毕业论文
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科 目：工业机器人
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传感器技术在机器人技术中的应用研究
【摘 要】传感器是用来检测机器人自身的工作状态，以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件。能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。本文首先介绍了常用传感器的工作原理、基本结构、使用特点，并讨论了传感器在智能机器人中的应用。
【关键词】传感器；机器人；视觉传感器；力觉传感器；触觉传感器
1.传感器的工作原理及典型应用
传感器在工业中的应用非常的广泛，是当今科技产业是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是当今世界极其重要的高科技，一切现代化仪器、设备几乎都离不开传感器。它广泛应用于各种新型技术领域中，下面列举几种常见的传感器： 应变式传感器：有应变效应、压阻效应的原理而来。力传感器、压力传感器液体重量传感器、加速度传感器是它的典型应用； 电感式传感器：利用电磁感应(自感、互感)来工作，主要应用于测量位移、振幅、转速和无损探伤等； 电容式传感器：将非电量转换为电容量，它的核心部分是可变参数的电容器。把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器；
压电式传感器：是基于压电效应应用的传感器，它的核心部件是压电材料。应用于测量力和能变换为力的非电物理量； 磁电式传感器：利用电磁感应来工作，适用于动态测量，例如霍尔传感器； 热电式传感器：基于热电效应的原理而制造出来的传感器，利用温度的变化来进行测量，一般用于温度测量、管道流量测量等； 光电式传感器：基于光电效应的传感器，将光电信号转换成电信号输出，来测量位移、速度、温度等，例如CCD固体图像传感器、光纤传感器等； 红外传感器：红外辐射，被动式人体移动检测仪红外测温仪、红外线气体分析仪； 微波传感器：反射原理、吸附效应，微波液位计、辐射计、物位计,微波温度传感器、无损探测仪、多普勒传感器； 超声波传感器：压电效应、 磁致伸缩效应，测量物位、流量、厚度、探伤； 数字式传感器：光栅原理、光电效应，机床定位、长度和角度的计量仪器；
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《循迹机器人中的灰度传感器》信息化课堂教学设计
作者：范昭君
来源：《科技经济市场》2017年第09期
摘要：本文以《循迹机器人中的灰度传感器》作为项目实施的载体，从教学模式、教学目标、教学手段、教学内容、教学方法和教学整体设计过程等方面阐述了该项目的整体实施过程，其主要教学特色是采用课程教学网站、蓝墨云班课教学平台、微课视频、动画模拟等多种信息化教学手段，在课堂设计中突出学生的主体作用，采用小老师讲解重难点的方式，激励学生学习的兴趣。教学评价方面，采用手机和网络平台，实现教师点对点评价、学生投票互评等多种评价模式，更加有效地对教学过程进行监控和评价。
关键词：信息化课堂教学设计；翻转课堂；微课视频
《机器人制作与编程》以创意之星机器人为项目实施载体，采用一体化教学模式，将理论教学与实践教学融合。本次选取一节课《循迹机器人中的灰度传感器》（45分钟）作为信息化课堂教学进行设计与研究。与传统的教学相比较，本节课程的设计既有以下特点：（1）提高学生课堂参与度，调动学生自主学习能力；在课堂教学过程中促进学生的自主学习能力，小组同学协助学习能力以及以学生为主体的教学模式的完美融合；（2）学生获取信息的方式更加多样化，例如：课程学习网站、蓝墨云班课上发布的学习资料、微课、互联网等等，促使学生成为学习的主导者；（3）在课堂上测试课堂的学习要点，及时解决学生的困惑；（4）信息流动性、完整性好，能双向交互。
1课程教学模式
