Flere nøkkelsensorteknologier som spiller en viktig rolle i dagens roboter inkluderer magnetiske posisjonssensorer, tilstedeværelsessensorer, gestsensorer, kraft- og momentsensorer, miljøsensorer og strømstyringssensorer.
Magnetiske posisjonssensorer
Magnetisk vinkelposisjonssensor Integrerte kretsløp (ICS) er en av de mest brukte sensorteknologiene innen forbruker, tjenesteprofesjonell, sosiale og til og med industriroboter i dag. I dag bruker nesten alle ledd i en forbruker, tjenesteprofesjonell eller sosial robot to eller flere magnetisk vinkelposisjonssensor.
For hver bevegelsesakse eller leddrotasjon brukes minst en magnetisk vinkelposisjonssensor. Mange av dagens roboter bruker små, men kraftige børsteløse DC -motorer (BLDC) for å flytte robotens ledd og lemmer. For å kunne drive motorene på riktig måte, kreves tilbakemelding av motorposisjoner.
I tillegg krever motorisk kontroll av lukkede sløyfe også tilbakemelding fra robotleddene også tilbakemelding. Derfor er det for robotfuger for robotfuger på magnetisk vinkelposisjonssensorer på hver bevegelsesakse, og den magnetiske vinkelposisjonssensoren ICS kan gi tilbakemelding av motorisk pendler til den felles motoriske kontrolleren.
Robotarm med magnetisk posisjonssensor
For eksempel brukes totalt fire magnetiske posisjonssensorer for en robotankel som krever aksial bevegelse i både tonehøyde og rull. Ved å ha denne typen flere tilkoblinger per skjøt, og gjenkjenne det store antall ledd som kreves for de fleste roboter, er det klart hvorfor magnetiske vinkelposisjonssensorer er så produktive i dagens siste robotprodukter.
Tilstedeværelsessensorer
I dag er flere tilstedeværelsessensorteknologier integrert i dagens roboter, og deres informasjon smeltes sammen for å gi robot romlig synssensing samt objektdeteksjon og unngåelse. 2D- og 3D -stereosynkameraer finnes ofte i mange av dagens nye forbruker- og profesjonelle service -roboter.
Imidlertid er nye avanserte sensorteknologier som sensorer for tid, inkludert lysdeteksjon og varierende (LIDAR) sensorer også i økende grad distribuert i roboter.lidar en høyoppløselig 3D-kartlegging av plassen der roboten fungerer og dens Omgivelser slik at det bedre kan utføre oppgaver og bevege seg rundt.
Lidar -kartlegging
Tilsvarende brukes ultralydsensorer for tilstedeværelse. I likhet med sine kolleger i biler som brukes til sikkerhetsalarmanlegg når de er i standby, brukes ultralydsensorer i roboter til å oppdage nærliggende hindringer og forhindre dem i å krasje i vegger, gjenstander, andre roboter og blant mennesker.
Dessuten kan de spille en rolle i roboter som utfører store funksjonelle oppgaver. Dermed spiller ultralydsensorer en viktig rolle i nesten feltnavigasjon og hindring for hindringer, og til slutt gir generell forbedret robotytelse og sikkerhet.
Imidlertid har ultralydsensorer et begrenset område, fra omtrent en centimeter til flere meter, og en maksimal orienteringskjegle på omtrent 30 grader. De er relativt rimelige og tilbyr god nøyaktighet i nære områder, men nøyaktigheten avtar med økende rekkevidde og målevinkel.
De er også utsatt for temperatur- og trykkvariasjoner og for interferens fra andre nærhetsroboter som bruker ultralydsensorer innstilt til samme frekvens. Når de brukes i kombinasjon med andre tilstedeværelsessensorer, kan de imidlertid gi nyttig og pålitelig posisjonsinformasjon.
Når data fra alle disse tilstedeværelsessensorene (2D/3D-kameraer, Lidar og ultralyd) smeltes sammen, som vi nå begynner å se i high-end forbruker/profesjonelle service-roboter og industriroboter, er disse robotene i stand til å oppnå romlig Bevissthet og bevege og utføre mer komplekse oppgaver uten å skade seg selv, mennesker eller omgivelsene.
