Niekoľko kľúčových senzorových technológií, ktoré zohrávajú hlavnú úlohu v dnešných robotoch, zahŕňajú senzory magnetickej polohy, senzory prítomnosti, senzory gest, senzory sily a krútiaceho momentu, senzory životného prostredia a senzory riadenia výkonu.
Senzory magnetickej polohy
Integrované obvody senzora magnetickej uhlovej polohy (ICS) sú jednou z najpoužívanejších senzorových technológií v spotrebiteľských, servisných profesionálnych, sociálnych a dokonca aj priemyselných robotoch. Dnes takmer každý kĺb v spotrebiteľskom, servisnom profesionálnom alebo sociálnom robote používa dva alebo viac snímačov magnetickej uhlovej polohy.
Pre každú os rotácie pohybu alebo kĺbu sa používa aspoň jeden snímač magnetickej uhlovej polohy. Mnohí z dnešných robotov používajú malé, ale silné kefové jednosmerné motory (BLDC) na presun kĺbov a končatín robota. Na správne riadenie motorov je potrebná spätná väzba polohy motora.
Okrem toho riadenie motora s uzavretou slučkou riadiacim motorom robotických spojov vyžaduje spätnú väzbu o polohe uhol spoja. Preto pre robotické kĺby sú na každej osi pohybu potrebné dva senzory magnetickej uhlovej polohy a ICS sinkórny kĺbový motorový riadok môže poskytnúť spätnú väzbu od motorovej komunikácie.
Robotická ruka s senzorom magnetickej polohy
Napríklad pre robotický členok, ktorý vyžaduje axiálny pohyb v tónu aj Roll, sa používa celkom štyri štyri senzory magnetickej polohy. Tým, že tento typ viacnásobných pripojení na kĺb a rozpoznávanie veľkého počtu kĺbov potrebných pre väčšinu robotov, je zrejmé, prečo sú senzory magnetickej uhlovej polohy také plodné v najnovších robotických výrobkoch.
Senzory prítomnosti
Dnes je do dnešných robotov integrovaných niekoľko senzorov senzorov prítomnosti a ich informácie sa fúzujú tak, aby poskytovali robotické snímanie priestorového videnia, ako aj detekciu a vyhýbanie sa objektom. Kamery 2D a 3D stereofónne videnie sa bežne vyskytujú v mnohých dnešných nových robotoch spotrebiteľov a profesionálnych služieb.
Avšak nové pokročilé senzorové technológie, ako sú senzory času letu, vrátane senzorov na detekciu svetla a rozsahu (lidar) senzory, sa stále viac rozmiestnia v robotoch. Lidar poskytuje 3D mapovanie priestoru s vysokým rozlíšením priestoru, v ktorom robot prevádzkuje a je v prevádzke. okolie tak, aby lepšie vykonávali úlohy a pohybovali sa.
Mapovanie lidaru
Podobne sa na snímanie prítomnosti používajú ultrazvukové senzory. Rovnako ako ich náprotivky v automobiloch používaných pre bezpečnostné poplachové systémy, keď sú v pohotovostnom režime, sa ultrazvukové senzory v robotoch používajú na detekciu prekážok v okolí a na zabránenie im v zlyhaní do stien, predmetov, iných robotov a medzi ľuďmi.
Okrem toho môžu hrať úlohu v robotoch, ktoré vykonávajú veľké funkčné úlohy. Ultrazvukové senzory tak hrajú dôležitú úlohu pri navigácii v blízkosti poľa a vyhýbania sa prekážkam, v konečnom dôsledku poskytujú celkový zlepšený výkon a bezpečnosť robotov.
Ultrazvukové senzory majú však obmedzený rozsah, v rozmedzí od približne jedného centimetra po niekoľko metrov a maximálny orientačný kužeľ asi 30 stupňov. Sú relatívne lacné a ponúkajú dobrú presnosť v blízkych rozsahoch, ale ich presnosť sa znižuje so zvyšujúcim sa rozsahom a uhlom merania.
Sú tiež náchylné na variácie teploty a tlaku a na rušenie iných robotov blízkosti, ktoré používajú ultrazvukové senzory naladené na rovnakú frekvenciu. Ak sa však použijú v kombinácii s inými senzormi prítomnosti, môžu poskytnúť užitočné a spoľahlivé informácie o polohe.
Keď sú údaje zo všetkých týchto senzorov prítomnosti (2D/3D kamery, lidar a ultrazvuk) fúzované spolu, pretože teraz začíname vidieť v robotoch špičkových spotrebiteľov/profesionálnych služieb a priemyselných robotov, títo roboti sú schopní dosiahnuť priestorový priestor povedomie a pohyb a vykonávanie zložitejších úloh bez toho, aby sa poškodili, ľudia alebo svoje okolie.
