机器人中传感器灵敏度需要提高

    为提高生产的自动化水平和使劳作人员从笨重、高温和有毒、有害的工位上解放出来，许多工厂，如冶炼厂、铸造厂、汽车厂、机械厂和钟表厂，以及水下作业等，都纷纷采用机器人。仅汽车装配作业来说，据美国工程师协会预测，到本世纪末，机器人将完成50%工作量。到下个世纪20年代，这个数字将增加到70一80%，而其中传感器是作为机器人最为重要的一部分。

    近30年来，机器人己由第一代发展到第三代。第一代机器人按照类似第一代数控机床的硬性程序工作，替人单调地干些“拿起”、“安放”、“取下”和“移动”等辅助性的工作，无法灵活地改变其工作程序。第二代机器人配备有装人工作机构的传感器系统，包括接触、力和力矩、视觉、环境状况和近定位等。这种机器人，发达国家目前已开始成批生产，估计到本世纪末将可大部分取代第一代机器入的队伍。第三代机器人现在也已开始研制。这种机器人在处理收到的信息的基础上能在不断变化的环境中独立地从事有目的的活动，且能同操作人员对话。

    机器人之所以能自动地工作，首先要靠各种敏感元件，感知周围的声、光、热、电、磁、力，以及于、湿等信息，并把这种信号发送给电子计算机，计算机通过计算完成运动程序的给定、贮存、变换座标、发出指令等等。最后通过机械控制系统作出应答动作。

    第二代和第三代机器人对传感器要求越来越高。各种传感器要“感觉”灵敏、稳定性好、可靠性高、抗干扰、轻星化和小型化。现就触觉传感器来说，目前大都用铸铁酸铅陶瓷。这种材料内部有许多微细晶粒，而且正负离子电重心不相重合，在外力作用下会发生“极化”，产生电信号。现在电子打火机、电梯触摸开关、炮弹引信等都是用这种材料制成的。它的缺点主要是对压力的灵敏度还不够高，体积较大且容易破碎。因而，近年来又出现由偏氟乙烯组成的高分子压敏元件，它的最大特点是压电电压常数(g)，即力学量转变为电量的能力，比桔铣酸铅高几十倍，而且厚度只有0.53微米，是一种很好的微型压力接受性能元件。但是，它的压力应变常数(d)，即电量转变为力学量的性能还不如桔钦酸铅。需继续研究提高，以至接近人的皮肤对压力触摸的知觉判断功能。