您的位置:首頁(yè) > 資訊 > 行業(yè)動(dòng)態(tài) > 正文

科普小常識(shí):當(dāng)今機(jī)器人中采用的最新傳感器技術(shù)

2020-02-28 11:59 性質(zhì):原創(chuàng) 作者:倚歌 來(lái)源:中叉網(wǎng)-中叉網(wǎng)
免責(zé)聲明:中叉網(wǎng)(m.m21363.cn)尊重合法版權(quán),反對(duì)侵權(quán)盜版。(凡是我網(wǎng)所轉(zhuǎn)載之文章,文中所有文字內(nèi)容和圖片視頻之知識(shí)產(chǎn)權(quán)均系原作者和機(jī)構(gòu)所有。文章內(nèi)容觀點(diǎn),與本網(wǎng)無(wú)關(guān)。如有需要?jiǎng)h除,敬請(qǐng)來(lái)電商榷?。?/div>
傳感器和通信集成電路(IC)的進(jìn)步,在當(dāng)今最新一代機(jī)器人中發(fā)揮了重要作用。但是,正是小小部件,為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的動(dòng)作和執(zhí)行不同的任務(wù)發(fā)揮出重要的作用...

傳感器和通信集成電路(IC)的進(jìn)步,在當(dāng)今最新一代機(jī)器人中發(fā)揮了重要作用。但是,正是小小部件,為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的動(dòng)作和執(zhí)行不同的任務(wù)發(fā)揮出重要的作用。然而,隨著大規(guī)模的生產(chǎn),小型的和低成本的傳感技術(shù)出現(xiàn)并產(chǎn)生了融合。

我們現(xiàn)在梳理,在下一代機(jī)器人中,起主要作用的幾種關(guān)鍵傳感器技術(shù)包括:磁性位置傳感器、存在傳感器、手勢(shì)傳感器、力扭矩傳感器、環(huán)境傳感器和電源管理傳感器。

然而,磁性位置傳感器,卻是機(jī)器人革命中鮮為人知的英雄。

磁性角度位置傳感器集成電路(IC)是消費(fèi)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、社交和工業(yè)機(jī)器人中最廣泛使用的傳感器技術(shù)之一。參見(jiàn)圖1.0。如今,消費(fèi)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、社交和工業(yè)機(jī)器人中,幾乎每個(gè)關(guān)節(jié)都使用兩個(gè)或多個(gè)磁性角度位置傳感器IC。

對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸或關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn),至少使用一個(gè)磁性角度位置傳感器。當(dāng)今許多機(jī)器人都使用小型但功能強(qiáng)大的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDC)來(lái)移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)和四肢。為了正確驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),需要電動(dòng)機(jī)位置反饋。

圖1.0-帶有目標(biāo)定位磁鐵的磁性位置傳感器

越來(lái)越多地使用磁性角度位置傳感器IC向聯(lián)合電動(dòng)機(jī)控制器提供電動(dòng)機(jī)換向反饋。參見(jiàn)圖2.0。此外,還需要關(guān)節(jié)齒輪角度位置反饋來(lái)控制機(jī)器人關(guān)節(jié)的閉環(huán)電機(jī)。因此,對(duì)于機(jī)器人關(guān)節(jié),在每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸上都需要兩個(gè)磁性角度位置傳感器。

例如,在需要在俯仰和滾動(dòng)中都進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人腳踝的情況下,總共使用四個(gè)磁性位置傳感器。通過(guò)每個(gè)關(guān)節(jié)具有這種類(lèi)型的多重連接,以及對(duì)大多數(shù)機(jī)器人所需的大量關(guān)節(jié)的認(rèn)識(shí),為什么磁性角位置傳感器在當(dāng)今最新的機(jī)器人產(chǎn)品中如此多產(chǎn)很快就變得顯而易見(jiàn)。

圖2.0–帶有磁性位置傳感器的機(jī)械臂

為什么機(jī)器人要選擇磁性角度位置傳感器IC呢?

今天最新的磁性角度位置傳感器,例如ams(一家機(jī)器人公司)的AS5047P和AS5600L,具有比以前在機(jī)器人關(guān)節(jié)中采用的競(jìng)爭(zhēng)性位置傳感器技術(shù)更多的優(yōu)勢(shì)。這些新型磁性角度位置傳感器IC具有高分辨率和可重復(fù)性。

另外,由于它們是用CMOS(互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)金屬氧化物半導(dǎo)體)硅制成的,所以與以往性位置傳感器技術(shù)(例如光學(xué)編碼器和分解器)相比,它們需要的功率、重量和空間都非常小。此外,磁性位置傳感器IC可以在非常嚴(yán)酷的環(huán)境中運(yùn)行,包括極端溫度以及骯臟多塵的環(huán)境。某些磁性位置傳感器(例如ams的整個(gè)磁性位置傳感器IC系列)甚至不受機(jī)器人工作環(huán)境中常見(jiàn)的雜散磁場(chǎng)的影響。

最后,由于它們是非接觸式的并且沒(méi)有移動(dòng)的機(jī)械部件,因此它們不會(huì)磨損,例如,不同于低成本社會(huì)/玩具機(jī)器人中使用的傳統(tǒng)伺服電機(jī)組件中常見(jiàn)的電阻式電位計(jì)。正是由于所有這些固有的優(yōu)勢(shì),磁性角度位置傳感器才在當(dāng)今的消費(fèi)者,專(zhuān)業(yè)服務(wù)和社交機(jī)器人,甚至現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人中得到普遍使用。

存在傳感器

當(dāng)今的機(jī)器人中已經(jīng)集成了多種臨場(chǎng)傳感器技術(shù),并且它們的信息也被融合在一起,以提供機(jī)器人空間視覺(jué)傳感以及物體檢測(cè)和躲避。2D和3D立體視覺(jué)攝像頭普遍出現(xiàn)在當(dāng)今的許多新型消費(fèi)者和專(zhuān)業(yè)服務(wù)機(jī)器人中。

但是,包括激光檢測(cè)和測(cè)距(LIDAR)傳感器在內(nèi)的飛行時(shí)間傳感器等新的先進(jìn)傳感器技術(shù)也越來(lái)越多地部署在機(jī)器人中。LIDAR提供了機(jī)器人正在操作的空間和周?chē)h(huán)境的高分辨率3D映射,以便它可以更好地執(zhí)行任務(wù)并向內(nèi)移動(dòng)。請(qǐng)參見(jiàn)圖3.0。

圖3.0-激光雷達(dá)映射

上一頁(yè)12
上一篇

網(wǎng)友評(píng)論
文明上網(wǎng),理性發(fā)言,拒絕廣告

相關(guān)資訊

關(guān)注官方微信

手機(jī)掃碼看新聞