第十九章触觉传感器（下）（2 / 2）

“谈谈力矩觉传感器。”

“用于测量机器人自身或与外界相互作用而产生的力或力矩的传感器。它通常装在机器人各关节处。刚体在空间的运动可以用6个坐标来描述，例如用表示刚体质心位置的三个直角坐标和分别绕三个直角坐标轴旋转的角度坐标来描述。可以用多种结构的弹性敏感元件来敏感机器人关节所受的6个自由度的力或力矩，再由粘贴其上的应变片（见半导体应变计、电阻应变计）将力或力矩的各个分量转换为相应的电信号。常用弹性敏感元件的形式有十字交叉式、三根竖立弹性梁式和八根弹性梁的横竖混合结构等。在每根梁的内侧粘贴张力测量应变片，外侧粘贴剪切力测量应变片，从而构成6个自由度的力和力矩分量输出。”

“我们在谈谈压觉传感器。”

”测量接触外界物体时所受压力和压力分布的传感器。它有助于机器人对接触对象的几何形状和硬度的识别。压觉传感器的敏感元件可由各类压敏材料制成，常用的有压敏导电橡胶、由碳纤维烧结而成的丝状碳素纤维片和绳状导电橡胶的排列面等。”

“压敏导电橡胶为基本材料的压觉传感器。在导电橡胶上面附有柔性保护层，下部装有玻璃纤维保护环和金属电极。在外压力作用下，导电橡胶电阻发生变化，使基底电极电流相应变化，从而检测出与压力成一定关系的电信号及压力分布情况。通过改变导电橡胶的渗入成分可控制电阻的大小。”

“例如渗入石墨可加大电阻，渗碳、渗镍可减小电阻。通过合理选材和加工可制成高密度分布式压觉传感器。这种传感器可以测量细微的压力分布及其变化，故有人称之为“人工皮肤。”

“我们来讲一讲滑觉传感器。”

“它用于判断和测量机器人抓握或搬运物体时物体所产生的滑移。实际上它是一种位移传感器。两电极交替盘绕成螺旋结构，放置在环氧树脂玻璃或柔软纸板基底上，力敏导电橡胶安装在电极的正上方。在滑觉传感器工作过程中，通过检测正负电极间的电压信号并通过ADC将其转换成数字信号，采用DSP芯片进行数字信号处理并输出结果，判定物体是否产生滑动。”

“滑觉传感器按有无滑动方向检测功能可分为无方向性、单方向性和全方向性三类。

无方向性传感器有探针耳机式，它由蓝宝石探针、金属缓冲器、压电罗谢尔盐晶体和橡胶缓冲器组成。滑动时探针产生振动，由罗谢尔盐转换为相应的电信号。缓冲器的作用是减小噪声。”

“单方向性传感器有滚筒光电式，被抓物体的滑移使滚筒转动，导致光敏二极管接收到透过码盘（装在滚筒的圆面上）的光信号，通过滚筒的转角信号而测出物体的滑动。”

“全方向性传感器采用表面包有绝缘材料并构成经纬分布的导电与不导电区金属球。当传感器接触物体并产生滑动时，球发生转动，使球面上的导电与不导电区交替接触电极，从而产生通断信号，通过对通断信号的计数和判断可测出滑移的大小和方向。”

“好，触觉传感器种类讲完了，你们可以把传感器交换轮流看。”

“你们遇到瓶颈我可以指导，希望各位同学硬件做升级也要顾虑到软件，各位继续讨论。”

说完郝教授扶了扶眼镜环顾下面的学生，收拾好讲台上的课件就离开了。

组团的人聚在一起，霎时间实验室人声鼎沸。