A robotok számos kulcsfontosságú technológiájának fő funkcionális érzékelői közé tartoznak a mágneses helyzetérzékelők, jelenlét-érzékelők, helyzetérzékelők, nyomatékérzékelők, környezeti érzékelők és az érzékelők energiagazdálkodása. Ezeknek az érzékelő részeknek aérzékelő csatlakozója.
Mágneses helyzetérzékelő
A mágneses szöghelyzetérzékelő integrált áramkör (IC) az egyik legszélesebb körben használt ipari robot a fogyasztásban, a professzionális szolgáltatásban, a társadalomban és az alkalmazásokban. Manapság a fogyasztók, a szolgáltató szakemberek vagy szinte mindenki két vagy több mágneses szöghelyzet-érzékelő IC szociális robotot használ.
Minden tengely vagy csukló forgatásához legalább egy mágneses szöghelyzet-érzékelőt használnak. Manapság sok robot kicsi és erős egyenáramú motorokat használ az ízületek és végtagok mozgatására. A motor helyes meghajtása érdekében a motor helyzetét vissza kell vezetni.
Ezenkívül a robotcsukló zárt hurkú motorvezérlésének vissza kell adnia a csukló fogaskerekének szögét és helyzetét. Ezért a robotcsuklókhoz minden mozgástengelynek két mágneses szöghelyzet-érzékelőre van szüksége. A mágneses szöghelyzet-érzékelő motorkommutációs visszacsatolást biztosíthat a közös motorvezérlő számára.
Például négy mágneses helyzetérzékelőt használnak egy robot bokájához, amelynek tengelyirányban kell mozognia dőlésszögben. Az ilyen típusú többszörös csatlakozások révén minden csuklóhoz és a legtöbb robothoz megérthetjük, hogy a mágneses szöghelyzet-érzékelők miért olyan termékenyek a legújabb robottermékekben.
Jelenlét érzékelő
Mára egyes szenzortechnológiákat integráltak a mai robotokba, és ezek információit is integrálták a tér vizuális érzékelésére, valamint a robotobjektumok észlelésére és elkerülésére. A 2D és 3D sztereó kamerák manapság általában sok új fogyasztónál és professzionális szolgáltató robotnál jelennek meg.
A robotokban azonban egyre gyakrabban alkalmaznak új fejlett információs érzékelő-adattechnológiákat, beleértve az optikai érzékelési és távolságmérő (LIDAR) szenzorhálózatokat. A LIDAR jobb feladatvégrehajtást és mozgást biztosít a robotfejlesztéshez a működési tér és a környező lakókörnyezet nagy felbontású 3D-s térképezésével.
Hasonlóképpen ultrahangos érzékelőket használnak az érzékelésre. A berendezés másik végén található függőleges autó biztonsági riasztórendszeréhez hasonlóan a robot közelében lévő akadályok ultrahangos érzékelője érzékeli és megakadályozza, hogy a falnak, tárgyaknak, más robotoknak és embereknek dőljenek.
Emellett a robotok fő funkcionális feladataiban is szerepet játszhatnak. Ezért az ultrahangos érzékelők fontos szerepet játszanak a közeli navigációban és az akadálykerülésben, és végső soron javítják a robot teljesítményét és biztonságát.
Az ultrahangos érzékelők hatótávolsága azonban korlátozott, egy centimétertől több méterig terjed, és a maximális fejlesztési iránykúp körülbelül 30 fok. Költségszabályozásuk viszonylag alacsony, közeli tartományban jó pontosság alakul ki, de az időtartomány és a méréstechnikai szög növekedésével csökken a pontosságuk.
Sebezhetőek a hőmérséklet- és nyomásváltozásokkal szemben is, és ki vannak téve más, közeli robotok interferenciájának. Ezek a robotok ugyanarra a frekvenciára hangolt ultrahangos érzékelőket használnak. Más meglévő érzékelőkkel kombinálva azonban hasznos és megbízható helyinformációkat szolgáltathatnak.
Ha ezeket a szenzoros (2D/3D kamera, lézerradar és ultrahangos) adatokat egyesítjük, ahogyan azt a csúcskategóriás fogyasztói/professzionális szolgáltató robotoknál és ipari robotoknál is láthatjuk, ezek a robotok képesek megvalósítani a tér érzékelését, mozgatni és bonyolultabb feladatokat végezni. feladatokat anélkül, hogy károsítaná magát, az embereket vagy a környező környezetet.
