Os principais sensores funcionais de várias tecnologias-chave de robôs hoje incluem sensores de posição magnética, sensores de presença, sensores de atitude, sensores de torque, sensores ambientais e gerenciamento de energia de sensores.conector do sensor.
Sensor de Posição Magnética
O circuito integrado do sensor magnético de posição angular (IC) é um dos robôs industriais mais amplamente utilizados em consumo, serviço profissional, sociedade e aplicação. Hoje, os consumidores, profissionais de serviços ou quase todos usam dois ou mais robôs sociais IC com sensor de posição angular magnética.
Pelo menos um sensor magnético de posição angular é usado para girar cada eixo ou junta. Hoje, muitos robôs usam motores DC pequenos e potentes para mover suas articulações e membros. Para acionar o motor corretamente, a posição do motor precisa ser realimentada.
Além disso, o controle do motor de malha fechada da articulação do robô precisa informar o ângulo e a posição da engrenagem da articulação. Portanto, para as articulações do robô, cada eixo de movimento precisa de dois sensores magnéticos de posição angular. O sensor de posição do ângulo magnético pode fornecer feedback de comutação do motor para o controlador de motor comum.
Por exemplo, quatro sensores magnéticos de posição são usados para o tornozelo de um robô que precisa se mover axialmente em pitch and roll. Por meio desse tipo de conexões múltiplas para cada junta e para a maioria dos robôs, podemos entender por que os sensores magnéticos de posição angular são tão prolíficos nos produtos robóticos mais recentes.
Sensor de Presença
Hoje, algumas tecnologias de sensores foram integradas aos robôs de hoje, e suas informações também foram integradas para fornecer percepção visual do espaço e detecção e prevenção de objetos do robô. As câmeras de visão estéreo 2D e 3D geralmente aparecem em muitos novos consumidores e robôs de serviço profissional hoje.
No entanto, novas tecnologias avançadas de dados de sensores de informações, incluindo redes de sensores de detecção e alcance óptico (LIDAR), são cada vez mais implantadas em robôs. O LIDAR fornece melhor execução de tarefas e movimento para o desenvolvimento de robôs por meio de mapeamento 3D de alta resolução do espaço operacional e do ambiente de vida circundante.
Da mesma forma, sensores ultrassônicos são usados para detecção. Assim como o sistema de alarme de segurança do carro vertical na ponta oposta do equipamento, o sensor ultrassônico dos obstáculos próximos ao robô detecta e impede que eles encostem na parede, objetos, outros robôs e humanos.
Além disso, eles também podem desempenhar um papel nas principais tarefas funcionais dos robôs. Portanto, os sensores ultrassônicos desempenham um papel importante na navegação de campo próximo e na prevenção de obstáculos e, em última análise, melhoram o desempenho e a segurança do robô.
No entanto, o gerenciamento de alcance dos sensores de detecção ultrassônicos é limitado, variando de um centímetro a vários metros, e o cone de direção de desenvolvimento máximo é de cerca de 30 graus. Seu controle de custo é relativamente baixo e uma boa precisão é formada na faixa próxima, mas sua precisão diminuirá com o aumento do intervalo de tempo e do ângulo da tecnologia de medição.
Eles também são vulneráveis a mudanças de temperatura e pressão e são vulneráveis à interferência de outros robôs próximos. Esses robôs usam sensores ultrassônicos sintonizados na mesma frequência. No entanto, quando combinados com outros sensores existentes, eles podem fornecer informações de localização úteis e confiáveis.
Quando todos esses dados de sensor (câmera 2D/3D, radar a laser e ultrassônico) são fundidos, como podemos ver em robôs de serviço profissional/consumidor de ponta e robôs industriais agora, esses robôs podem perceber a percepção do espaço, mover e executar tarefas mais complexas tarefas sem causar danos a si mesmos, às pessoas ou ao meio ambiente.
