机器人用的灯珠？别急，点进来

2025-07-29

技术部张工

LED技术

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你是不是常常看到机器人身上有亮亮的“眼睛”，或者它会用不同颜色的小灯珠来表达情绪、指示状态？你可能好奇，这些让机器人活起来的光芒，到底是什么样的灯珠发出来的呢？

别以为这只是简单的照明灯！机器人身上的“灯珠”可不简单，它们是机器人感知世界、与人互动，甚至完成特定任务的重要工具。今天，我们就来一起看看，机器人到底用了哪些神奇的灯珠，以及它们各自的“看家本领”。

机器人“眼睛”的秘密：常见的灯珠类型

机器人身上用的灯珠种类很多，它们根据功能不同，扮演着不同的角色。

LED 灯珠：最常见的“小精灵”

要说机器人身上最常见的灯珠，那一定是 LED（发光二极管）了。这种灯珠在我们的生活中无处不在，从家里的电视遥控器指示灯，到路上的交通信号灯，都有它的身影。

为什么机器人这么喜欢用LED呢？因为它有好多优点：

五颜六色： LED可以发出各种颜色的光，比如红色、绿色、蓝色、白色，甚至能混合出各种奇妙的色彩。这让机器人能通过灯光的颜色变化来表达不同的状态，比如红色表示“电量低”，绿色表示“任务完成”。
省电： 相比传统的白炽灯，LED超级省电，这对于需要长时间工作的机器人来说，能大大延长它的续航时间。
寿命长： LED灯珠的寿命很长，通常能用几万甚至十几万小时，这意味着机器人能长时间稳定工作，不用频繁更换灯珠。
体积小巧： LED灯珠非常小，可以很方便地集成到机器人身体的各个部位，甚至是狭小的空间里。
响应快： LED的亮灭速度非常快，可以实现快速的闪烁和变化，这在需要实时反馈的场景中非常有用。

你会在扫地机器人、陪伴机器人、工业机器人的状态指示灯上看到大量的LED灯珠。它们就像机器人的“表情”，告诉你它在做什么。

红外线(IR)灯珠：看不见的“夜视眼”

有些机器人用的灯珠，你可能用肉眼看不到它们发出的光，但它们却是机器人感知世界，尤其是黑暗环境中不可或缺的“眼睛”——这就是 红外线(IR)灯珠。

红外线是人眼看不到的光，但它却是很多传感器和摄像头的好帮手。在机器人身上，红外线灯珠主要用来：

距离感应和避障： 扫地机器人就是典型的例子。它会发射红外线，如果红外线碰到障碍物反射回来，机器人就知道前面有东西，然后及时转向避开。这种技术叫做“红外测距”。
环境识别： 有些机器人会用红外线来识别特定标记或条形码。
夜视功能： 在光线不足或者完全黑暗的环境下，机器人摄像头如果配备红外线灯珠，就能实现“夜视”功能，看清周围的一切。比如一些安防机器人或者巡逻机器人就会用到。
手势识别和人脸识别： 像微软的Kinect等一些体感设备，就大量使用了红外线来识别用户的姿势和动作。现在很多服务机器人的人脸识别功能，也会在暗光环境下利用红外线进行辅助照明。

紫外线(UV)灯珠：特殊的“探照灯”

紫外线灯珠在机器人身上相对少见，但它们在一些特殊应用中却非常关键。紫外线也是人眼看不到的光，但它可以让某些物质发出荧光，或者起到消毒杀菌的作用。

在机器人领域，紫外线灯珠主要用于：

特殊物质检测： 例如，一些工业机器人可能会用到紫外线来检测产品表面的荧光标记、泄漏或者伪钞。
消毒杀菌： 疫情期间，我们看到了很多消毒机器人，它们就配备了紫外线C波段（UVC）灯珠，用来对医院、办公室等场所进行空气和物体表面的杀菌。

不过，紫外线对人体有害，所以使用这类灯珠的机器人通常会在特定环境下工作，并有严格的安全防护措施。

激光二极管：精准的“探测器”

你可能觉得激光是用来切割或者表演的，但你知道吗，很多高级机器人也在用激光作为它们的“眼睛”！这里说的激光，通常是激光二极管。

激光和LED、红外灯珠不一样的地方在于，激光的光束非常集中，几乎不发散，就像一束细长的光线。这让它在测距和扫描方面拥有独特的优势：

激光雷达 (LiDAR)： 这是机器人最常使用激光的地方。激光雷达通过发射激光束，然后测量光线反射回来的时间，就能精确地计算出周围环境的距离和形状，从而绘制出高精度的地图。扫地机器人、自动驾驶汽车、仓储机器人等都离不开激光雷达。
精准测距： 除了激光雷达，激光也可以用于点对点的精准测距，比如在工业机器人中，用来测量工件的尺寸或者定位。
结构光投射： 有些机器人会投射出特定的激光图案（比如点阵或线条），然后通过摄像头捕捉这些图案在物体表面的形变，从而计算出物体的三维形状，这在人脸识别、3D扫描和物体识别中非常有用。

为什么机器人需要不同的灯珠？

你可能会问，既然有这么多灯珠，机器人为什么要用不同的呢？很简单，就像我们有手、有脚、有眼睛、有耳朵一样，机器人也需要不同的“工具”来完成不同的任务。

告诉我，机器人用光做什么？

机器人用“光”的目的主要分为几大类：

指示与互动：当“信号灯”用这是最直观的用途。机器人通过LED灯珠的颜色、亮灭、闪烁方式，来向你传递信息。

“我的电量快用完了！”（红灯闪烁）
“我已经收到指令了！”（绿灯常亮）
“我正在思考中……”（蓝灯呼吸式闪烁）
情感表达，比如模拟眼睛的眨动或者颜色的变化来表现“开心”、“困惑”。