Gesztusérzékelő
A gesztusérzékelőket egyre gyakrabban integrálják a legbonyolultabb robotokba, hogy segítsék a felhasználói felület parancsait. A gesztusérzékelő technológia magában foglalja az optikai érzékelőt és a vezérlőkar övérzékelőjét, amelyet a robotkezelő visel.
Az optikai alapú gesztusérzékelők segítségével a robotokat arra lehet tanítani, hogy felismerjenek bizonyos kézmozdulatokat, és bizonyos gesztusoknak vagy kézmozdulatoknak megfelelően hajtsanak végre bizonyos feladatokat. Az ilyen típusú gesztusérzékelők számos lehetőséget kínálnak a fogyatékkal élők, korlátozott kommunikációs képességek és intelligens gyárak számára.
A karszalagvezérlő rendszer érzékelőinek segítségével a viselő a kommunikációs és vezérlési technológiában együttműködhet aszerint, hogy a kezelő hogyan használja a karját. Az ipari, egészségügyi vagy katonai oktatási robotok bizonyos feladatokat elláthatnak és/vagy utánozhatnak. Például a sebészek minden karon karszalagos érzékelőket viselnek, amelyek hatékonyan tudják vezérelni egy pár távorvoslási szolgáltató robot karszerkezetét elemzés és műtét céljából, és távol lehetnek a föld másik oldalától.
A nyomaték érzékelő
Az erő- és nyomatékérzékelőket egyre gyakrabban használják a mai új generációs robotokban. A nyomatékérzékelőt nem csak a robot végműködtetőihez és bilincseihez használják, hanem a robot más részeihez is, mint például a törzs, a karok, lábak és a fej. Ezekkel a speciális nyomatékérzékelőkkel figyelik a végtagok sebességének mozgását, észlelik az akadályokat, és biztonsági riasztást adnak a robot központi processzorának.
Például, amikor a robotkarban lévő nyomatékérzékelő hirtelen váratlan erőt észlel, amelyet a kar egy tárgyhoz ütve generál, a vezérlő biztonsági szoftvere a kar leállását és helyzetének visszahúzását okozhatja.
A nyomatékérzékelőt a meglévő érzékelőkkel és más biztonsági érzékelőkkel (például környezeti érzékelőkkel) is használják, hogy a teljes biztonsági terület felügyeleti funkcióját biztosítsák.
Környezeti érzékelő
Különféle környezeti szenzorok is megjelennek az ipari és fogyasztói robotok területén. Környezeti érzékelők, hőmérséklet és páratartalom érzékelők, nyomásérzékelők és még világításérzékelők is képesek érzékelni a levegő minőségét. Ezek az érzékelők nem csak abban segítenek, hogy a robot továbbra is hatékonyan és biztonságosan működhessen, hanem a helyi lakosság figyelmét is felhívják a nem biztonságos környezeti feltételekre.
Energiagazdálkodási érzékelő
Az energiagazdálkodási szenzort a mai automata robotokba is beépítik, hogy segítsenek meghosszabbítani a robotok két töltés közötti munkaidejét, és biztosítsák, hogy a lítium-ion akkumulátor (a mai automata robotok legelterjedtebb akkumulátora) használat közben ne melegedjen túl vagy lemerüljön. Lásd a 4. ábrát.{2}}
Az energiagazdálkodási érzékelőt feszültségszabályozásra, valamint a robotcsuklós motorok teljesítmény- és hőszabályozására is használják. Minden fedélzeti robotelektronikai eszköznek, mint például a mikroprocesszoroknak, érzékelőknek és aktuátoroknak alacsony zajszintű hullámos tápellátásra és szabályozási funkciókra van szüksége a hatékony és helyes működés érdekében.
Az új robot energiagazdálkodási érzékelő megoldása magában foglalja az akkumulátor lemerülésének és töltésének coulomb-számlálását, pontos és megbízható túlmelegedés-figyelő érzékelőt és áramérzékelőt az akkumulátor-kezelő berendezésekben.
Ezen új szenzortechnológiák integrációjának és integrációjának köszönhetően a mai legújabb robotok függetlenebben és biztonságosabban működhetnek. Ráadásul a számítási teljesítmény, a szoftverek és a mesterséges intelligencia jelentős javulása, valamint az új szenzortechnológiákkal való munka következtében a robotok következő generációja könnyebben teljesíti a különféle alkalmazási követelményeket.
Mindemellett elődeiknél pontosabban és gyorsabban tudják elvégezni a tanítási feladatokat. Végül pedig egy szélesebb családi, vállalati és gyártástechnológiai környezetben önállóbban, együttműködőbben és biztonságosabban működhetnek és gazdálkodhatnak az emberi társadalommal.
