位置传感器

位置感觉是机器人最基本的感觉要求，可以通过多种传感器来实现。位置传感器包括位置和角度检测传感器。常用的机器人位置传感器有电位器式、光电式、电感式、电容式、霍尔元件式、磁栅式及机械式位置传感器等。机器人各关节和连杆的运动定位精度要求、重复精度要求及运动范围要求，是选择机器人位置传感器的基本依据。

图1 常用的机器人位置传感器

电位器式位置传感器

电位器式位置传感器由1个绕线电阻（或薄膜电阻）和1个滑动触点组成。其中，滑动触点通过机械装置受被检测量的控制。当被检测的位置量发生变化时，滑动触点也发生位移，改变了滑动触点与电位器各端之间的电阻值和输出电压值。根据这种输出电压值的变化，可以检测出机器人各关节的位置和位移量。

按照电位器式位置传感器的结构，可以把它分为两大类：一类是直线型电位器，另一类是旋转型电位器。

图2 直线型电位器&旋转型电位器

1) 直线型电位器主要用于检测直线位移，其电阻器采用直线型螺线管或直线型碳膜电阻，滑动触点只能沿电阻的轴线方向做直线运动。直线型电位器的工作范围和分辨率受电阻器长度的限制，绕线电阻、电阻丝本身的不均匀性会造成电位器式位置传感器的输入/输出关系的非线性。

在载有物体的工作台下面，有与电阻接触的触头。当工作台左右移动时，触头也随之运动，从而改变了与电阻接触的位置，检测的是以电阻中心为基准位置的移动距离。

2) 旋转型电位器的电阻元件是呈圆弧状的，滑动触点也只能在电子元件上做圆周运动。旋转型电位器有单圈电位器和多圈电位器两种。由于滑动触点等的限制，单圈电位器的工作范围小于360°，分辨率也有一定的限制，但对于大多数应用情况来说，这并不会妨碍它的使用。假如需要更高的分辨率和更大的工作范围，可以选用多圈电位器。

电位器式位置传感器具有很多优点，如输入/输出特性可以是线性的，输出信号选择范围大，不会因为失电而破坏其已感觉到的信息；当电源因故断电时，电位器的滑动触点将保持原来的位置不变；另外，它还具有性能稳定、结构简单、尺寸小、质量小、精度高等优点。

电位器式位置传感器的主要缺点是容易磨损（滑动触点和电阻器表面的磨损），使电位器的可靠性和寿命受到一定的影响。因此，电位器式位置传感器在机器人上的应用受到了极大的限制，近年来随着光电编码器价格的降低，电位器式位置传感器逐渐被淘汰。