Diverses tecnologies de sensors clau que tenen un paper important en els robots actuals inclouen sensors de posició magnètica, sensors de presència, sensors de gestos, força i sensors de parell, sensors ambientals i sensors de gestió de potència.
Sensors de posició magnètica
Els circuits integrats del sensor de posició angular magnètica (ICS) són una de les tecnologies de sensors més utilitzades en els robots de consum, professionals de serveis, socials i fins i tot industrials. Avui, gairebé totes les articulacions d’un consumidor, professional de serveis o robot social utilitzen dos o més sensors de posició angular magnètica.
Per a cada eix de moviment o rotació articular, s’utilitza almenys un sensor de posició angular magnètica. Molts dels robots actuals utilitzen petits però potents motors DC sense escombretes (BLDC) per moure les articulacions i les extremitats del robot. Per tal de conduir correctament els motors, cal fer comentaris sobre la posició del motor.
A més, el control del motor de bucle tancat de les juntes del robot també requereix una retroalimentació de la posició de l’angle de l’engranatge. Per tant, per a les articulacions del robot, es requereixen dos sensors de posició angular magnètica a cada eix de moviment i el sensor de posició angular magnètica pot proporcionar una retroalimentació de la commutació del motor al controlador del motor articular.
Braç robotitzat amb sensor de posició magnètica
Per exemple, un total de quatre sensors de posició magnètica s’utilitzen per a un turmell robot que requereix un moviment axial tant en el pas com en el rotlle. En tenir aquest tipus de connexions múltiples per articulació i reconèixer el gran nombre d’articulacions necessàries per a la majoria de robots, és clar per què els sensors de posició angular magnètica són tan prolífics en els darrers productes robòtics actuals.
Sensors de presència
Avui en dia, diverses tecnologies de sensors de presència s’integren en els robots actuals i la seva informació es fusiona per proporcionar una detecció i evitació d’objectes i detecció i evitació d’objectes. Les càmeres de visió estèreo 2D i 3D es troben habitualment en molts dels nous robots de servei i de serveis professionals actuals.
Tanmateix, les noves tecnologies de sensors avançades com ara sensors de temps de vol, inclosos els sensors de detecció de llum i rang (LiDAR). entorns perquè pugui realitzar millor tasques i moure's.
Mapatge de LiDar
De la mateixa manera, s’utilitzen sensors d’ultrasons per a la detecció de la presència. Igual que els seus homòlegs en automòbils utilitzats per als sistemes d’alarma de seguretat quan estan en espera, s’utilitzen sensors d’ultrasons en robots per detectar obstacles propers i evitar que s’estavellin a parets, objectes, altres robots i entre els humans.
A més, poden tenir un paper en els robots que realitzen tasques funcionals importants. Així, els sensors d’ultrasons tenen un paper important en la navegació i l’evitació d’obstacles de camp propers, proporcionant finalment el rendiment i la seguretat del robot millorats generals.
Tot i això, els sensors d’ultrasons tenen un rang limitat, que va des d’uns centímetres fins a diversos metres i un con d’orientació màxima d’uns 30 graus. Són relativament barats i ofereixen una bona precisió a intervals propers, però la seva precisió disminueix amb l’augment del rang i l’angle de mesura.
També són susceptibles a les variacions de temperatura i pressió i a la interferència d’altres robots de proximitat que utilitzen sensors ultrasònics ajustats a la mateixa freqüència. Tanmateix, quan s’utilitzen en combinació amb altres sensors de presència, poden proporcionar informació de posició útil i fiable.
Quan les dades de tots aquests sensors de presència (càmeres 2D/3D, LIDAR i ultrasons) es fusionen junts, ja que ara comencem a veure en robots de servei/servei professional de gamma alta i robots industrials, aquests robots poden aconseguir espacials consciència i moure’s i realitzar tasques més complexes sense danyar -se a si mateixes, a les persones o al seu entorn.
Sensors de gestos
Els sensors de gestos també s’integren cada cop més en alguns dels robots més sofisticats actuals per ajudar a proporcionar ordres d’interfície d’usuari. La tecnologia del sensor de gestos inclou sensors òptics i sensors de banda de braç de control que portaven l'operador de robot.