Sensor de Gesto
Sensores de gestos são cada vez mais integrados em alguns dos robôs mais complexos para ajudar a fornecer comandos de interface do usuário. A tecnologia do sensor de gestos inclui sensor óptico e sensor de cinto do braço de controle usado pelo operador do robô.
Usando sensores óticos de gestos, os robôs podem ser treinados para reconhecer movimentos específicos das mãos e executar algumas tarefas de acordo com gestos ou movimentos das mãos específicos. Esses tipos de sensores de gesto oferecem muitas oportunidades para deficientes, recursos de comunicação limitados e fábricas inteligentes.
Usando os sensores do sistema de controle de braçadeira, o usuário pode cooperar na tecnologia de comunicação e controle de acordo com a forma como o operador usa seu braço. Robôs industriais, médicos ou de educação militar podem executar e/ou imitar algumas tarefas. Por exemplo, os cirurgiões usam sensores de braçadeira em cada braço, que podem controlar efetivamente a estrutura do braço de um par de robôs de serviço de telemedicina para análise e cirurgia, e podem estar longe do outro lado da terra.
O sensor de torque
Os sensores de força e torque são cada vez mais usados nos robôs da próxima geração de hoje. O sensor de torque não é usado apenas para os atuadores finais e grampos do robô, mas também para outras partes do robô, como tronco, braços, pernas e cabeça. Esses sensores de torque especiais são usados para monitorar a velocidade de movimento dos membros, detectar obstáculos e fornecer alarme de segurança ao processador central do robô.
Por exemplo, quando o sensor de torque no braço do robô detecta uma força repentina e inesperada gerada pelo braço atingindo um objeto, seu software de segurança de controle pode fazer com que o braço pare de se mover e retraia sua posição.
O sensor de torque também é usado com sensores existentes e outros sensores de monitoramento de segurança (como sensores ambientais) para fornecer a função de monitoramento de toda a área de segurança.
Sensor Ambiental
Vários sensores ambientais também estão entrando no campo de robôs industriais e de consumo. Sensores ambientais, sensores de temperatura e umidade, sensores de pressão e até mesmo sensores de iluminação podem detectar a qualidade do ar. Esses sensores não apenas ajudam a garantir que o robô possa continuar a operar de forma eficaz e segura, mas também alertam as pessoas locais sobre condições ambientais inseguras.
Sensor de gerenciamento de energia
O sensor de gerenciamento de energia também está integrado aos robôs automáticos de hoje para ajudar a prolongar o tempo de trabalho dos robôs entre duas cargas e garantir que a bateria de íons de lítio (a bateria mais comum nos robôs automáticos de hoje) não superaqueça ou acabe durante o uso. Veja a Figura 4.0
O sensor de gerenciamento de energia também é usado para regulação de tensão e gerenciamento térmico e de energia dos motores das articulações do robô. Todos os dispositivos eletrônicos de robôs aerotransportados, como microprocessadores, sensores e atuadores, precisam de alimentação de ondulação de baixo ruído e funções de regulação para garantir sua operação eficiente e correta.
A nova solução de sensor de gerenciamento de energia do robô inclui contagem de coulomb de descarga e carregamento da bateria, sensor de monitoramento de superaquecimento preciso e confiável e sensor de corrente em equipamentos de gerenciamento de bateria.
Devido à integração e integração dessas novas tecnologias de sensores, os robôs mais recentes de hoje podem operar de forma mais independente e segura. Além disso, devido à melhoria significativa do poder de computação, software e inteligência artificial, além de trabalhar com essas novas tecnologias de sensores, a próxima geração de robôs é mais fácil de atender a vários requisitos de aplicativos.
Além disso, eles podem realizar tarefas de ensino com mais precisão e rapidez do que seus antecessores. Finalmente, eles podem operar e gerenciar de forma mais independente, cooperativa e segura com a sociedade humana em um ambiente mais amplo de família, empresa e tecnologia de fabricação.
