Para realizar la próxima generación de robots, varias tecnologías clave de sensores desempeñan un papel muy importante, incluidos sensores de posición magnéticos, sensores de presencia, sensores de gesto, sensores de par, sensores ambientales y sensores de administración de energía.
El sensor de posición magnético promueve la revolución del robot
Una de las tecnologías de sensores más comunes en los consumidores actuales, servicios, redes sociales e incluso robots industriales es el circuito integrado de sensor de posición magnética (IC). Hoy en día, casi todos los consumidores, profesionales de servicios o robots sociales se utilizan en todas las articulaciones. Dos o más circuitos integrados de sensores de posición magnéticos: al menos un sensor de posición angular magnético se usa para cada rotación o rotación de articulación. Muchos robots utilizan hoy motores de corriente continua sin escobillas (BLDC) pequeños pero potentes para mover articulaciones y miembros robóticos. Para poder conducir el motor correctamente, se necesita la retroalimentación de la posición del motor.
Cada vez hay más CI de sensores de posición de ángulo magnético para proporcionar retroalimentación de conmutación del motor para controladores de motor de unión (consulte la Figura 1). Además, el control del motor de bucle cerrado de las juntas del robot también requiere la retroalimentación de posición angular del engranaje. Cada uno de los dos ejes de movimiento requiere dos sensores de posición angular magnéticos. Por ejemplo, si los pedales del robot deben moverse en inclinación y rodar axialmente, se deben usar un total de cuatro sensores de posición magnéticos. Como cada unión requiere este múltiplo Los sensores y la mayoría de los robots tienen muchas uniones, por lo tanto, es muy obvio que hoy en día una nueva generación de robots ha adoptado sensores de posición de ángulo magnético.
Figura 1 Brazo robótico con sensor de posición magnético
En comparación con la articulación del robot anterior se utiliza en otros lugares de la tecnología de sensores, el último sensor de posición angular magnética de hoy ofrece muchos beneficios. Estos nuevo sensor de posición angular magnética IC proporciona una precisión repetible y alta resolución. Además, puesto que proceso de fabricación de silicio CMOS es, por lo tanto, por ejemplo, con otras tecnologías el sensor de posición y un contraste codificador de resolución óptica, estos nuevos sensor de posición angular magnético IC requiere un mínimo de energía, el peso y el espacio. Además, el sensor de posición magnético IC puede trabajar en un ambiente muy hostil, incluyendo temperaturas extremas, entornos sucios y polvorientos. Algunos sensores de posición magnéticos, incluso por influencia común del campo de dispersión magnética del ambiente de trabajo robótica. Finalmente, debido a su no-contacto, y no hacer partes mecánicas en movimiento, y por lo tanto no se desgasta, a diferencia de motor servo convencional robots coste de montaje sociales / juguete utilizados en el potenciómetro resistor común. gracias a ambas de estas ventajas, gracias a la posición angular de los sensores magnéticos son ampliamente utilizados en el consumo de hoy Los servicios sexuales y profesionales y los robots sociales ahora se utilizan incluso para robots industriales.
Information Fusion logra la detección visual espacial
Actualmente hay varios tipos de tecnología de sensores de presencia está siendo integrado en robots de hoy en día, y su información en conjunto para proporcionar sentido de la vista del robot del espacio, así como la detección de objetos y evitar obstáculos tales como cámara de visión bidimensional y tridimensional Hoy en día, es común en muchos nuevos robots de servicio al consumidor y profesionales. Sin embargo, existen nuevas tecnologías de sensores avanzados, como los sensores Time of Flight, que incluyen detección de luz y sensores Lidar que van desde el rango. También se está utilizando en robots. Optima proporciona una asignación 3D de alta resolución del espacio operativo del robot y el entorno circundante, lo que le permite realizar tareas y moverse mejor (consulte la Figura 2).
Figura 2 Lidar Mapping
Los sensores ultrasónicos también se utilizan para la detección de presencia. Al igual que se usan para invertir los sistemas de alarma de seguridad, los sensores ultrasónicos en robots también son adecuados para detectar obstáculos cercanos para evitar que los robots golpeen paredes, objetos u otros robots. Y el cuerpo humano Además, estos sensores ultrasónicos también pueden desempeñar un papel cuando el robot desempeña su función principal. El sensor ultrasónico desempeña un papel importante en la navegación de campo cercano y la prevención de obstáculos, lo que puede mejorar la eficiencia y la seguridad general del robot.
Sin embargo, el rango de detección de los sensores ultrasónicos tiene sus limitaciones, que son de aproximadamente 1 cm a varios metros, y el rango de conos de hasta aproximadamente 30 grados. Su costo es relativamente bajo, y la precisión en el rango cercano Más alto, pero a medida que el rango de medición y el ángulo de medición aumentan, la precisión disminuye. También son susceptibles a los cambios de temperatura y presión, así como a la interferencia de otros robots que utilizan los mismos sensores de frecuencia ultrasónicos. cuando el sensor de presencia utiliza en combinación, pueden proporcionar información útil y fiable posición.
