Câteva tehnologii cheie ale senzorilor care joacă un rol major în roboții de astăzi includ senzori de poziție magnetică, senzori de prezență, senzori de gesturi, senzori de forță și cuplu, senzori de mediu și senzori de gestionare a puterii.
Senzori de poziție magnetică
Circuitele integrate ale senzorului de poziție unghiulară (ICS) sunt unul dintre cele mai utilizate tehnologii senzorului în roboți de consumatori, profesioniști, profesioniști, sociali și chiar industriali. Astăzi, aproape fiecare articulație dintr -un consumator, un robot profesional sau social de servicii folosește două sau mai multe IC -uri de poziție unghiulară magnetică.
Pentru fiecare axă de mișcare sau rotație a articulațiilor, se utilizează cel puțin un senzor de poziție unghiulară magnetic. Mulți dintre roboții de astăzi folosesc motoare DC mici, dar puternice, fără perii (BLDC), pentru a muta articulațiile și membrele robotului. Pentru a conduce în mod corespunzător motoarele, este necesară feedback -ul poziției motorului.
În plus, controlul motorului cu buclă închisă a articulațiilor robotului necesită, de asemenea, feedback de poziție a unghiului de viteză. Prin urmare, pentru articulațiile robotului, sunt necesari doi senzori de poziție unghiulară magnetică pe fiecare axă de mișcare, iar IC -urile senzorului de poziție unghiulară magnetică poate oferi feedback de comutație motorie controlerului motorului articular.
Braț robotizat cu senzor de poziție magnetică
De exemplu, un total de patru senzori de poziție magnetică sunt folosiți pentru o gleznă robot care necesită mișcare axială atât în pas, cât și în rulou. Având acest tip de conexiuni multiple pe articulație și recunoscând numărul mare de articulații necesare pentru majoritatea roboților, este clar de ce senzorii de poziție unghiulară magnetică sunt atât de prolifici în ultimele produse robotice de astăzi.
Senzori de prezență
Astăzi, mai multe tehnologii de senzori de prezență sunt integrate în roboții de astăzi, iar informațiile lor sunt fuzionate pentru a oferi o detectare a viziunii spațiale robotice, precum și detectarea și evitarea obiectelor. Camerele de viziune stereo 2D și 3D se găsesc în mod obișnuit în multe dintre noii roboți de servicii de consumatori și profesioniști de astăzi.
Cu toate acestea, noile tehnologii de senzori avansați, cum ar fi senzorii de timp a zborului, inclusiv detectarea luminii și senzorii cu variație (LIDAR) sunt, de asemenea, din ce în ce mai implementate în roboți.LIDAR oferă o mapare 3D de înaltă rezoluție a spațiului în care robotul funcționează și al acestuia împrejurimi, astfel încât să poată îndeplini mai bine sarcinile și să se deplaseze.
Cartografierea lidarului
În mod similar, senzorii cu ultrasunete sunt folosiți pentru detectarea prezenței. La fel ca omologii lor din automobilele utilizate pentru sistemele de alarmă de securitate atunci când sunt în așteptare, senzorii cu ultrasunete din roboți sunt folosiți pentru a detecta obstacolele din apropiere și pentru a -i împiedica să se prăbușească în pereți, obiecte, alți roboți și între oameni.
Mai mult, ei pot juca un rol în roboții care îndeplinesc sarcini funcționale majore. Astfel, senzorii cu ultrasunete joacă un rol important în navigația aproape de câmp și în evitarea obstacolelor, oferind în cele din urmă performanță și siguranță generală îmbunătățită a robotului.
Cu toate acestea, senzorii cu ultrasunete au o gamă limitată, variind de la aproximativ un centimetru la câțiva metri și un con de orientare maximă de aproximativ 30 de grade. Sunt relativ ieftine și oferă o precizie bună la intervale apropiate, dar precizia lor scade odată cu creșterea intervalului și unghiul de măsurare.
De asemenea, sunt sensibile la variații de temperatură și presiune și la interferența altor roboți de proximitate care folosesc senzori ultrasonici reglați la aceeași frecvență. Cu toate acestea, atunci când sunt utilizate în combinație cu alți senzori de prezență, aceștia pot oferi informații de poziție utile și fiabile.
Când datele de la toți acești senzori de prezență (camere 2D/3D, Lidar și Ecografie) sunt contopite împreună, așa cum începem acum să vedem la roboți de consum/servicii profesionale de înaltă calitate și roboți industriali, acești roboți sunt capabili să realizeze spațial Conștientizarea și mișcarea și îndeplinește sarcini mai complexe, fără a se deteriora, oamenii sau împrejurimile lor.