Senzory gesta
Senzory gest sa stále viac integrujú do niektorých z najsofistikovanejších robotov, ktoré pomôžu poskytovať príkazy používateľského rozhrania. Technológia snímača gest obsahuje optické senzory a snímače ovládacích pásov, ktoré nosia operátor robotov.
Pomocou optických senzorov gest môžu byť roboty trénované na rozpoznávanie konkrétnych pohybov rúk a vykonávanie určitých úloh na základe konkrétnych gest alebo pohybov rúk. Tieto typy senzorov gest ponúkajú veľa príležitostí v domácnosti alebo nemocnici ľuďom so zdravotným postihnutím a obmedzeným komunikačným schopnostiam, ako aj v inteligentných továrňach.
Pomocou senzorov kontrolovaných náramkom môže nositeľ komunikovať a kontrolovať spoluprácu, priemyselných, lekárskych alebo vojenských robotov, aby vykonával a/alebo napodobnil určité úlohy na základe toho, ako operátor pohybuje a gestuje jeho ruku. Napríklad chirurg, ktorý nosí senzory náramkov na každom ramene, môže ovládať pár rúk robotov telemedicínu na vykonanie operácie, pravdepodobne tak ďaleko ako druhá strana zemegule.
Senzory
Senzory Force-Torque sa stále viac používajú aj v dnešných robotoch novej generácie. Senzory Force-Torque sa používajú nielen v koncových efektoroch a uchopovacích zariadeniach robotov, ale teraz sa používajú aj v iných častiach robota, ako je trup, ruky, nohy a hlava. Tieto špecializované senzory krútiaceho momentu sily sa používajú na monitorovanie pohybov rýchlosti končatín, na detekciu prekážok a poskytovanie bezpečnostných výstrahov do centrálneho procesora robota.
Napríklad, keď senzor momentu sily v robotovom ramene zistí náhlu a neočakávanú silu v dôsledku ramena, ktorý zasiahne objekt, jeho bezpečnostný softvér na riadenie môže spôsobiť, že rameno sa prestane pohybovať a zasunúť do svojej polohy.
Senzor krútiaceho momentu sily sa používa aj v spojení so senzormi prítomnosti, ako aj v iných senzoroch monitorovania bezpečnosti, ako sú environmentálne senzory, na zabezpečenie celkových schopností monitorovania bezpečných priestorov.
Environmentálne senzory
Do priemyselnej a spotrebiteľskej robotiky sa tiež dostávajú rôzne environmentálne senzory. Environmentálne senzory, ktoré dokážu detekovať VOC (prchavé organické zlúčeniny), pokiaľ ide o kvalitu vzduchu, teplotu a vlhkosť senzorov, tlakové senzory a dokonca aj senzory, ktoré dokážu detekovať osvetlenie. Tieto senzory pomáhajú nielen zabezpečiť, aby roboty mohli naďalej fungovať efektívne a bezpečne, ale tiež informovať miestnych robotov o nebezpečných podmienkach prostredia.
Senzory riadenia energie
Senzory riadenia napájania sú tiež integrované do dnešných automatizovaných robotov, aby pomohli predĺžiť prevádzkový čas robota medzi nábojmi a zabezpečiť, aby lítium-iónové batérie, najbežnejšie batérie používané v dnešných automatizovaných robotoch, nie sú počas používania preplnené alebo vypustené. Pozri obrázok 4. 0.
Senzory riadenia energie sa používajú aj v oblastiach regulácie napätia, ako aj v oblasti energetického a tepelného riadenia robotických spoločných motorov. Všetky palubné robotické elektroniky, ako sú mikroprocesory, senzory a ovládače, vyžadujú napájacie zdroje a reguláciu zvlnenia s nízkym hlukom, aby sa zabezpečilo, že fungujú efektívne a správne.
Medzi najnovšie senzorové riešenia pre správu robotického výkonu patrí počítanie Coulomb pre výtok a nabíjanie batérie, presné a spoľahlivé senzory monitorovania prehriatia pre regulátory napätia a prúdové senzory v zariadeniach na správu batérií.
Vďaka integrácii a fúzii všetkých týchto nových senzorových technológií môžu dnešné najnovšie roboty fungovať nezávislejšie a bezpečnejšie. Okrem toho vďaka významným vylepšeniam výpočtovej energie, softvéru a umelej inteligencie a spolupráci s týmito novými senzorovými technológiami sa tieto roboty novej generácie môžu ľahšie prispôsobiť širokej škále požiadaviek na aplikáciu.
Okrem toho môžu vykonávať úlohy presnejšie a rýchlejšie ako ich predchodcovia. Nakoniec môžu pracovať a pracovať viac nezávisle, spolupracovať a bezpečne s ľuďmi v širšej škále domácich, obchodných a výrobných prostredí.