Cuando todos los sensores de presencia (cámaras 2D / 3D, luz y ultrasonido) se fusionan, como hemos visto en los robots de gama alta para consumidores / servicios profesionales y robots industriales, estos robots tienen una gran conciencia espacial. capacidad, y no puede hacer daño, mover y realizar tareas más complejas el caso de los seres humanos y el medio ambiente.
Máquina sensor gesto interactivo para ayudar a los demás
Aumento del número de sensores están integrados en los robots más sofisticados de hoy gesto, para proporcionar un comando de interfaz de usuario. Tecnologías de sensores Gesto incluyen brazo de control de operador portátil robot con un sensor óptico y los sensores similares.
Utilizando sensores de gestos basados en óptica, los robots pueden entrenarse para reconocer movimientos específicos de las manos y realizar tareas específicas basadas en gestos específicos o movimientos de las manos. Estos tipos de sensores abren muchas oportunidades para personas con discapacidad física con habilidades limitadas de comunicación en hogares u hospitales. en la fábrica inteligente también proporciona un número de asistencia.
Utilice el control de sensor de brazo, el usuario puede comunicarse y de control y la colaboración, robots industriales, médicas o militares, el robot puede emular una tarea específica a realizar y de acuerdo con los movimientos del operador y los gestos del brazo. Por ejemplo, cada uno con un brazo brazos El cirujano con el sensor puede controlar el brazo robótico de telemedicina para realizar la cirugía, y los brazos pueden estar muy lejos del otro lado del globo.
El sensor de par proporciona monitoreo
Los sensores de par también se utilizan cada vez más en los robots de próxima generación de hoy en día. Los sensores de par se utilizan no solo para los efectores y dispositivos finales del robot, sino también para otras partes del robot, como el torso, los brazos, las piernas y la cabeza. Etc. Estos sensores de par especiales se utilizan para monitorear movimientos rápidos del cuerpo, detectar obstáculos y proporcionar alertas de seguridad al procesador central del robot. Por ejemplo, cuando un sensor de torque en el brazo del robot detecta que el brazo del robot chocó con un objeto Fuerzas externas repentinas e inesperadas, su software de control de seguridad puede detener el brazo y retraer su posición.
Los sensores de par también pueden funcionar con sensores de presencia y otros sensores de monitoreo de seguridad, como sensores ambientales, para proporcionar monitoreo de la zona de seguridad general.
Protección del sensor ambiental
Diversos sensores ambientales también están buscando formas de ingresar a robots industriales y de consumo, incluidos sensores ambientales que detectan compuestos orgánicos volátiles (VOC) que afectan la calidad del aire, sensores de temperatura y humedad, sensores de presión e incluso Es un sensor que puede detectar la presencia o la ausencia de iluminación. Estos sensores no solo ayudan a asegurar que el robot pueda continuar operando de manera efectiva y segura, sino que también permiten que personas dentro del rango de trabajo del robot perciban condiciones ambientales inseguras.
Los sensores de administración de energía mejoran la eficiencia
Los sensores de administración de energía también se han integrado a los robots actuales para ayudar a extender el tiempo de trabajo del robot entre cargas y garantizar que las baterías de iones de litio más comúnmente usadas en los robots automáticos no se sobrecalienten cuando se cargan o descargan. Los sensores también se utilizan para la regulación de voltaje y la administración de potencia y térmica de los motores de junta robótica.Todos los componentes electrónicos de a bordo, como microprocesadores, sensores y actuadores, requieren una fuente de alimentación chopper de bajo ruido y regulación de voltaje para garantizar Puede operar de manera eficiente y correcta.
Las últimas soluciones de sensores para la administración de energía de los robots incluyen el cómputo coulomb para la descarga y carga de la batería, sensores de monitoreo de sobrecalentamiento precisos y confiables para el regulador y sensores de corriente para dispositivos de administración de batería.
Gracias a la integración e integración de estas innovadoras tecnologías de sensores, los últimos robots actuales pueden operar de forma más independiente y segura. Además, los tremendos avances en potencia informática, software e inteligencia artificial y la colocación de estas nuevas tecnologías de sensores han llevado a la próxima generación de robots. Se puede utilizar más fácilmente para admitir diversas aplicaciones. Además, pueden completar las tareas de forma más precisa y más rápida que las generaciones anteriores de robots. Finalmente, pueden ser más independientes en entornos domésticos, empresariales y de fabricación. Trabaja y colabora de forma más segura con los humanos.