Gestsensorer
Bevegelsessensorer blir også i økende grad integrert i noen av dagens mest sofistikerte roboter for å gi brukergrensesnittkommandoer. Gestesensorteknologi inkluderer optiske sensorer og kontrollarmbåndsensorer som er båret av robotoperatøren.
Ved hjelp av optisk-baserte gestsensorer kan roboter trenes til å gjenkjenne spesifikke håndbevegelser og utføre visse oppgaver basert på spesifikke bevegelser eller håndbevegelser. Disse typer gestsensorer tilbyr mange muligheter i hjemmet eller sykehuset for mennesker med nedsatt funksjonsevne og begrensede kommunikasjonsevner samt i smarte fabrikker.
Ved hjelp av armbåndkontrollerte sensorer kan brukeren kommunisere og kontrollere samarbeidende, industrielle, medisinske eller militære roboter for å utføre og/eller etterligne visse oppgaver basert på hvordan operatøren beveger seg og gester sin arm. For eksempel kan en kirurg som bruker armbåndssensorer på hver arm kontrollere et par telemedisin robotarmer for å utføre kirurgi, muligens så langt borte som den andre siden av kloden.
Kraft-dreiemessige sensorer
Force-Torque-sensorer blir også i økende grad brukt i dagens neste generasjons roboter. Kraft-dreiemessige sensorer brukes ikke bare i endeffektorer og gripere av roboter, men brukes nå også i andre deler av roboten, for eksempel overkroppen, armer, ben og hode. Disse spesialiserte kraftmomentsensorene brukes til å overvåke bevegelsesbevegelser i lemmer, oppdage hindringer og gi sikkerhetsvarsler til robotens sentrale prosessor.
For eksempel, når en kraftmomentsensor i en robotarm oppdager en plutselig og uventet kraft på grunn av armen som slår et objekt, kan kontrollsikkerhetsprogramvaren føre til at armen slutter å bevege seg og trekke seg tilbake til sin posisjon.
Kraftmomentsensoren brukes også i forbindelse med tilstedeværelsessensorer, så vel som andre sikkerhetsovervåkningssensorer, for eksempel miljøsensorer, for å gi generelle overvåkningsevner for trygt område.
Miljømessige sensorer
En rekke miljøsensorer tar også veien inn i industriell og forbrukerrobotikk. Miljøsensorer som kan oppdage VOC (flyktige organiske forbindelser) angående luftkvalitet, temperatur og fuktighetssensorer, trykksensorer og til og med sensorer som kan oppdage belysning. Disse sensorene hjelper ikke bare med å sikre at roboter kan fortsette å operere effektivt og trygt, men også gjøre robotlokalbefolkningen oppmerksom på utrygge miljøforhold.
Strømstyringssensorer
Sensorer for strømstyring er også integrert i dagens automatiserte roboter for å utvide driftstiden for roboten mellom ladningene og for å sikre at litium-ion-batterier, de vanligste batteriene som brukes i dagens automatiserte roboter, ikke blir overladet eller tappet mens de er i bruk. Se figur 4. 0.
Strømstyringssensorer brukes også i områdene med spenningsregulering samt kraft og termisk styring av robotleddsmotorer. Alle robotelektronikk ombord, for eksempel mikroprosessorer, sensorer og aktuatorer, krever lavstøy-krusnings strømforsyning og regulering for å sikre at de fungerer effektivt og riktig.
De nyeste sensorløsningene for robotstrømstyring inkluderer Coulomb -telling for utslipp av batteri og lading, nøyaktige og pålitelige overvåkningssensorer for overoppheting for spenningsregulatorer og nåværende sensorer i batterihåndteringsenheter.
Takket være integrasjonen og fusjonen av alle disse nye sensorteknologiene, kan dagens siste roboter fungere mer uavhengig og trygt. I tillegg, takket være betydelige forbedringer i datakraft, programvare og kunstig intelligens, og å jobbe sammen med disse nye sensorteknologiene, kan disse neste generasjons robotene lettere tilpasses til et bredt spekter av applikasjonskrav.
Dessuten kan de utføre oppgaver mer nøyaktig og raskere enn forgjengerne. Til slutt kan de operere og jobbe mer uavhengig, samarbeidende og trygt med mennesker i et bredere spekter av hjemme-, forretnings- og produksjonsmiljøer.