Mezi hlavní funkční senzory několika klíčových technologií dnešních robotů patří magnetické polohové senzory, senzory přítomnosti, polohové senzory, senzory točivého momentu, senzory prostředí a řízení výkonu senzorů.konektor snímače.
Magnetický snímač polohy
Magnetický integrovaný obvod snímače úhlu polohy (IC) je jedním z nejrozšířenějších průmyslových robotů ve spotřebě, profesionálním servisu, společnosti a aplikacích. Dnes spotřebitelé, servisní profesionálové nebo téměř všichni používají dva nebo více sociálních robotů IC s magnetickým úhlovým snímačem polohy.
K otáčení každé osy nebo kloubu se používá alespoň jeden magnetický snímač úhlové polohy. Dnes mnoho robotů používá k pohybu kloubů a končetin malé a výkonné stejnosměrné motory. Aby se motor správně poháněl, je potřeba zpětně sledovat polohu motoru.
Řízení motoru s uzavřenou smyčkou kloubu robota navíc potřebuje zpětnou vazbu o úhlu a poloze kloubového převodu. Proto pro klouby robota potřebuje každá pohybová osa dva magnetické snímače úhlové polohy. Magnetický snímač polohy může poskytovat zpětnou vazbu o komutaci motoru pro společný ovladač motoru.
Například čtyři magnetické snímače polohy se používají pro kotník robota, který se potřebuje axiálně pohybovat v náklonu a naklánění. Prostřednictvím tohoto typu vícenásobných připojení pro každý kloub a pro většinu robotů můžeme pochopit, proč jsou magnetické snímače úhlové polohy tak hojné v nejnovějších produktech robotů.
Snímač přítomnosti
Dnes jsou některé senzorové technologie integrovány do dnešních robotů a jejich informace byly také integrovány tak, aby poskytovaly vizuální vnímání prostoru a detekci a vyhýbání se objektům robota. 2D a 3D stereo kamery se dnes obvykle objevují u mnoha nových spotřebitelů a profesionálních servisních robotů.
V robotech se však stále více nasazují nové pokročilé technologie datových senzorů informací, včetně senzorových sítí pro optickou detekci a měření vzdálenosti (LIDAR). LIDAR poskytuje lepší provádění úkolů a pohyb pro vývoj robotů prostřednictvím 3D mapování operačního prostoru a okolního životního prostředí ve vysokém rozlišení.
Podobně se pro snímání používají ultrazvukové senzory. Stejně jako bezpečnostní poplašný systém vertikálního vozu na opačném konci zařízení detekuje ultrazvukový senzor překážky v blízkosti robota a brání jim, aby se opřely o zeď, předměty, jiné roboty a lidi.
Kromě toho mohou hrát roli i v hlavních funkčních úkolech robotů. Ultrazvukové senzory proto hrají důležitou roli při navigaci v blízkém poli a vyhýbání se překážkám a v konečném důsledku zlepšují výkon a bezpečnost robota.
Správa dosahu ultrazvukových detekčních senzorů je však omezená, pohybuje se od jednoho centimetru do několika metrů a maximální kužel směru vývoje je asi 30 stupňů. Jejich kontrola nákladů je relativně nízká a dobrá přesnost se dosahuje v blízkém dosahu, ale jejich přesnost se bude snižovat s rostoucím časovým rozsahem a úhlem technologie měření.
Jsou také citlivé na změny teploty a tlaku a jsou náchylné k rušení od jiných blízkých robotů. Tyto roboty používají ultrazvukové senzory naladěné na stejnou frekvenci. V kombinaci s dalšími existujícími senzory však mohou poskytovat užitečné a spolehlivé informace o poloze.
Když jsou všechna tato data ze senzorů (2D/3D kamera, laserový radar a ultrazvuk) sloučena dohromady, jak můžeme nyní vidět u špičkových robotů pro spotřebitelské/profesionální služby a průmyslových robotů, mohou tito roboti realizovat vnímání prostoru, pohybovat se a vykonávat složitější úkoly bez poškození sebe, lidí nebo okolního prostředí.