《机器人制作与编程》课程遵循“工学结合、行动导向”及“教、学、做”一体化模式，通过基于工作过程一体化的教学模式，“以项目为主线、以任务为引领，以情境为依托，以学生为主体、以教师为主导”，将“师傅带徒弟”的教学方法与“老师教学生”的教学方法完美融合，形成以学生为主体、学生自主协作、发现解决问题的新型教学模式，不仅极大地提高了课堂效率，也极大地调动了学生学习的积极性。
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小学机器人灰度传感器教学浅谈
作者：骆卫华
来源：《中国校外教育·基教(中旬)》2014年第14期
机器人教学中，灰度传感器的教学是一个重点内容，也是各种机器人竞赛的项目之一。学生如何能深刻地理解灰度传感器的原理，提出教学三步走的方法，通过由浅入深、由易到难的讲解与实践，不仅有效掌握灰度传感器的应用，更能培养学生找出问题、分析问题、解决问题的能力。
机器人教学灰度传感器测量方法在中小学机器人的教学中，灰度传感器有着不可忽缺的地位，围绕灰度传感器开发的比赛和活动项目也非常之多。低成本的机器人中灰度传感器就是主要的学习内容。如此重要的知识，却也是学生学习机器人的一个难点，很多学生对灰度的运用理解不了，如何才能让学生充分理解、运用灰度传感器，笔者提出灰度传感器教学三步走的方法。
一、讲请灰度原理，掌握测量方法
教学中，教师首先要向学生讲清灰度传感器的工作原理和工作方法：灰度传感器有一只发光二极管和一只光敏电阻，安装在同一面上，在有效的检测距离内，发光二极管发出白光，照射在检测面上，检测面反射部分光线，光敏电阻检测此光线的强度并将其转换为机器人可以识别的信号。
讲清原理后，教师可实际展示，让学生观察、体会光敏探头根据检测面反射回来的光线强度，来确定其检测面的颜色深浅的。同时通过对比让学生体会到：测量的准确性与传感器到检测面的距离是有直接关系的；在机器人运动时机体的震荡同样会影响其测量精度；外界光线的强弱对其影响非常大，会直接影响到检测效果，要注意避免外界光的干扰；检测面的材质不同也会引起其返回值的差异等。掌握这些，有利于在程序的调试中正确分析错误的原因。
因为灰度值受影响的因素多，在程序的设计中就要精确的了解机器人中每个灰度传感器的值，要让学生熟练的掌握灰度值测量的方法，程序调试中随时进行检测出问题的灰度值是否发生的变化，以做到及时调整程序。
机器人篇——第3单元 传感器
教学目的：
知识与技能：初步认识机器人的传感器，知道机器人是怎样“看”到物体的，初步了解机器人红外传感器的工作原理。并能够使用红外传感器，利用他们来检测有无障碍物等。
情感态度与价值观：培养钻研精神，动手通过实验得到第一手资料是很宝贵的。应用所学知识来解决现实生活中的实际问题，培养信息素养。
教学重难点：
重点： 红外传感器的使用。
难点： 如何红外传感器，调试、并获取相关的参考值。
教学方法：观察分析，实验例证，自主学习。
教学过程：
一 、播放影片剪辑片段，引入课题：
播放影片剪辑片段《终结者2》及机器人视频《迎宾机器人》通过影片和视频片段，我们看到机器人具有我们人脑的一部分功能。机器人的核心是其电脑核心，光有电脑发号施令还不行，要让机器人处理相视频中的各种复杂的事务，对周围的环境能够很快做出反应，是靠各种传感器来实现的，他们好像有我们人类的眼、耳、口、鼻、舌。
什么是传感器？
传感器是机器人的“感觉器官”，是一种电子元件或装置，能响应或感知被测量的物理量或化学量，并按一定规律转换成电信号，以供机器人核心识别。它就像人的眼睛、耳朵、鼻子一样，能够感应到周围环境的信息，并把这些信息传递给机器人的“大脑”。有了传感器，机器人就变得更加聪明了。
二、认识传感器：
1、 自学教材上介绍的各种传感器。
2、 讨论学习：各种传感器相当于机器人的什么器官？在实际生活应用中你看见过哪些传感器？
3、 全班学生交流。
4、 练 习：将已经认识的几种传感器，填写在下表中。
． 传感器名称 作用 日常生活中的应用
三、机器人的“眼睛” ---红外传感器
眼睛是人们心灵的窗户，人们80%的信息都是通过视觉获取的，所以是非常重要的器官。机器人的视觉传感器也一样非常重要，它主要通过红外传感器来“看”东西。
1、 讨论学习：红外传感器的原理是什么？
