機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。
機(jī)器人是在傳感器、執(zhí)行器和信息處理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)與物理世界交互的裝置。 機(jī)器人的傳感系統(tǒng)包括視覺系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、觸覺系統(tǒng)、嗅覺系統(tǒng)以及味覺系統(tǒng)等。這些傳感系統(tǒng)由一些對(duì) 圖像、光線、聲音、壓力、氣味、味道敏感的交換器即傳感器組成。
借助集成的傳感器，機(jī)器人可以感知物理或化學(xué)影響并將其轉(zhuǎn)化為脈沖。譬如，這使其可以識(shí)別物體并確定其位置。機(jī)器人還可以通過傳感器識(shí)別環(huán)境中的其他重要因素，如溫度、運(yùn)動(dòng)、壓力、光線或濕度等。內(nèi)部傳感器提供有關(guān)速度或負(fù)載狀態(tài)的信息；外部傳感器特別有助于交互和導(dǎo)航。今天筆者為大家總結(jié)機(jī)器人里的各類傳感器在其中的作用。
力/扭矩傳感器是最常用的傳感器類型之一。它們用在抓手中，可以記錄力和扭矩。應(yīng)變片能識(shí)別微米量級(jí)的變形。這些變形通過校準(zhǔn)矩陣轉(zhuǎn)化為三個(gè)力和力矩分量。力/扭矩傳感器具有數(shù)字信號(hào)處理器，用于在變形情況下捕獲和過濾傳感器數(shù)據(jù)，計(jì)算測(cè)得的數(shù)據(jù)并通過通信接口發(fā)送。
電感式傳感器也被稱為接近式傳感器。在不接觸它們的情況下，它們會(huì)識(shí)別出在其測(cè)量范圍內(nèi)的金屬部件。因此，電感式傳感器非常適用于進(jìn)行無(wú)磨損記錄，如記錄活動(dòng)的機(jī)器部件的最終位置。傳感器表面輻射出振蕩的電磁場(chǎng)。如果金屬物體在測(cè)量范圍內(nèi)，它們從振蕩器中吸收少量的能量。如果能量傳遞達(dá)到閾值，則確認(rèn)目標(biāo)對(duì)象識(shí)別，傳感器輸出會(huì)改變其狀態(tài)。
電容傳感器由彼此分離的兩個(gè)金屬部件組成，可以識(shí)別金屬和非金屬材料。通過電容器容量的變化實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量。由于電容器的容量隨其電極的距離而變化，因此這個(gè)可測(cè)量的變量用于測(cè)量距離。譬如，使用電容式傳感器來可靠識(shí)別機(jī)器人附近的人。
磁性傳感器用于進(jìn)行非接觸式精確位置檢測(cè)，甚至通過不銹鋼、塑料和木制結(jié)構(gòu)識(shí)別磁體。傳感器基于GMR效應(yīng)(巨磁電阻)。這種效應(yīng)發(fā)生在由只有幾納米厚的交變磁和非磁性薄層組成的結(jié)構(gòu)中。這種效應(yīng)使該結(jié)構(gòu)的電阻取決于磁性層磁化的相互取向。相反方向的磁化強(qiáng)度遠(yuǎn)大于相同方向的磁化強(qiáng)度。
觸覺傳感器能感知物體的機(jī)械觸摸，并獲得隨后發(fā)送的信號(hào)。譬如，一個(gè)抓手可以通過觸覺傳感器來確定一個(gè)物體的形狀和位置。即使傳感器還不能與人類感官相匹配，但創(chuàng)新的觸覺傳感器也能模仿人類指尖的機(jī)械特性和觸覺感受器。這使得機(jī)器人可以根據(jù)物體狀況自動(dòng)調(diào)整抓握強(qiáng)度，尤其在人機(jī)交互中，這更是一個(gè)重要特性。
在機(jī)器人技術(shù)中，光學(xué)或視覺傳感器的任務(wù)是從圖像或圖像序列中獲取信息，分析這些信息，并在此分析的基礎(chǔ)上采取行動(dòng)或作出反應(yīng)。譬如，數(shù)據(jù)由一個(gè)或多個(gè)攝像頭（2D或3D）或通過掃描儀進(jìn)行記錄。光學(xué)傳感器在機(jī)器人導(dǎo)航及其環(huán)境定位中起著重要作用。
