Основные функциональные датчики нескольких ключевых технологий роботов сегодня включают магнитные датчики положения, датчики присутствия, датчики положения, датчики крутящего момента, датчики окружающей среды и датчики управления питанием.разъем датчика.
Магнитный датчик положения
Интегральная схема магнитного датчика углового положения (ИС) является одним из наиболее широко используемых промышленных роботов в бытовых, профессиональных услугах, обществе и приложениях. Сегодня потребители, специалисты в сфере обслуживания или почти все используют социальные роботы с двумя или более магнитными датчиками углового положения IC.
По крайней мере, один магнитный датчик углового положения используется для поворота каждой оси или шарнира. Сегодня многие роботы используют небольшие и мощные двигатели постоянного тока для движения суставов и конечностей. Для правильного управления двигателем положение двигателя должно быть возвращено.
Кроме того, замкнутый контур управления двигателем шарнира робота должен обеспечивать обратную связь по углу и положению шарнирного механизма. Следовательно, для шарниров робота на каждую ось движения требуется два магнитных датчика углового положения. Магнитный датчик углового положения может обеспечить обратную связь по коммутации двигателя для совместного контроллера двигателя.
Например, четыре магнитных датчика положения используются для лодыжки робота, который должен двигаться в осевом направлении по тангажу и крену. Благодаря этому типу множественных соединений для каждого сустава и для большинства роботов мы можем понять, почему магнитные датчики углового положения так распространены в новейших продуктах для роботов.
Датчик присутствия
Сегодня некоторые сенсорные технологии были интегрированы в современных роботов, и их информация также была интегрирована для обеспечения визуального восприятия пространства и обнаружения роботом объектов и избегания их. 2D- и 3D-камеры стереозрения сегодня обычно появляются у многих новых потребителей и профессиональных сервисных роботов.
Тем не менее, в роботах все чаще используются новые передовые технологии передачи данных с датчиков информации, в том числе сети датчиков оптического обнаружения и определения дальности (LIDAR). LIDAR обеспечивает лучшее выполнение задач и движение для разработки роботов благодаря трехмерному отображению с высоким разрешением рабочего пространства и окружающей среды обитания.
Точно так же ультразвуковые датчики используются для зондирования. Подобно системе охранной сигнализации вертикального вагона на противоположном конце оборудования, ультразвуковой датчик препятствий рядом с роботом обнаруживает и не дает им прислоняться к стене, предметам, другим роботам и людям.
Кроме того, они также могут играть роль в основных функциональных задачах роботов. Таким образом, ультразвуковые датчики играют важную роль в навигации ближнего поля и обходе препятствий и, в конечном итоге, повышают производительность и безопасность робота.
Однако диапазон управления ультразвуковыми датчиками обнаружения ограничен и составляет от одного сантиметра до нескольких метров, а максимальный конус направления развития составляет около 30 градусов. Их стоимость контроля относительно невелика, а хорошая точность формируется на ближней дистанции, но их точность будет снижаться с увеличением временного диапазона и угла технологии измерения.
Они также уязвимы к изменениям температуры и давления и уязвимы к помехам от других роботов, находящихся рядом. В этих роботах используются ультразвуковые датчики, настроенные на одну и ту же частоту. Однако в сочетании с другими существующими датчиками они могут предоставлять полезную и надежную информацию о местоположении.
Когда все эти датчики (2D/3D-камера, лазерный радар и ультразвук) объединяются вместе, как мы можем видеть сейчас в высококачественных потребительских/профессиональных сервисных роботах и промышленных роботах, эти роботы могут реализовать пространственное восприятие, двигаться и выполнять более сложные действия. задачи, не нанося вреда себе, людям или окружающей среде.
Датчик жестов
Датчики жестов все чаще интегрируются в некоторых из самых сложных роботов, чтобы помочь в предоставлении команд пользовательского интерфейса. Технология датчика жестов включает в себя оптический датчик и датчик ремня на рычаге управления, который носит оператор робота.
Используя оптические датчики жестов, роботов можно научить распознавать определенные движения рук и выполнять некоторые задачи в соответствии с определенными жестами или движениями рук. Эти типы датчиков жестов предоставляют множество возможностей для людей с ограниченными возможностями, ограниченными возможностями общения и умными фабриками.
Используя датчики системы управления наручными повязками, пользователь может взаимодействовать с технологиями связи и управления в зависимости от того, как оператор использует свою руку. Промышленные, медицинские или военно-образовательные роботы могут выполнять и/или имитировать некоторые задачи. Например, хирурги носят наручные датчики на каждой руке, которые могут эффективно контролировать структуру руки пары роботов телемедицинской службы для анализа и хирургии и могут находиться далеко от другой стороны земли.
Датчик крутящего момента
Датчики силы и крутящего момента все чаще используются в современных роботах нового поколения. Датчик крутящего момента используется не только для концевых приводов и зажимов робота, но и для других частей робота, таких как туловище, руки, ноги и голова. Эти специальные датчики крутящего момента используются для контроля скорости движения конечностей, обнаружения препятствий и подачи аварийного сигнала на центральный процессор робота.
Например, когда датчик крутящего момента в манипуляторе робота обнаруживает внезапную непредвиденную силу, возникающую в результате удара манипулятора об объект, его управляющее программное обеспечение безопасности может заставить манипулятор прекратить движение и вернуться в исходное положение.
Датчик крутящего момента также используется с существующими датчиками и другими датчиками контроля безопасности (например, датчиками окружающей среды) для обеспечения функции контроля всей зоны безопасности.
Датчик окружающей среды
Различные датчики окружающей среды также входят в сферу промышленных и потребительских роботов. Датчики окружающей среды, датчики температуры и влажности, датчики давления и даже датчики освещения могут определять качество воздуха. Эти датчики не только помогают обеспечить эффективную и безопасную работу робота, но и информируют местных жителей о небезопасных условиях окружающей среды.
Датчик управления питанием
Датчик управления питанием также встроен в современных автоматических роботов, чтобы помочь увеличить время работы роботов между двумя зарядками и гарантировать, что литий-ионный аккумулятор (наиболее распространенный аккумулятор в современных автоматических роботах) не перегреется и не разрядится во время использования. См. рис. 4.0
Датчик управления питанием также используется для регулирования напряжения, а также управления мощностью и температурой двигателей роботов. Все электронные устройства бортовых роботов, такие как микропроцессоры, датчики и приводы, нуждаются в источнике питания с низким уровнем пульсаций и функциях регулирования, чтобы обеспечить их эффективную и правильную работу.
Новое сенсорное решение для управления питанием робота включает подсчет кулонов при разряде и зарядке аккумулятора, точный и надежный датчик контроля перегрева и датчик тока в оборудовании для управления аккумулятором.
Благодаря интеграции и интеграции этих новых сенсорных технологий современные роботы могут работать более независимо и безопасно. Кроме того, благодаря значительному улучшению вычислительной мощности, программного обеспечения и искусственного интеллекта, а также работе с этими новыми сенсорными технологиями, роботы следующего поколения легче удовлетворяют различные требования приложений.
Кроме того, они могут выполнять учебные задачи точнее и быстрее, чем их предшественники. Наконец, они могут работать и управлять более независимо, совместно и безопасно с человеческим обществом в более широкой среде семьи, предприятия и производственной технологии.
