Per realizzare la prossima generazione di robot, diverse tecnologie chiave dei sensori svolgono un ruolo molto importante, tra cui sensori di posizione magnetici, sensori di presenza, sensori di movimento, sensori di coppia, sensori ambientali e sensori di gestione dell'alimentazione.
Il sensore di posizione magnetico promuove la rivoluzione del robot
Una delle tecnologie di sensori più comuni nei moderni robot di consumo, di servizio, sociali e persino industriali è il circuito integrato con sensore di posizione magnetico (IC): oggi quasi tutti i consumatori, i professionisti dei servizi o i robot sociali vengono utilizzati in ogni comune. Due o più CI del sensore di posizione magnetico Almeno un sensore di posizione angolare magnetico viene utilizzato per ciascun asse di rotazione o rotazione del giunto.Molti robot oggi utilizzano motori CC brushless (BLDC) piccoli ma potenti per spostare articolazioni e arti robotici. Per guidare correttamente il motore, è necessario il feedback sulla posizione del motore.
Esistono sempre più CI del sensore di posizione dell'angolo magnetico utilizzati per fornire la retroazione della commutazione del motore per i controllori del motore congiunto (vedere Figura 1) Inoltre, il controllo del motore a circuito chiuso dei giunti robot richiede anche il feedback della posizione angolare del meccanismo. Ciascuno dei due assi di movimento richiede due sensori di posizione angolari magnetici: ad esempio, se i pedali del robot devono essere spostati in avanti e indietro in senso assiale, è necessario utilizzare un totale di quattro sensori di posizione magnetici. I sensori e la maggior parte dei robot hanno molte articolazioni, quindi è ovvio che al giorno d'oggi una nuova generazione di robot abbia adottato sensori di posizione angolari magnetici.
Figura 1 Braccio robotico con sensore di posizione magnetico
Rispetto alle altre tecnologie dei sensori di posizione utilizzate in passato nei giunti robotici, i più recenti sensori di posizione ad angolo magnetico offrono molti vantaggi: questi nuovi CI con sensore di posizione ad angolo magnetico offrono un'elevata risoluzione e precisione ripetibile. Realizzati su un processo di silicio CMOS, questi nuovi CI con sensore di posizione ad angolo magnetico richiedono potenza, peso e spazio minimi rispetto ad altre tecnologie di sensori di posizione come encoder ottici e resolver. Lavorare in ambienti molto difficili, comprese temperature estreme, ambienti sporchi e polverosi Alcuni sensori di posizione magnetici non sono nemmeno influenzati da campi magnetici comuni in ambienti di lavoro robotici, in quanto non hanno contatto e Parti meccaniche mobili, quindi non si consumano, a differenza dei potenziometri resistivi che si trovano comunemente nei componenti dei servomotori tradizionali utilizzati nei robot sociali / giocattolo a basso costo.Grazie a questi vantaggi, i sensori di posizione angolari magnetici sono ampiamente utilizzati nel consumo di oggi. I servizi sessuali, professionali e i robot sociali sono ora utilizzati anche per i robot industriali.
Information Fusion ottiene il rilevamento visivo spaziale
Esistono diverse tecnologie di sensori che vengono integrate nei robot di oggi, e le loro informazioni sono fuse insieme per fornire il rilevamento visivo spaziale dei robot, così come gli ostacoli di rilevamento ed evitamento degli oggetti. Oggi è comune in molti nuovi robot di servizio per utenti e professionisti, ma ci sono nuove tecnologie di sensori avanzate, come i sensori Time of Flight, tra cui sensori di rilevamento della luce e sensori Lidar. Viene inoltre utilizzato nei robot Optima fornisce una mappatura 3D ad alta risoluzione dello spazio operativo del robot e dell'ambiente circostante, consentendogli di eseguire attività e muoversi meglio (vedere la Figura 2).
Figura 2 Mapping Lidar
I sensori ultrasonici possono essere utilizzati anche per rilevare la presenza, come per invertire sistema di allarme, come ultrasuoni robot sensore vale anche per rilevare ostacoli vicini, al fine di evitare che le pareti robot hit, oggetti, altri robot e il corpo umano. inoltre, quando il robot di svolgere la sua funzione principale, questi sensori ultrasonici possono anche svolgere un ruolo. sensori ultrasonici giocano un ruolo importante nella navigazione campo vicino ed evitare ostacoli, può migliorare le prestazioni e la sicurezza del robot complessiva.
Tuttavia, il campo di rilevamento dei sensori a ultrasuoni ha i suoi limiti, che sono circa da 1 cm a diversi metri, e la gamma dei coni fino a circa 30 gradi. Il loro costo è relativamente basso, e la precisione a distanza ravvicinata superiore, ma con l'aumento della misura della distanza e il campo angolare, la precisione cadrà. sono anche suscettibili di temperatura e di pressione cambia, e l'altro utilizzando la stessa interferenza di frequenza dal sensore ultrasonico del robot, ma quando combinato con l'altra Quando i sensori esistenti vengono utilizzati in combinazione, forniscono informazioni sulla posizione utili e affidabili.
