并造成人員受傷的局面。換一種說(shuō)法就是：機(jī)器人的安全機(jī)制沒(méi)有設(shè)置好?，F(xiàn)在幾乎所有機(jī)器人都加入了避障系統(tǒng)，也就是說(shuō)會(huì)在遇到人或其他物體時(shí)停止行動(dòng)或是改變方向，這次“肇事”的機(jī)器人由于避障系統(tǒng)被關(guān)閉在整個(gè)事故中處于“盲眼”狀態(tài)。

在一個(gè)機(jī)器人程序設(shè)定當(dāng)中，傳感器一般起檢測(cè)的作用，可以從幾個(gè)指標(biāo)來(lái)檢驗(yàn)：

動(dòng)態(tài)范圍：是指?jìng)鞲衅髂軝z測(cè)的范圍。比如電流傳感器能夠測(cè)量1mA－20A的電流，那么這個(gè)傳感器的測(cè)量范圍就是10log（20/0.001)=43dB.如果傳感器的輸入超出了傳感器的測(cè)量范圍，那么傳感器就不會(huì)顯示正確的測(cè)量值了。

分辨率：分辨率是指?jìng)鞲衅髂軠y(cè)量的最小差異。比如電流傳感器，它的分辨率可能是5mA，也就是說(shuō)小于5mA的電流差異，它沒(méi)法檢測(cè)出。

線性度：這是一個(gè)非常重要的指標(biāo)來(lái)衡量傳感器輸入和輸出的關(guān)系。

頻率：是指?jìng)鞲衅鞯牟蓸铀俣?。比如一個(gè)超聲波傳感器的采樣速度為20HZ，也就是說(shuō)每秒鐘能掃描20次。

假如一臺(tái)機(jī)器人出現(xiàn)了聽(tīng)不見(jiàn)聲音的問(wèn)題，那么我們便可以找到機(jī)身上的聲敏傳感器，然后從動(dòng)態(tài)范圍、分辨率、線性度和頻率一一檢測(cè)，問(wèn)題自然能迎刃而解。

制造業(yè)全面提升離不開傳感器

傳感器與通信、計(jì)算機(jī)被稱作為現(xiàn)代信息系統(tǒng)的三大支柱，傳感器技術(shù)也成為衡量一個(gè)國(guó)家信息化程度的重要標(biāo)志，同樣也是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。

工信部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心總工程師郭源生表示，第三次信息浪潮沖開了傳感器春天的大門。當(dāng)前，我國(guó)在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的大環(huán)境和背景下，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市推進(jìn)與實(shí)施，為傳感器技術(shù)開辟了巨大的空間，也為產(chǎn)業(yè)化注入了“興奮劑”，增添了新的活力，這充分預(yù)示著春天來(lái)了，夏天已不遠(yuǎn)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2015年全國(guó)傳感器銷售額接近1400億元，由于信息化進(jìn)程加快和全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇等因素的影響，市場(chǎng)需求可能出現(xiàn)更大幅度增長(zhǎng)。隨著新技術(shù)新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品規(guī)模擴(kuò)大、產(chǎn)業(yè)化能力提高會(huì)影響到傳感器產(chǎn)品價(jià)格降低，從而導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)從發(fā)達(dá)國(guó)家向亞洲轉(zhuǎn)移趨勢(shì)更加明顯，從而為國(guó)內(nèi)帶來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)。

如在汽車、家電類產(chǎn)品的應(yīng)用，伴隨這些產(chǎn)品的迅速增長(zhǎng)，傳感器的用量大大增加。在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生以及食品檢測(cè)類市場(chǎng)領(lǐng)域里的應(yīng)用，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是突如其來(lái)、無(wú)法估量的。

當(dāng)前，傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是向兩端不斷延伸：一是新材料、新原理、新結(jié)構(gòu)傳感器不斷呈現(xiàn)，圍繞MENS(微型機(jī)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱)工藝技術(shù)和新材料展開的技術(shù)創(chuàng)新不斷加快。二是新的應(yīng)用在不斷突破。隨著應(yīng)用環(huán)境拓展和變化等需求，向數(shù)字化、集成化、復(fù)合型、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等模塊化方向發(fā)展，以及低功耗、微型化、長(zhǎng)壽命、低成本、標(biāo)準(zhǔn)化等產(chǎn)業(yè)化特征趨勢(shì)明顯。

不僅是中國(guó)，目前全球都在加快生產(chǎn)生活智能化進(jìn)程，毋庸置疑，人工智能的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，而傳感器則在整個(gè)過(guò)程中扮演了不可或缺的角色?！爸圃鞓I(yè)全面提升需要機(jī)器人，更離不開傳感器”，正如郭源生所說(shuō)，傳感器為智能制造的畫卷增添了厚重的一筆，帶給我們更多的驚喜！

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