Senzori de gest
Senzorii de gesturi sunt, de asemenea, integrați din ce în ce mai mult în unii dintre cei mai sofisticați roboți de astăzi pentru a ajuta la furnizarea de comenzi de interfață de utilizator. Tehnologia senzorului de gesturi include senzori optici și senzori de bandă de braț de control purtați de operatorul robotului.
Folosind senzori de gesturi bazate pe optic, roboții pot fi instruiți pentru a recunoaște mișcările specifice ale mâinilor și pentru a efectua anumite sarcini bazate pe gesturi specifice sau mișcări ale mâinilor. Aceste tipuri de senzori de gesturi oferă multe oportunități în casă sau spital pentru persoanele cu dizabilități și capacități de comunicare limitate, precum și în fabricile inteligente.
Folosind senzori controlați de brațe, purtătorul poate comunica și controla roboții de colaborare, industriali, medicale sau militare pentru a îndeplini și/sau imita anumite sarcini pe baza modului în care operatorul se mișcă și își gestionează brațul. De exemplu, un chirurg care poartă senzori de bandă pe fiecare braț poate controla o pereche de brațe robot de telemedicină pentru a efectua o intervenție chirurgicală, posibil la fel de departe ca cealaltă parte a globului.
Senzori de forță-torque
Senzorii de forță-torque sunt, de asemenea, folosiți din ce în ce mai mult în roboții de astăzi de astăzi. Senzorii de forță de forță nu sunt folosiți doar în efectele finale și principalele roboților, dar sunt folosiți acum și în alte părți ale robotului, cum ar fi torsul, brațele, picioarele și capul. Acești senzori de cuplu de forță specializați sunt folosiți pentru a monitoriza mișcările de viteză ale membrelor, pentru a detecta obstacolele și pentru a oferi alerte de siguranță procesorului central al robotului.
De exemplu, atunci când un senzor de cuplu de forță dintr -un braț robot detectează o forță bruscă și neașteptată din cauza brațului care lovește un obiect, software -ul său de siguranță de control poate determina brațul să înceteze să se deplaseze și să se retragă în poziția sa.
Senzorul de cuplu de forță este, de asemenea, utilizat în combinație cu senzori de prezență, precum și alți senzori de monitorizare a siguranței, cum ar fi senzorii de mediu, pentru a oferi capacități generale de monitorizare a zonei sigure.
Senzori de mediu
O varietate de senzori de mediu se îndreaptă, de asemenea, în robotica industrială și de consum. Senzorii de mediu care pot detecta COV -uri (compuși organici volatili) în ceea ce privește calitatea aerului, temperatura și senzorii de umiditate, senzorii de presiune și chiar senzori care pot detecta iluminarea. Acești senzori nu numai că ajută la asigurarea faptului că roboții pot continua să funcționeze eficient și în siguranță, dar, de asemenea, îi fac pe localnicii robotilor la curent cu condițiile de mediu nesigure.
Senzori de gestionare a puterii
Senzorii de gestionare a puterii sunt, de asemenea, integrați în roboții automatizați de astăzi pentru a ajuta la extinderea timpului de funcționare a robotului între sarcini și pentru a se asigura că bateriile cu litiu-ion, cele mai comune baterii utilizate în roboții automatizați de astăzi, nu sunt supraîncărcate sau scurse în utilizare. Vezi Figura 4. 0.
Senzorii de gestionare a puterii sunt, de asemenea, folosiți în domeniile reglării tensiunii, precum și în gestionarea puterii și termică a motoarelor robotului. Toate electronice robotizate la bord, cum ar fi microprocesoarele, senzorii și actuatoarele, necesită surse de alimentare cu ondulare cu zgomot redus și reglementare pentru a se asigura că funcționează eficient și corect.
Cele mai recente soluții de senzori pentru gestionarea puterii robotice includ numărarea Coulomb pentru descărcarea și încărcarea bateriei, senzorii de monitorizare exactă și fiabilă și fiabilă pentru regulatori de tensiune și senzori de curent în dispozitivele de gestionare a bateriei.
Datorită integrării și fuziunii tuturor acestor noi tehnologii de senzori, cei mai recenți roboți de astăzi pot funcționa mai independent și în siguranță. În plus, datorită îmbunătățirilor semnificative ale puterii de calcul, software și inteligență artificială și lucrând în concordanță cu aceste noi tehnologii de senzori, acești roboți de generație următoare pot fi adaptați mai ușor la o gamă largă de cerințe de aplicație.
Mai mult, ei pot îndeplini sarcini mai exact și mai rapid decât predecesorii lor. În cele din urmă, ei pot opera și lucra mai independent, mai colaborativ și în siguranță cu oamenii într -o gamă mai largă de medii de casă, de afaceri și de fabricație.