Para realizar a próxima geração de robôs, várias tecnologias-chave de sensores desempenham um papel muito importante, incluindo sensores de posição magnética, sensores de presença, sensores de gestos, sensores de torque, sensores ambientais e sensores de gerenciamento de energia.
Sensor de posição magnética promove a revolução do robô
Uma das tecnologias de sensores mais comuns nos atuais robôs de consumo, serviço, sociais e até mesmo industriais é o circuito integrado (CI) do sensor de posição magnética Hoje, quase todos os consumidores, profissionais de serviço ou robôs sociais são usados em todas as articulações. Dois ou mais CIs de sensor de posição magnética Pelo menos um sensor de posição angular magnético é usado para cada eixo de rotação ou rotação de junta Muitos robôs usam motores de pequena potência sem escova (BLDC) para movimentar articulações e membros robóticos. Para acionar o motor corretamente, o feedback da posição do motor é necessário.
Há mais e mais ICs de sensor de posição de ângulo magnético usados para fornecer feedback de comutação do motor para controladores de motor de junta (consulte a Figura 1). Além disso, o controle de motor de loop fechado das juntas do robô também requer realimentação da posição angular da engrenagem. Cada um dos dois eixos de movimento requer dois sensores de posição angular magnética.Por exemplo, se os pedais do robô tiverem que ser movidos axialmente e rolados axialmente, um total de quatro sensores de posição magnética devem ser usados. Sensores e a maioria dos robôs têm muitas articulações, portanto, é muito óbvio que hoje em dia uma nova geração de robôs adotou sensores magnéticos de posição angular.
Figura 1 Braço Robótico com Sensor de Posição Magnética
Em comparação com outras tecnologias de sensor de posição que foram usadas em juntas robóticas no passado, os mais recentes sensores de posição angular magnética de hoje oferecem muitas vantagens.Estes novos CIs de sensor de posição angular magnéticos fornecem alta resolução e precisão repetível. Fabricados em um processo de silício CMOS, esses novos CIs de sensor de posição de ângulo magnético exigem potência, peso e espaço mínimos em comparação com outras tecnologias de sensor de posição, como codificadores óticos e resolvedores. Trabalhando em ambientes muito severos, incluindo temperaturas extremas, ambientes sujos e empoeirados Alguns sensores de posição magnética não são afetados por campos dispersos magnéticos comuns em ambientes robóticos de trabalho Finalmente, porque eles são sem contato, e Peças mecânicas móveis, para que não se desgastem, ao contrário dos potenciômetros resistivos comumente encontrados em componentes servomotores tradicionais usados em robôs sociais / de brinquedos de baixo custo. Graças a essas vantagens, os sensores de posição angular magnética são amplamente utilizados no consumo atual. Serviços sexuais e profissionais e robôs sociais agora são usados até mesmo para robôs industriais.
Fusão da Informação Alcança o Senso Visual Espacial
Existem várias tecnologias de sensores existentes que estão sendo integradas nos robôs de hoje, e suas informações são fundidas para fornecer sensoriamento visual espacial de robôs, bem como para detecção de objetos e obstáculos de evitação. É comum em muitos novos robôs de serviços para consumidores e profissionais, no entanto, existem novas tecnologias avançadas de sensores, como sensores Time of Flight, incluindo detecção de luz e sensores Lidar. Ele também está sendo usado em robôs.O Optima fornece mapeamento em 3D de alta resolução do espaço operacional do robô e do ambiente ao redor, permitindo que ele execute tarefas e se mova melhor (consulte a Figura 2).
Figura 2 Mapeamento Lidar
Sensores ultra-sônicos também são usados para detecção de presença Assim como são usados na reversão de sistemas de alarme de segurança, sensores ultrassônicos em robôs também são adequados para detectar obstáculos próximos para impedir que robôs atinjam paredes, objetos e outros robôs. e do corpo humano. além disso, quando o robô para executar sua função principal, estes sensores de ultra-som pode também desempenhar um papel. sensores ultra-sônicos desempenhar um papel importante na navegação de campo próximo e desvio de obstáculos, pode melhorar o desempenho ea segurança do robô geral.
No entanto, a faixa de detecção dos sensores ultrassônicos tem suas limitações, que são de aproximadamente 1 cm a vários metros, e a faixa de cones é de aproximadamente 30 graus, seu custo é relativamente baixo e precisão em curto alcance. Mais alto, mas à medida que a faixa de alcance e o ângulo de medição aumentam, a precisão diminui, eles também são suscetíveis a mudanças de temperatura e pressão, bem como a interferência de outros robôs usando os mesmos sensores ultrassônicos de freqüência. Quando os sensores existentes são usados em combinação, eles fornecem informações de posição úteis e confiáveis.
