차세대 로봇을 실현하기 위해 자기 위치 센서, 존재 센서, 제스쳐 센서, 토크 센서, 환경 센서 및 전력 관리 센서를 비롯한 몇 가지 핵심 센서 기술이 매우 중요한 역할을합니다.
자기 위치 센서는 로봇의 회전을 촉진합니다.
오늘날 소비자, 서비스, 사회 및 산업용 로봇 중 가장 보편적 인 센서 기술 중 하나는 자기 위치 센서 집적 회로 (IC)입니다. 오늘날 거의 모든 소비자, 서비스 전문가 또는 사회 로봇이 모든 관절에 사용됩니다. 2 개 이상의 자기 식 위치 센서 IC 하나 이상의 자기 위치 센서가 각 회전 축 또는 관절 회전에 사용됩니다. 오늘날 많은 로봇은 작지만 강력한 브러시리스 DC 모터 (BLDC)를 사용하여 로봇 관절과 팔다리를 움직입니다. 모터를 올바르게 구동하려면 모터 위치 피드백이 필요합니다.
조인트 모터 컨트롤러 (그림 1 참조)에 모터 정류 피드백을 제공하는 데 사용되는 점점 더 많은 자기 각 위치 센서 IC가 있으며 또한 로봇 조인트의 폐 루프 모터 제어에는 기어 각도 위치 피드백이 필요하기 때문에 로봇 조인트 예를 들어, 로봇의 페달을 피치와 롤로 축 방향으로 움직여야하는 경우, 총 4 개의 자기 위치 센서가 사용되어야합니다. 각 관절은이 다중을 필요로하기 때문에 센서와 대부분의 로봇은 많은 관절을 가지고 있으므로 최근에는 새로운 세대의 로봇이 자기 각 위치 센서를 채택한 것이 매우 분명합니다.
그림 1 자기 위치 센서가있는 로봇 암
과거에 로봇 관절에 사용 된 다른 위치 센서 기술과 비교하여 오늘날의 최신 자기 각 위치 센서는 많은 이점을 제공합니다.이 새로운 자기 각도 위치 센서 IC는 높은 분해능과 반복 정밀도를 제공합니다. CMOS 실리콘 공정에서 제조 된이 새로운 자기 각 위치 센서 IC는 광학 인코더 및 리졸버와 같은 다른 위치 센서 기술에 비해 최소의 전력, 무게 및 공간을 필요로합니다. 극한의 온도, 더럽고 먼지가 많은 환경을 포함하는 매우 열악한 환경에서 작동합니다. 일부 자기 식 위치 센서는 로봇 작업 환경의 일반적인 자기 누설 필드의 영향을받지 않습니다. 저비용 사회 / 장난감 로봇에 사용되는 전통적인 서보 모터 구성 요소에서 흔히 볼 수있는 저항 가변 전위차계와는 달리 모바일 기계 부품이므로 마모되지 않습니다. 이러한 장점 덕분에 오늘날에는 자기 각도 위치 센서가 널리 사용되고 있습니다. 산업 전문 로봇, 섹슈얼 전문 서비스 및 소셜 로봇이 이제는 산업용 로봇에도 사용됩니다.
정보 융합으로 공간 시각적 감지 실현
오늘날의 로봇에 통합되어있는 몇 가지 기존 센서 기술이 있으며 그 정보는 융합되어 로봇의 공간 시각적 감지는 물론 물체 감지 및 회피 장애를 제공합니다 .2D 및 3D 비주얼 스테레오 카메라 오늘날 많은 새로운 소비자 및 전문 서비스 로봇에서 흔히 볼 수 있지만, 빛 탐지 및 Lidar 센서를 포함한 비행 시간 센서와 같은 새로운 고급 센서 기술이 있습니다. Optima는 로봇의 작동 공간과 주변 환경에 대한 고해상도 3D 매핑을 제공하여 작업을 수행하고 더 잘 움직일 수 있도록합니다 (그림 2 참조).
그림 2 Lidar 매핑
또한 로봇 히트 벽, 객체, 다른 로봇을 방지하기 위해, 근처의 장애물을 감지 적용 초음파 센서 로봇으로 초음파 센서는, 단지 보안 경보 시스템을 반전하기위한 같은 존재를 감지 할 수 있습니다 인체. 또, 로봇의 주요 기능을 수행 할 때,이 초음파 센서는도 역할을 할 수있다. 초음파 센서 근접장 탐색 및 장애물 회피에 중요한 역할을한다, 이것은 전체 성능과 로봇의 안정성을 향상시킬 수있다.
그러나 초음파 센서의 감지 범위는 약 1cm ~ 수 미터의 제한이 있으며 원뿔의 범위는 최대 약 30도이며 비용은 상대적으로 낮으며 근거리 정확도 이상하지만 정확도가 떨어질 거리 측정의 증가 및 각도 범위로. 또한 온도와 압력의 변화에 민감하고, 다른 로봇의 초음파 센서로부터의 동일 주파수 간섭을 사용하지만, 서로 결합 될 때 기존 센서를 조합하여 사용하면 유용하고 신뢰할 수있는 위치 정보를 제공합니다.