Utilitzant sensors de gest basats en òptiques, els robots es poden formar per reconèixer moviments de mà específics i realitzar determinades tasques basades en gestos específics o moviments de mà. Aquest tipus de sensors de gest ofereixen moltes oportunitats a la llar o a l’hospital per a persones amb discapacitat i capacitats de comunicació limitades, així com en fàbriques intel·ligents.
Utilitzant sensors controlats per Armband, el portador pot comunicar i controlar els robots col·laboratius, industrials, mèdics o militars per realitzar i/o imitar determinades tasques en funció de la manera en què l'operador es mou i fa gestos el braç. Per exemple, un cirurgià que porta sensors de braços a cada braç pot controlar un parell de braços de robot telemedicina per realitzar cirurgia, possiblement tan lluny com l’altra banda del planeta.
Sensors de força-Torque
Els sensors de la força-torr també s’utilitzen cada cop més en els robots actuals de propera generació. Els sensors de la força-torr no només s’utilitzen en efectes finals i agafadors de robots, sinó que ara també s’utilitzen en altres parts del robot, com el tors, els braços, les cames i el cap. Aquests sensors especialitzats de parell de força s’utilitzen per controlar els moviments de velocitat de les extremitats, detectar obstacles i proporcionar alertes de seguretat al processador central del robot.
Per exemple, quan un sensor de parell de força en un braç de robot detecta una força sobtada i inesperada a causa del braç que colpeja un objecte, el seu programari de seguretat de control pot fer que el braç deixi de moure’s i es retracti a la seva posició.
El sensor de parell de força també s’utilitza conjuntament amb sensors de presència, així com altres sensors de control de seguretat, com els sensors ambientals, per proporcionar capacitats generals de control de l’àrea segura.
Sensors ambientals
Una varietat de sensors ambientals també s’està convertint en la robòtica industrial i de consum. Sensors ambientals que poden detectar COV (compostos orgànics volàtils) pel que fa a la qualitat de l’aire, els sensors de temperatura i humitat, sensors de pressió i fins i tot sensors que poden detectar la il·luminació. Aquests sensors no només ajuden a garantir que els robots puguin continuar funcionant de manera eficaç i segura, sinó que també fan que els locals robots siguin conscients de les condicions ambientals no segures.
Sensors de gestió d’energia
Els sensors de gestió d’energia també s’integren en els robots automatitzats d’avui per ajudar a estendre el temps de funcionament del robot entre les càrregues i per assegurar-se que les bateries d’ions de liti, les bateries més comunes que s’utilitzen en els robots automatitzats actuals, no es sobrecarreguen ni s’estan drenades mentre s’utilitzen. Vegeu la figura 4. 0.
Els sensors de gestió d’energia també s’utilitzen en les àrees de regulació de tensió, així com la potència i la gestió tèrmica dels motors articulars de robot. Totes les electròniques robòtiques a bord, com ara microprocessadors, sensors i actuadors, requereixen fonts d’alimentació i regulació de baix soroll per garantir que funcionen de manera eficient i correcta.
Les darreres solucions de sensors per a la gestió de l’energia robòtica inclouen el recompte de Coulomb per a la descàrrega i la càrrega de la bateria, els sensors de control de sobreescalfament precisos i fiables per als reguladors de tensió i els sensors actuals en dispositius de gestió de bateries.
Gràcies a la integració i la fusió de totes aquestes noves tecnologies del sensor, els darrers robots actuals poden funcionar de manera més independent i segura. A més, gràcies a millores significatives en la potència informàtica, el programari i la intel·ligència artificial i el treball en concert amb aquestes noves tecnologies de sensors, aquests robots de nova generació es poden adaptar més fàcilment a una àmplia gamma de requisits d’aplicació.
A més, poden realitzar tasques amb més precisió i més ràpida que els seus predecessors. Finalment, poden operar i treballar de manera més independent, col·laborativa i segura amb els humans en una gamma més àmplia d’entorns domèstics, de negocis i de fabricació.