感知与导航：当“眼睛”用这是更高级的用途。机器人需要“看”清周围的环境才能移动、避障、识别物体。这时候，红外线灯珠和激光二极管就成了它的“眼睛”。它们发射的光线被传感器接收后，机器人就能“看到”周围的距离、形状、甚至物体的材质。
特殊任务：当“工具”用有些特殊任务需要特定的光线。比如消毒机器人需要紫外线来杀菌，一些工业机器人需要高亮度光源来辅助摄像头进行产品缺陷检测。

挑选机器人灯珠，你要看什么？

如果你想为机器人挑选合适的灯珠，或者了解它们为什么这样选择，有几个关键的指标你需要知道：

亮不亮？亮度与可见度：

可见光LED： 主要看亮度（流明或坎德拉），这决定了灯光在不同环境下的显眼程度。
不可见光（IR、UV、激光）： 更看重功率，因为功率决定了它能“照”多远，能提供多少能量让传感器接收。

什么颜色？波长与应用：

可见光LED：红、绿、蓝、白等，对应不同的指示和美学需求。
不可见光：红外线（通常是850nm或940nm），紫外线（UVA、UVB、UVC），激光（特定波长，如905nm用于雷达）。波长决定了它们的应用场景和能否被特定传感器接收。

耗电多不多？功耗与续航：越省电的灯珠越好，尤其对电池供电的移动机器人来说，低功耗意味着更长的续航时间。
能用多久？寿命与可靠性：工业机器人或者长期运行的服务机器人，对灯珠的寿命要求很高，谁也不想频繁更换零件。
大不大？尺寸与集成：机器人内部空间寸土寸金，小巧的灯珠更容易集成到复杂的设计中。
贵不贵？成本：批量生产的机器人，每一个零件的成本都很重要。高性价比的灯珠会是优先选择。

我们来一个简单的对比表格，让你更直观地看看这些灯珠的特点：

特性 / 灯珠类型	可见光 LED 灯珠	红外线 (IR) 灯珠	激光二极管 (VCSEL/EEL)
主要功能	状态指示、美观、基础照明	距离感知、避障、夜视、手势识别	精准测距、3D地图绘制、结构光
可见性	可见（红、绿、蓝等）	不可见	不可见（部分高功率可见）
光束特点	扩散光，角度可选	扩散光，角度可选	集中光，高度聚焦
功耗	低	低-中	中-高
寿命	长	长	长
成本	低	低-中	中-高
主要应用	扫地机指示灯、服务机器人表情、工业机器人工作状态灯	扫地机防撞、服务机器人人脸识别、安防机器人夜视	扫地机激光雷达、自动驾驶、工业3D视觉

不同机器人，不同“光”选择

现在，让我们看看在具体的机器人身上，这些灯珠是如何被运用起来的。

扫地机器人：智能清洁的“光”助手

你的扫地机器人之所以能在家里自由穿梭，不撞墙，不掉下楼梯，很大程度上要归功于它身上的“光”感应器。

红外线灯珠： 扫地机器人底部通常会有一排红外线发射器和接收器，用来防跌落（探测楼梯边缘）和防撞（探测前方障碍物）。当红外线没有反射回来时，它就知道前面是悬崖；当红外线反射回来时，就知道前面有墙壁或家具。
激光二极管 (LDS 激光雷达)： 很多高端扫地机器人顶部有个“小鼓包”，那就是激光雷达。它会不断旋转发射激光束，来绘制家里的高精度地图，规划最佳清扫路径，避免重复清扫和漏扫。
LED指示灯： 扫地机器人身上还会用不同颜色的LED灯来指示电量、充电状态、工作模式、故障提醒等。

工业机器人：生产线上的“火眼金睛”

在工厂里，工业机器人是生产线上的主力。它们需要极高的精确度和可靠性，而光源在其中扮演着关键角色。

高亮度LED灯珠： 工业机器人的机器视觉系统（也就是它们的“眼睛”）常常需要高亮度、均匀的LED照明，以便摄像头能清晰地捕捉工件的细节，进行质量检测、尺寸测量、缺陷识别。这些LED通常是白色的，或者根据工件颜色和材质选择特定颜色来增强对比度。
激光二极管： 在需要三维扫描、高精度定位的场景，比如焊接、装配、抓取不规则形状的物体时，工业机器人会使用激光来获取工件的精确三维数据。
特种光源： 根据不同的检测需求，可能还会用到紫外线或红外线光源。

服务机器人：与人互动的“表情”

陪伴老人孩子的服务机器人、餐厅里送餐的机器人、商场里提供咨询的机器人，它们都非常强调与人的互动。灯珠在其中发挥了重要的作用。

LED灯珠： 这是服务机器人最主要的“表情”和“状态指示器”。它们可能在眼睛部分，通过不同颜色的光来模拟眨眼、眼神交流；也可能在身体其他部位，通过颜色变化和呼吸灯效果，来表达高兴、悲伤、思考、休息等情绪，让机器人看起来更有“生命力”。
红外线灯珠： 在光线不足时，服务机器人的人脸识别功能可能会用到红外线来辅助照明，确保在各种环境下都能“认”出你。