Няколко ключови сензорни технологии, които играят основна роля в днешните роботи, включват сензори за магнитно положение, сензори за присъствие, сензори за жестове, сензори за сила и въртящ момент, сензори за околната среда и сензори за управление на захранването.
Сензори за магнитно положение
Интегралните схеми на сензора с магнитна ъглова позиция (ICS) са една от най -широко използваните сензорни технологии в потребителски, сервизни професионални, социални и дори индустриални роботи днес. Днес почти всяка съвместна в потребител, сервизен професионалист или социален робот използва два или повече магнитни ъглови сензори за позиция.
За всяка ос на движение или въртене на ставите се използва поне един сензор за магнитно ъглово положение. Много от днешните роботи използват малки, но мощни безчетни DC двигатели (BLDC), за да преместят ставите и крайниците на робота. За да се управлява правилно двигателите, е необходима обратна връзка за позицията на двигателя.
В допълнение, контролът на двигателя със затворен контур на ставите на робота също изисква обратна връзка на ъгъла на съединителя. Следователно, за роботните стави са необходими два сензора за магнитно ъглово положение на всяка ос на движение, а сензорът за магнитно ъглово положение ICS може да осигури обратна връзка на двигателната комутация на съвместния двигателен контролер.
Роботизирана ръка със сензор за магнитно положение
Например, общо четири сензора за магнитно положение се използват за глезен на робот, който изисква аксиално движение както на стъпка, така и на ролка. Като имате този тип множество връзки на става и разпознаване на големия брой фуги, необходими за повечето роботи, е ясно защо сензорите за магнитно ъглово положение са толкова плодотворни в най -новите роботизирани продукти.
Сензори за присъствие
Днес няколко сензорни технологии за присъствие са интегрирани в днешните роботи и тяхната информация е слята за осигуряване на роботизирано пространствено зрение, както и откриване и избягване на обекти. 2D и 3D камери за стерео визия обикновено се срещат в много от новите днес роботи за потребителски и професионални услуги.
Въпреки това, новите усъвършенствани сензорни технологии като сензори за време на полет, включително сензори за откриване на светлина и диапазон (LIDAR), също все повече се разгръщат в роботи. Lidar осигурява 3D картографиране на пространството с висока разделителна способност, в което роботът работи, и неговия Околна среда, така че да може по -добре да изпълнява задачи и да се движи наоколо.
Картографиране на лидар
По същия начин, ултразвуковите сензори се използват за усещане за присъствие. Подобно на техните колеги в автомобили, използвани за алармени системи за сигурност, когато са в режим на готовност, ултразвуковите сензори в роботи се използват за откриване на препятствия наблизо и пречат на тях да се разбият в стени, предмети, други роботи и сред хората.
Освен това те могат да играят роля в роботи, които изпълняват основни функционални задачи. По този начин, ултразвуковите сензори играят важна роля в навигацията в близост до полето и избягването на препятствия, като в крайна сметка осигуряват цялостна подобрена работа и безопасност на робота.
Ултразвуковите сензори обаче имат ограничен обхват, вариращ от около един сантиметър до няколко метра и максимален ориентационен конус от около 30 градуса. Те са сравнително евтини и предлагат добра точност в близки диапазони, но точността им намалява с увеличаване на обхвата и ъгъла на измерване.
Те също са податливи на изменения на температурата и налягането и на смущения от други роботи за близост, които използват ултразвукови сензори, настроени на същата честота. Въпреки това, когато се използват в комбинация с други сензори за присъствие, те могат да предоставят полезна и надеждна информация за позицията.
Когато данните от всички тези сензори за присъствие (2D/3D камери, лидар и ултразвук) се сливат заедно, тъй като сега започваме да виждаме в потребителски/професионални роботи от висок клас, тези роботи са в състояние да постигнат пространствени роботи Осъзнаване и преместване и изпълнение на по -сложни задачи, без да увреждате себе си, хората или обкръжението си.