Quando todos os dados dos sensores de presença (câmeras 2D / 3D, luz e ultrassom) são fundidos, como vimos em robôs de serviço de alto nível para consumidores / profissionais e robôs industriais, esses robôs têm uma consciência espacial excepcional. Capacidade de se movimentar e realizar tarefas mais complexas sem prejudicar a si mesmo, os seres humanos e o meio ambiente.
Sensores de gestos ajudam a interação humana
Há mais e mais sensores de gesto integrados nos robôs mais complexos da atualidade para fornecer instruções de interface de usuário As tecnologias de sensor de gestos incluem sensores óticos e sensores de braço de controle usados por operadores de robôs.
Usando sensores gesto óptica baseada pode treinar um robô para identificar uma mão movimentos específicos e executar tarefas específicas com base em gestos específicos ou movimentos da mão. É pessoa com deficiência estes tipos de sensores em casa ou em um hospital para a capacidade de comunicar é limitado abre muitas oportunidades , também fornecem muita assistência na fábrica inteligente.
Usando um sensor de controle da braçadeira, o usuário pode se comunicar e controlar com um robô colaborativo, industrial, médico ou militar, permitindo que o robô realize e simule tarefas específicas com base nos padrões de movimento do operador e na posição do braço. O cirurgião com o sensor pode controlar o braço robótico de telemedicina para realizar a cirurgia, e os braços podem estar distantes do outro lado do globo.
O sensor de torque fornece monitoramento
Os sensores de torque também são cada vez mais usados nos robôs de próxima geração da atualidade.Os sensores de torque são usados não apenas para os terminais e acessórios do robô, mas também para outras partes do robô, como o tronco, braços, pernas e cabeça. Etc. Esses sensores de torque especiais são usados para monitorar movimentos rápidos do corpo, detectar obstáculos e fornecer alertas de segurança para o processador central do robô, por exemplo, quando um sensor de torque no braço do robô detecta que o braço do robô colidiu com um objeto Forças externas repentinas e inesperadas, seu software de segurança de controle pode parar o braço e retrair sua posição.
Os sensores de torque também podem trabalhar com sensores de presença e outros sensores de monitoramento de segurança, como sensores ambientais, para fornecer monitoramento da zona de segurança geral.
Segurança do trabalho de proteção do sensor ambiental
Vários sensores ambientais também estão procurando maneiras de inserir robôs industriais e de consumo, incluindo sensores ambientais que detectam compostos orgânicos voláteis (COVs) que afetam a qualidade do ar, sensores de temperatura e umidade, sensores de pressão e até mesmo É um sensor que pode detectar a presença ou ausência de iluminação, que não só ajuda a garantir que o robô continue a operar de forma eficaz e segura, mas também permite que pessoas dentro da faixa de trabalho do robô percebam condições ambientais inseguras.
Sensores de gerenciamento de energia melhoram a eficiência
Os sensores de gerenciamento de energia também foram integrados aos robôs de hoje para ajudar a prolongar o tempo de trabalho do robô entre cargas e garantir que as baterias de íons de lítio mais utilizadas em robôs automáticos não sobreaquem quando são carregadas ou descarregadas. Os sensores também são usados para a regulação de tensão e gerenciamento térmico e térmico de motores de junta robótica.Todos os componentes eletrônicos integrados, como microprocessadores, sensores e atuadores, requerem energia e controladores de tensão de baixo ruído para garantir Pode operar de forma eficiente e correta.
As soluções de sensores mais recentes para gerenciamento de energia de robôs incluem contagem coulomb para descarga e carregamento de bateria, sensores de monitoramento de superaquecimento precisos e confiáveis para reguladores e sensores de corrente para dispositivos de gerenciamento de bateria.
Graças à integração e integração dessas inovadoras tecnologias de sensores, os robôs mais recentes da atualidade podem operar de forma mais independente e segura, além de recursos computacionais, avanços significativos em software e inteligência artificial e colocação com essas novas tecnologias de sensores. Ele pode ser usado com mais facilidade para suportar vários aplicativos e, além disso, pode concluir tarefas com mais precisão e rapidez do que as gerações anteriores de robôs e, por fim, pode ser mais independente em ambientes domésticos, empresariais e de produção. Trabalhe e colabore com mais segurança com os humanos.