Flere nøglesensorteknologier, der spiller en vigtig rolle i dagens robotter, inkluderer magnetiske positionssensorer, tilstedeværelsesføler, gestussensorer, kraft- og drejningsmomentsensorer, miljøsensorer og strømstyringssensorer.
Magnetiske positionssensorer
Magnetisk vinkelposition Sensor Integrated Circuits (ICS) er en af de mest anvendte sensorteknologier i forbruger-, serviceprofessionelle, sociale og endda industrielle robotter i dag. I dag bruger næsten alle led i en forbruger, serviceprofessionel eller social robot to eller flere magnetiske vinkelpositionssensor IC'er.
For hver bevægelsesakse eller ledrotation anvendes mindst en magnetisk vinkelpositionssensor. Mange af dagens robotter bruger små, men kraftfulde børsteløse DC -motorer (BLDC) til at flytte robotens led og lemmer. For at drive motorerne korrekt kræves motorisk positionsfeedback.
Derudover kræver også lukket loop-motorisk kontrol af robotfugerne også feedback med fælles gearvinkel. Derfor kræves to magnetiske vinkelpositionssensorer for hver bevægelsesakse, og den magnetiske vinkelpositionssensor IC'er kan give motoriske pendlingsfeedback til den fælles motorcontroller.
Robotarm med magnetisk positionssensor
For eksempel bruges i alt fire magnetiske positionssensorer til en robot ankel, der kræver aksial bevægelse i både tonehøjde og rulle. Ved at have denne type flere forbindelser pr. Fælles og anerkende det store antal samlinger, der kræves for de fleste robotter, er det klart, hvorfor magnetiske vinkelpositionssensorer er så produktive i dagens seneste robotprodukter.
Tilstedeværelsesføler
I dag er flere tilstedeværelsessensorteknologier integreret i dagens robotter, og deres information smeltes sammen for at give robot -rumlig visionsfølelse såvel som objektdetektion og undgåelse. 2D- og 3D -stereo -visionkameraer findes ofte i mange af dagens nye forbruger- og professionelle servicerobotter.
Imidlertid er nye avancerede sensorteknologier, såsom sensorer i flyvning, herunder lysdetektion og ranging (LIDAR) sensorer også i stigende grad implementeret i robots.lidar en høj opløsning 3D-kortlægning af det rum, hvor robot omgivelser, så det bedre kan udføre opgaver og bevæge sig rundt.
Lidar -kortlægning
Tilsvarende bruges ultralydssensorer til tilstedeværelsesfølelse. Ligesom deres kolleger i biler, der bruges til sikkerhedsalarmsystemer, når de er i standby, bruges ultralydssensorer i robotter til at opdage nærliggende hindringer og forhindre dem i at gå ned i vægge, genstande, andre robotter og blandt mennesker.
Desuden kan de spille en rolle i robotter, der udfører store funktionelle opgaver. Således spiller ultralydssensorer en vigtig rolle i nærfelt-navigation og undgåelse af forhindring, hvilket i sidste ende giver den samlede forbedrede robotydelse og sikkerhed.
Imidlertid har ultralydssensorer et begrænset interval, der spænder fra ca. en centimeter til flere meter og en maksimal orienteringskegle på ca. 30 grader. De er relativt billige og tilbyder god nøjagtighed i tæt intervaller, men deres nøjagtighed falder med stigende rækkevidde og målevinkel.
De er også modtagelige for temperatur- og trykvariationer og til interferens fra andre nærhedsrobotter, der bruger ultralydssensorer, der er indstillet til den samme frekvens. Når de bruges i kombination med andre tilstedeværelsessensorer, kan de dog give nyttige og pålidelige positionsoplysninger.
Når data fra alle disse tilstedeværelsessensorer (2D/3D-kameraer, Lidar og Ultrasound) er smeltet sammen, da vi nu begynder at se i avancerede forbruger/professionelle servicerobotter og industrielle robotter, er disse robotter i stand til at opnå rumlige Bevidsthed og flytte og udføre mere komplekse opgaver uden at skade sig selv, mennesker eller deres omgivelser.
