我国机器人技术不仅汇聚了机械工程、电气工程、传感器技术、计算机科学、人工智能等诸多领域的综合优势,而且还紧密配合了当代众多尖端科技领域的研究步伐。伴随着信息化技术与先进制造工艺日新月异的飞速进步,我国智能制造设备的研发领域正在日益拓宽,深度也随之不断深入挖掘。以新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化生产线等为标志性的智能制造装备产业链已经初具规模,同时,一批具备自主知识产权的重大智能制造装备取得了丰硕成果。特别值得一提的是,2012年,我国工业自动化控制系统和仪器仪表、数控机床、工业机器人及其系统等部分高端智能制造装备产业领域的销售额取得了令人瞩目的佳绩。然而,尽管如此,机器人作为一个尚处于培育阶段且正在蓬勃发展的新兴产业,我国智能制造装备产业仍然面临着一些亟待解决的问题,其中最为显著的便是技术创新能力相对较弱,新型传感技术、先进控制技术等关键技术仍受制于人;此外,产业基础较为薄弱,高档和特种传感器、智能仪器仪表、自动控制系统、高档数控系统、机器人市场占有率不足5%。随着传感器技术的广泛应用,机器人的发展也愈发受到社会各界的高度关注。
传感器在推动我国机器人产业健康、有序、快速发展过程中发挥了至关重要的作用。传感器是用于监测机器人自身运行状态,以及机器人智能识别外部工作环境和对象状态的核心组件。它能够感应并转化为可供使用的输出信号,从而感知特定的被测量值。本篇文章首先对常见传感器的工作原理、基本构造、使用特性进行了详尽阐述,并就传感器在智能机器人中的实际应用展开了深入探讨。
同时,为了精确检测作业对象及环境或机器人与其之间的相互关系,我们在机器人身上安装了触觉传感器、视觉传感器、倾角传感器(包括倾角模块)、力觉传感器、近觉传感器、超声波传感器以及听觉传感器等多种类型的传感器,这极大地改进了机器人的工作性能,使得其能够更加高效地完成各种复杂任务。鉴于外部传感器是一种融合了多门学科知识的综合性产品,在某些方面仍有待进一步探索和完善。随着外部传感器技术的持续进步,机器人的功能将会变得越发强大,未来有望在更多领域为人类社会作出更大的贡献。
为了实现机器人在复杂、动态及不确定性环境下的自主行动,当前各国科研工作者正逐步将视觉、听觉、压觉、热觉、力觉等多种功能各异的传感器进行有机整合,构建出机器人的感知系统,为机器人提供更为全面、细致的外界环境信息,进而促使机器人对外界环境变化做出实时、精准、灵活的行为反应。