Сензори за жестове
Сензорите за жестове също все повече се интегрират в някои от най -сложните роботи днес, за да помогнат за предоставяне на команди на потребителски интерфейс. Технологията на сензора за жестове включва оптични сензори и сензори за контролни ленти на рамото, носени от оператора на робота.
Използвайки сензори за жестове на оптично основание, роботите могат да бъдат обучени да разпознават специфични движения на ръцете и да изпълняват определени задачи въз основа на специфични жестове или движения на ръцете. Тези видове сензори за жестове предлагат много възможности в дома или болницата за хора с увреждания и ограничени комуникационни възможности, както и в интелигентни фабрики.
Използвайки сензори, контролирани от лентата, носителят може да комуникира и контролира съвместното, индустриалните, медицинските или военните роботи за изпълнение и/или имитира определени задачи въз основа на това как операторът се движи и жестове на ръката си. Например, хирург, носещ сензори за лента на всяка ръка, може да контролира двойка телемедицински роботи, за да извърши операция, вероятно толкова далеч, колкото другата страна на земното кълбо.
Сензори за сила на силата
Сензорите за сила на силата също все повече се използват в днешните роботи от следващото поколение. Сензорите за сила на силата не се използват само в крайните ефекти и захващащите роботи, но сега се използват и в други части на робота, като торса, ръце, крака и глава. Тези специализирани сензори за въртящ момент се използват за наблюдение на движенията на скоростта на крайниците, откриване на препятствия и осигуряване на сигнали за безопасност на централния процесор на робота.
Например, когато сензорът за въртящ момент на силата в рамото на робота открие внезапна и неочаквана сила поради ръката, удряща обекта, неговият софтуер за контрол на безопасността може да накара ръката да спре да се движи и да се оттегли в позицията си.
Сензорът за въртящ момент на силата също се използва заедно със сензори за присъствие, както и други сензори за мониторинг на безопасността, като сензори за околната среда, за да се осигурят общи възможности за мониторинг на безопасността.
Екологични сензори
Разнообразие от екологични сензори също проникват в индустриалната и потребителската роботика. Екологичните сензори, които могат да открият ЛОС (летливи органични съединения) по отношение на качеството на въздуха, температурата и сензорите за влажност, сензорите за налягане и дори сензорите, които могат да открият осветлението. Тези сензори не само помагат да се гарантира, че роботите могат да продължат да работят ефективно и безопасно, но също така да правят местните роботи да знаят за опасни условия на околната среда.
Сензори за управление на захранването
Сензорите за управление на захранването също са интегрирани в днешните автоматизирани роботи, за да помогнат за удължаване на работното време на робота между зарядите и да се гарантира, че литиево-йонните батерии, най-често срещаните батерии, използвани в днешните автоматизирани роботи, не са презаредени или изтощени, докато се използват. Вижте Фигура 4. 0.
Сензорите за управление на захранването се използват и в зоните на регулиране на напрежението, както и за мощност и термично управление на роботните съвместни двигатели. Всички бордови роботизирани електроника, като микропроцесори, сензори и задвижващи механизми, изискват захранване и регулиране с ниско ниво на шум, за да се гарантира, че те работят ефективно и правилно.
Най -новите сензорни решения за управление на роботизираното захранване включват броене на Coulomb за изпускане на батерията и зареждане, точни и надеждни сензори за наблюдение на прегряване за регулатори на напрежението и текущи сензори в устройствата за управление на батерията.
Благодарение на интеграцията и сливането на всички тези нови сензорни технологии, най -новите роботи могат да работят по -независимо и безопасно. В допълнение, благодарение на значителните подобрения в изчислителната мощност, софтуера и изкуствения интелект и работата в съответствие с тези нови сензорни технологии, тези роботи от следващо поколение могат да бъдат адаптирани по-лесно към широк спектър от изисквания за приложение.
Освен това те могат да изпълняват задачи по -точно и по -бързо от предшествениците си. И накрая, те могат да работят и да работят по -независимо, съвместно и безопасно с хората в по -широк спектър от домашни, бизнес и производствени среди.