Gestussensorer
Gestussensorer integreres også i stigende grad i nogle af dagens mest sofistikerede robotter til at hjælpe med at give brugergrænsefladekommandoer. Gestussensorteknologi inkluderer optiske sensorer og kontrolarmbåndssensorer, der bæres af robotoperatøren.
Ved hjælp af optisk-baserede gestussensorer kan robotter trænes til at genkende specifikke håndbevægelser og udføre visse opgaver baseret på specifikke bevægelser eller håndbevægelser. Disse typer gestussensorer tilbyder mange muligheder i hjemmet eller hospitalet for mennesker med handicap og begrænsede kommunikationsfunktioner såvel som i smarte fabrikker.
Ved hjælp af armbåndskontrollerede sensorer kan bæreren kommunikere og kontrollere samarbejdsmæssige, industrielle, medicinske eller militære robotter til at udføre og/eller efterligne visse opgaver baseret på, hvordan operatøren bevæger sig og bevæger sin arm. For eksempel kan en kirurg, der bærer armbåndssensorer på hver arm, kontrollere et par telemedicinske robotarme for at udføre operation, muligvis så langt væk som den anden side af kloden.
Force-drejningsmomentsensorer
Force-drejningsmomentsensorer bruges også i stigende grad i dagens næste generations robotter. Force-drejningsmomentsensorer bruges ikke kun i slut-effektorer og gribere af robotter, men bruges nu også i andre dele af roboten, såsom overkropp, arme, ben og hoved. Disse specialiserede kraftmomentsensorer bruges til at overvåge bevægelser af lemhastighed, detekterer hindringer og giver sikkerhedsadvarsler til robotens centrale processor.
For eksempel, når en kraftmomentsensor i en robotarm registrerer en pludselig og uventet kraft på grund af armen, der rammer et objekt, kan dens kontrolsikkerhedssoftware få armen til at stoppe med at bevæge sig og trække sig tilbage til sin position.
Kraftmomentsensoren bruges også i forbindelse med tilstedeværelsesføler såvel som andre sikkerhedsovervågningssensorer, såsom miljøsensorer, til at tilvejebringe overordnede overvågningsevne for sikkert område.
Miljøsensorer
En række miljømæssige sensorer gør også vej til industriel og forbrugerrobotik. Miljøsensorer, der kan detektere VOC'er (flygtige organiske forbindelser) med hensyn til luftkvalitet, temperatur- og fugtighedssensorer, tryksensorer og endda sensorer, der kan detektere belysning. Disse sensorer hjælper ikke kun med at sikre, at robotter kan fortsætte med at fungere effektivt og sikkert, men også gøre robotens lokale opmærksomme på usikre miljøforhold.
Strømstyringssensorer
Strømstyringssensorer er også integreret i dagens automatiserede robotter for at hjælpe med at forlænge driftstiden for roboten mellem ladninger og for at sikre, at lithium-ion-batterier, de mest almindelige batterier, der bruges i dagens automatiserede robotter, ikke er overopkrævet eller drænet, mens de er i brug. Se figur 4. 0.
Strømstyringssensorer bruges også inden for spændingsregulering såvel som strøm- og termisk styring af robotfugermotorer. Alle ombord robotelektronik, såsom mikroprocessorer, sensorer og aktuatorer, kræver lav-støj Ripple-strømforsyninger og -regulering for at sikre, at de fungerer effektivt og korrekt.
De seneste sensorløsninger til robotkraftstyring inkluderer coulomb -tælling til batteriudladning og ladning, nøjagtige og pålidelige overophedningsovervågningssensorer for spændingsregulatorer og aktuelle sensorer i batteristyringsenheder.
Takket være integrationen og fusionen af alle disse nye sensorteknologier kan dagens seneste robotter fungere mere uafhængigt og sikkert. Takket være betydelige forbedringer i computerkraft, software og kunstig intelligens og arbejde i samspil med disse nye sensorteknologier kan disse næste generations robotter lettere tilpasses til en lang række applikationskrav.
Desuden kan de udføre opgaver mere nøjagtigt og hurtigere end deres forgængere. Endelig kan de operere og arbejde mere uafhængigt, i samarbejde og sikkert med mennesker i en bredere vifte af hjem, forretnings- og produktionsmiljøer.