Senzor gest
Senzory gest jsou stále více integrovány do některých z nejsložitějších robotů, které pomáhají poskytovat příkazy uživatelského rozhraní. Technologie snímače gest zahrnuje optický snímač a snímač pásu ovládacího ramene, který nosí operátor robota.
Pomocí optických senzorů gest lze roboty trénovat, aby rozpoznávali konkrétní pohyby rukou a prováděli některé úkoly podle konkrétních gest nebo pohybů rukou. Tyto typy senzorů gest poskytují mnoho příležitostí pro handicapované, omezené komunikační možnosti a chytré továrny.
Pomocí senzorů systému ovládání pásku na paži může nositel spolupracovat v komunikační a ovládací technice podle toho, jak operátor používá paži. Průmyslové, lékařské nebo vojenské vzdělávací roboty mohou vykonávat a/nebo napodobovat některé úkoly. Chirurgové například nosí na každé paži senzory na pažích, které mohou účinně řídit strukturu paží dvojice robotů telemedicínských služeb pro analýzu a chirurgii a mohou být daleko od druhé strany Země.
Snímač točivého momentu
Snímače síly a točivého momentu se stále více používají v dnešních robotech nové generace. Snímač točivého momentu se nepoužívá pouze pro koncové akční členy a svorky robota, ale také pro další části robota, jako je trup, ruce, nohy a hlava. Tyto speciální snímače točivého momentu se používají ke sledování rychlosti pohybu končetin, detekci překážek a poskytování bezpečnostního alarmu centrálnímu procesoru robota.
Když například snímač točivého momentu v rameni robota zaznamená náhlou neočekávanou sílu generovanou nárazem ramene do objektu, jeho řídicí bezpečnostní software může způsobit, že se rameno zastaví a stáhne svou polohu.
Snímač točivého momentu se také používá se stávajícími snímači a dalšími snímači monitorování bezpečnosti (jako jsou snímače prostředí) k zajištění funkce sledování celé bezpečnostní oblasti.
Environmentální senzor
Do oblasti průmyslových a spotřebitelských robotů vstupují také různé senzory prostředí. Environmentální senzory, senzory teploty a vlhkosti, tlakové senzory a dokonce i senzory osvětlení dokážou detekovat kvalitu vzduchu. Tyto senzory nejen pomáhají zajistit, že robot může nadále efektivně a bezpečně fungovat, ale také informují místní obyvatele robota o nebezpečných podmínkách prostředí.
Senzor řízení spotřeby
Senzor správy napájení je také integrován do dnešních automatických robotů, aby pomohl prodloužit pracovní dobu robotů mezi dvěma nabitími a zajistil, že se lithium-iontová baterie (nejběžnější baterie v dnešních automatických robotech) během používání nepřehřeje nebo nevybije. Viz obrázek 4.0
Senzor správy napájení se také používá pro regulaci napětí a řízení výkonu a teploty kloubových motorů robota. Všechna elektronická zařízení leteckých robotů, jako jsou mikroprocesory, senzory a akční členy, potřebují nízkošumové zvlnění napájení a regulační funkce, aby byla zajištěna jejich efektivní a správná činnost.
Nové řešení senzoru správy napájení robota zahrnuje coulombové počítání vybití a nabíjení baterie, přesný a spolehlivý senzor monitorování přehřátí a proudový senzor v zařízení pro správu baterie.
Díky integraci a integraci těchto nových senzorových technologií mohou dnešní nejnovější roboti pracovat nezávisleji a bezpečněji. Navíc díky výraznému zlepšení výpočetního výkonu, softwaru a umělé inteligence a také díky práci s těmito novými senzorovými technologiemi nová generace robotů snáze splňuje různé požadavky aplikací.
Navíc dokážou provádět výukové úkoly přesněji a rychleji než jejich předchůdci. Konečně mohou fungovat a řídit více nezávisle, kooperativně a bezpečněji s lidskou společností v širším rodinném, podnikovém a výrobním technologickém prostředí.