Dopo tutto insieme quando è presente un sensore (2D / 3D telecamera, lidar e ultrasuoni) fusione dati, come si comincia a vedere nella fascia alta dei consumatori / robot di servizio professionali e robot industriali che sono distinte percepiscono spazio Capacità di muoversi ed eseguire compiti più complessi senza danneggiare te stesso, gli esseri umani e l'ambiente.
I sensori di gesti aiutano l'interazione umana
Ci sono sempre più sensori di gesti integrati nei robot più complessi di oggi per fornire istruzioni per l'interfaccia utente.Gli sensori di gesti includono sensori ottici e sensori di braccio di controllo indossati dagli operatori di robot.
Utilizzando il sensore gesto ottici basati può allenare un robot per identificare uno specifico movimenti della mano, ed eseguire compiti specifici sulla base di gesti specifici o movimenti delle mani. Di persona disabile questi tipi di sensori in casa o in ospedale, per la capacità di comunicare è limitato apre molte opportunità , anche fornire molti aiuti nella fabbrica intelligente.
Usando un sensore di controllo della fascia da braccio, chi lo indossa può comunicare e controllare con un robot collaborativo, industriale, medico o militare, consentendo al robot di eseguire e simulare compiti specifici in base ai modelli di movimento dell'operatore e alla posizione del braccio. Il chirurgo con il sensore può controllare il braccio robotico della telemedicina per eseguire l'intervento, e le braccia possono essere molto lontane dall'altra parte del globo.
Il sensore di coppia fornisce il monitoraggio
I sensori di coppia sono anche utilizzati in modo crescente nei robot di nuova generazione di oggi.I sensori di coppia sono utilizzati non solo per gli effettori e gli apparecchi di estremità del robot, ma anche per altre parti del robot, come il busto, le braccia, le gambe e la testa. Ecc. Questi speciali sensori di coppia sono utilizzati per monitorare movimenti rapidi del corpo, rilevare ostacoli e fornire avvisi di sicurezza al processore centrale del robot.Ad esempio, quando un sensore di coppia nel braccio del robot rileva che il braccio del robot si è scontrato con un oggetto Forze esterne improvvise e inaspettate, il suo software di sicurezza di controllo può fermare il braccio e ritrarre la sua posizione.
I sensori di coppia possono funzionare anche con sensori di presenza e altri sensori di monitoraggio della sicurezza, come i sensori ambientali, per fornire il monitoraggio della zona di sicurezza generale.
Protezione dei sensori ambientali sicurezza sul lavoro
Vari sensori ambientali stanno anche cercando modi per entrare in robot industriali e consumer, compresi sensori ambientali che rilevano composti organici volatili (VOC) che influenzano la qualità dell'aria, sensori di temperatura e umidità, sensori di pressione e persino È un sensore in grado di rilevare la presenza o l'assenza di illuminazione, che non solo aiutano a garantire che il robot possa continuare a funzionare in modo efficace e sicuro, ma consentono anche alle persone all'interno del raggio di azione del robot di percepire condizioni ambientali non sicure.
I sensori di gestione dell'alimentazione migliorano l'efficienza
Power Management ora anche essere integrato in un robot automatico, al fine di prolungare la durata di funzionamento tra una ricarica del robot, e il robot garantisce automaticamente che la corrente della batteria agli ioni di litio più utilizzata non è surriscaldato durante la carica o la scarica. Power Management i sensori sono utilizzati anche per la regolazione e giunti del robot del motore di gestione dell'energia. Tutti i componenti elettronici di bordo, quali microprocessori, sensori ed attuatori, ecc, richiede un basso rumore di alimentazione e ripple della tensione, per garantire Può funzionare in modo efficiente e corretto.
Nuovo sensore per una soluzione di gestione di potenza robot, incluso una carica batteria e numero coulomb scarico, sensore preciso e affidabile per regolatore monitoraggio surriscaldamento, ed un apparato di gestione della batteria sensore di corrente.
Grazie al consolidamento e l'integrazione di questi innovativa tecnologia dei sensori, grazie al ultimo robot di oggi in grado di operare in modo più indipendente e sicuro. Inoltre, progressi sostanziali al potere, il software e l'intelligenza artificiale, e con questi nuovi mix tecnologia dei sensori di calcolo, rendendo la prossima generazione di robot può essere facilmente utilizzato per supportare una varietà di applicazioni. Inoltre, rispetto alla precedente generazione di robot, possono essere più accurata e completare le attività rapidamente. Infine, possono essere più indipendenti in una maggiore varietà di ambienti domestici, commerciali e produttive Lavora e collabora in modo più sicuro con gli umani.