Если мы еще раз обратимся к скелету робота (схема 1), то
увидим, что из всех представленных в нем элементов мы не рассмотрели
только один, но очень важный - органы чувств робота, его датчики,
образующие сенсорную систему. Без них не может действовать никакая
система управления: не получая сведений об окружающей обстановке и
поведении самого робота, она не сможет принять ожидаемого от нее
решения.
Говоря о сенсорной системе робота, подчеркнем, что она собирает два вида
нужной для СУ информации: 1) о собственном состоянии робота и 2) о
состоянии объекта манипулирование и окружающей среды.
Под состоянием робота подразумеваются координаты и ориентация в
пространстве манипулятора, скорости и ускорения его звеньев, а также
усилия, развиваемые его приводами. Сенсорные устройства, информирующие о
состоянии робота, называют также датчиками обратной связи. Это датчики
положений, скоростей и ускорений звеньев манипулятора относительно друг
друга.
Изменение координат фиксируют датчики, выполненные, например, в виде
прецизионных потенциометров и катушек переменной индуктивности.
Прецизионный потенциометр представляет собой прибор типа хорошо
известного вам проволочного реостата. Из его названия - прецизионный, т.
е. высокоточный, следует, что он должен быть выполнен очень качественно.
Его наматывают специальным (из сплава с большим удельным сопротивлением)
проводом, тщательно контролируя равномерность намотки (плотность
витков), и предпринимают ряд других мер с тем, чтобы достичь линейности
его характеристики, когда сопротивление меняется точно пропорционально
смещению подвижного контакта потенциометра (длине включенного участка
обмотки).
Рис. 33. Многооборотный потенциометр, служащий в
качестве датчика местоположения звеньев манипулятора (/- подвижный
контакт).
Рис. 34. Эластичный тактильный датчик, имеющий
усы (зонды), обнаруживающие препятствие до прикосновения к нему самого
датчика.
Для увеличения точности показаний используются иногда так называемые
многооборотные потенциометры (рис. 33). В них вращающийся контакт не
перескакивает с витка на виток, как при смещении ручки обычного
потенциометра (реостата), а следует вдоль самих витков провода. В
результате большей плавности изменения сопротивления повышается точность
измерений.
Потенциометр крепится в руке робота так, чтобы при повороте одного звена
манипулятора относительно другого подвижный контакт потенциометра тоже
смещался и, следовательно, сопротивление прибора менялось. По тому, на
сколько оно изменилось, судят о взаимном перемещении звеньев
манипулятора.
Аналогично работает датчик положения, в котором используется катушка
переменной индуктивности. При взаимном перемещении звеньев манипулятора
происходит смещение, например, связанного с ними сердечника, вследствие
чего индуктивность катушки меняется. Иногда ставится в качестве такого
датчика катушка с двумя обмотками, связанными с теми звеньями
манипулятора, о движении которых они должны дигнализиро-вать. При
изменении взаимного расположения этих обмоток индуктивность катушки
меняется, что и позволяет судить о перемещении звеньев.
Для измерения скоростей звеньев манипулятора применяются тахогенераторы.
Что это такое? Это электрогенераторы небольшой мощности, вырабатывающие
ЭДС в строгой зависимости от скорости вращения их вала. Тахогенератор,
или, как его еще называют, тахометр (измеритель скорости вращения),
обычно устанавливают непосредственно на вал двигателя в приводе
манипулятора и по значению напряжения, даваемого
тахометром, рассчитывается число оборотов двигателя, а по нему-и
скорость- звена, перемещаемого данным приводом.
