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位置检测传感器,工业机器人伺服位置检测主要采用那些传感器他们的原理是怎样的

来源:
2023-09-22
类别:基础知识
eye 29
文章创建人 拍明芯城

1、工业机器人伺服位置检测主要采用那些传感器他们的原理是怎样的

工业机器人伺服位置检测主要采用以下几种传感器:

光电编码器(Optical Encoder):光电编码器是一种常用的位置检测传感器,通过测量机械轴的转动角度和速度来确定位置。它包括一个光源和光敏元件,当机械轴旋转时,光源和光敏元件之间的光透过栅格或光栅,产生脉冲信号,通过计数脉冲数和时间来计算位置和速度。

旋转变压器(Rotary Transformer):旋转变压器是一种非接触式的位置传感器,主要用于测量旋转轴的角度。它由固定的线圈和旋转的线圈组成,线圈之间通过磁场耦合。旋转时,旋转线圈会感应到变化的磁场,输出对应的电信号,从而确定位置。

磁性编码器(Magnetic Encoder):磁性编码器利用磁场感应原理来测量位置,通常由磁性标尺和传感器组成。磁性标尺上包含磁性标记,当机械轴旋转时,传感器可以检测到标尺上的磁场变化,并将其转换为位置信号。

激光测距传感器(Laser Distance Sensor):激光测距传感器通过发射激光束并测量其反射回来的时间来确定位置。它可以实时测量机械部件与传感器之间的距离,并通过计算和校准转换为位置数据。

这些传感器的工作原理如下:

光电编码器利用光敏元件和光源之间的光透过栅格或光栅来测量机械轴的旋转角度和速度,通过光透过的脉冲信号计算位置和速度。

旋转变压器通过磁场的耦合来测量旋转轴的角度,固定的线圈产生磁场,旋转的线圈感应到变化的磁场并输出电信号,从而确定位置。

磁性编码器利用磁性标尺和传感器来测量位置,磁性标尺上的磁性标记在旋转时产生磁场变化,传感器检测到这些变化并将其转换为位置信号。

激光测距传感器发射激光束并测量其反射回来的时间来确定位置。传感器测量激光束从传感器到机械部件的时间,并将其转换为距离数据。通过实时测量机械部件与传感器之间的距离变化,可以计算出位置信息。

这些传感器可以提供高精度的位置检测,用于工业机器人的伺服控制。它们能够实时监测机械部件的位置变化,并将数据反馈给控制系统,使机器人能够精确地执行任务和运动。不同的传感器适用于不同的应用场景,根据需求选择合适的传感器类型来实现精确的位置检测。

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2、工业机器人伺服位置检测主要采用哪些传感器原理是怎样的?

工业机器人伺服位置检测通常采用以下几种传感器原理:

光电编码器:光电编码器是一种传感器,通过光学传感原理,检测旋转运动的位置和速度,能够实时测量伺服电机的位置和速度,是机器人伺服系统中最常用的位置检测传感器之一。

旋转变压器:旋转变压器是一种电传感器,通过电磁感应原理,将旋转运动转换为电信号输出,可以实现高精度、高灵敏度的位置检测。

磁编码器:磁编码器是一种传感器,通过磁场感应原理,检测旋转运动的位置和速度,可以在高速、高精度、高环境要求的工业场合中使用。

激光测距传感器:激光测距传感器是一种非接触式的传感器,通过激光束测量物体距离,可以实现高精度的位置检测。

这些传感器原理各有优缺点,在不同的应用场合中选择合适的传感器可以提高机器人伺服系统的精度和可靠性。

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3、位置传感器常见类型

一、曲轴位置传感器

曲轴位置传感器,又称为发动机转速与曲轴转角传感器,英文名称CrankshaftPositionSensor,简称CPS,其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号,并输入电子控制单元(ECu),以便确定点火时刻和喷油时刻。曲轴位置传感器通常安装在分电器内,是控制系统中最重要的传感器之一。

其作用有:检测发动机转速,因此又称为转速传感器;检测活塞上止点位置,故也称为上止点传感器,包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。

曲轴传感器主要有三种类型:磁电感应式、霍尔效应式和光电式。

二、凸轮轴位置传感器

凸轮轴位置传感器,又称为气缸识别传感器,英文名称CylinderIdentificationSensor,简称CIS,为了区别于曲轴位置传感器(CPS),凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。

凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输入ECU,以便ECU识别气缸1压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外,凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点,所以称为气缸识别传感器。


4、位置传感器类型介绍

位置传感器是现代科技发展的重要产物,科技是第一生产力,科技的发展给人们生活带来的越来越多的改变,位置传感器可以感应机器人的位置,然后将感受到的信息传输出来,位置传感器现在也被人们应用到汽车等生活的重要领域。位置传感器的类型可以分为两类,直线位移传感器角位移传感器,下面小兔介绍一下这两类位置传感器。

直流无刷电机

位置传感器是组成无刷直流电动机系统的三大部分之一,也是区别于有刷直流电动机的主要标志。其作用是检测主转子在运动过程中的位置,将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号,为逻辑开关电路提供正确的换相信息,以控制它们的导通与截止,使电动机电枢绕组中的电流随着转子位置的变化按次序换向,形成气隙中步进式的旋转磁场,驱动永磁转子连续不断地旋转。

直流无刷电机需要位置传感器来测量转子的位置,电机控制器通过接受位置传感器信号来让逆变器换相与转子同步来驱动电机持续运转。尽管直流无刷电机也可以通过定子绕组产生的反感生电动势来检测转子的位置,而省去位置传感器,但是电机启动时,转速太小,反感生电动势信号太小而无法检测。

可以用作直流无刷电机位置传感器的霍尔传感器芯片分为开关型和锁定型两种。对于电动自行车电机,这两种霍尔传感器芯片都可以用来精确测量转子磁钢的位置。用这两种霍尔传感器芯片制作的直流无刷电机的性能,包括电机的输出功率、效率和转矩等没有任何差别,并可以兼容相同的电机控制器。

位置传感器的应用,降低电机运行的噪音、提高电机的寿命与性能,同时达到降低耗能的效果。位置传感器的应用无疑给电机市场的发展提供了强大的推动力。

曲轴与凸轮轴

曲轴位置传感器(CrankshaftPositionSensor,CPS)又称为发动机转速与曲轴转角传感器,其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号,并输入电子控制单元(ECu),以便确定点火时刻和喷油时刻。

凸轮轴位置传感器(CamshaftPositionSensor,CPS)又称为气缸识别传感器(CylinderIdentificationSensor,CIS),为了区别于曲轴位置传感器(CPS),凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输入ECU,以便ECU识别气缸1压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外,凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点,所以称为气缸识别传感器。

位置传感器作为能够传送机器人位置的重要发明,在被人们广泛应用后也成为大家都想要的一款科技产品,我们在想要拥有它的时候一定要事先了解位置传感器的分类及功能应用,还有原理,这样我们才能在位置传感器的生产厂家中选中一款自己中意的,我们也能在应用过程中做到得心用手。以上全部就是小兔介绍的位置传感器的分类,希望能对您有所帮助。

责任编辑:David

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