센서 (2D / 3D 카메라, LIDAR 및 초음파) 데이터 융합이있을 때 우리는 하이 엔드 소비자에 표시하기 시작 후 모두 함께 / 구별 한 전문 서비스 로봇 및 산업용 로봇은 공간을 인식 자신, 인간 및 환경에 해를 끼치 지 않고보다 복잡한 작업을 수행하고 수행 할 수있는 능력.
제스처 센서가 인간 상호 작용을 돕습니다.
제스처 센서 기술에는 로봇 센서가 사용하는 광학 센서 및 제어 암 센서가 포함됩니다.
로봇을 훈련 할 수 광학 기반의 제스처 센서를 사용하여 특정 동작이나 손의 움직임에 따라 특정 작업을 특정 손의 움직임을 식별하고 수행 할 수 있습니다. 장애인의 가정에서 또는 병원에서 센서의 이러한 유형의 의사 소통을 할 수있는 능력이 제한되어 많은 기회를 열어 또한 스마트 공장에서 많은 도움을 제공합니다.
완장 제어 센서를 사용하여 착용자는 협업, 산업, 의료 또는 군용 로봇과 통신하고 제어 할 수 있으므로 로봇이 운전자의 동작 패턴과 팔 위치를 기반으로 특정 작업을 수행하고 시뮬레이션 할 수 있습니다. 센서를 장착 한 외과의 사는 수술을 수행하기 위해 원격 진료 로봇 팔을 제어 할 수 있으며 팔은 지구 반대편에있을 수 있습니다.
토크 센서는 모니터링을 제공합니다.
토크 센서는 오늘날의 차세대 로봇에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 토크 센서는 로봇의 엔드 이펙터 및 고정 장치뿐만 아니라 몸통, 팔, 다리 및 머리와 같은 로봇의 다른 부분에도 사용됩니다. 기타 이러한 토크 센서는 급격한 신체 움직임을 모니터링하고 장애물을 탐지하며 로봇의 중앙 프로세서에 안전 경고를 제공하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 로봇의 팔에있는 토크 센서가 로봇의 팔이 대상과 충돌했다고 감지하면 갑작스럽고 예기치 않은 외부의 세력, 통제 보안 소프트웨어는 팔을 멈추고 그 위치를 철회 할 수 있습니다.
토크 센서는 환경 센서와 같은 존재 센서 및 기타 안전 모니터링 센서와 함께 작동하여 전체 안전 영역을 모니터링 할 수 있습니다.
환경 센서 보호 작업 안전
환경 센서는 심지어 공기 품질 VOC (휘발성 유기 화합물, 휘발성 유기 화합물)를 감지 환경 센서, 온도 및 습도 센서, 압력 센서, 또는 수 지분에 포함, 소비자 및 산업용 로봇에 자신의 방법을 찾고 이 센서는 조명의 유무를 감지 할 수있는 센서로, 로봇이 효율적이고 안전하게 작동 할 수있을뿐만 아니라 로봇 작업 범위 내의 사람들이 위험한 환경 조건을 인식 할 수 있도록 도와줍니다.
전력 관리 센서, 효율성 향상
또한 전력 관리 센서가 오늘날의 로봇과 통합되어 로봇의 충전 시간 사이의 작업 시간을 연장하고 자동 로봇의 가장 일반적으로 사용되는 리튬 이온 배터리가 충전 또는 방전시 과열되지 않도록 보장합니다. 센서는 로봇 조인트 모터의 전압 조절 및 전력 및 열 관리에도 사용되며, 마이크로 프로세서, 센서 및 액추에이터와 같은 온보드 전자 부품에는 저잡음 초퍼 전원 및 전압 조정기가 필요합니다. 효율적이고 정확하게 작동 할 수 있습니다.
로봇 전원 관리를위한 최신 센서 솔루션으로는 배터리 방전 및 충전을위한 쿨롱 카운팅, 레귤레이터 용 정확하고 신뢰할 수있는 과열 모니터링 센서, 배터리 관리 장치 용 전류 센서가 포함됩니다.
이러한 혁신적인 센서 기술의 통합 및 통합 덕분에 오늘날의 최신 로봇은보다 독립적으로 안전하게 작동 할 수 있으며 컴퓨팅 기능, 소프트웨어 및 인공 지능의 획기적인 진보 및 이러한 새로운 센서 기술과의 연계로 차세대 로봇을 만들 수 있습니다 또한 다양한 응용 프로그램을 지원하는 데 더 쉽게 사용할 수 있으며, 이전 세대 로봇보다 정확하고 신속하게 작업을 완료 할 수 있으며, 더 많은 가정용, 비즈니스 및 제조 환경에서 더 독립적 일 수 있습니다. 인간과보다 안전하게 일하고 협력하십시오.