오늘날 로봇에서 중요한 역할을하는 몇 가지 주요 센서 기술에는 자기 위치 센서, 존재 센서, 제스처 센서, 힘 및 토크 센서, 환경 센서 및 전원 관리 센서가 포함됩니다.
자기 위치 센서
자기 각도 위치 센서 통합 회로 (ICS)는 오늘날 소비자, 서비스 전문가, 소셜 및 산업용 로봇에서 가장 널리 사용되는 센서 기술 중 하나입니다. 오늘날 소비자, 서비스 전문가 또는 소셜 로봇의 거의 모든 조인트는 둘 이상의 자기 각도 위치 센서 IC를 사용합니다.
각 운동 축 또는 조인트 회전에 대해, 적어도 하나의 자기 각도 위치 센서가 사용된다. 오늘날의 많은 로봇은 작지만 강력한 브러시리스 DC 모터 (BLDC)를 사용하여 로봇의 관절과 사지를 움직입니다. 모터를 올바르게 구동하려면 모터 위치 피드백이 필요합니다.
또한 로봇 조인트의 폐쇄 루프 모터 제어에는 공동 기어 각도 위치 피드백이 필요합니다. 따라서 로봇 조인트의 경우 각 운동 축에 2 개의 자기 각도 위치 센서가 필요하며 자기 각도 위치 센서 IC는 조인트 모터 컨트롤러에 모터 정류 피드백을 제공 할 수 있습니다.
자기 위치 센서가있는 로봇 암
예를 들어, 총 4 개의 자기 위치 센서가 피치와 롤 모두에서 축 운동이 필요한 로봇 발목에 사용됩니다. 조인트 당 이러한 유형의 여러 연결을 사용하고 대부분의 로봇에 필요한 많은 수의 조인트를 인식함으로써 오늘날의 최신 로봇 제품에서 자기 각도 위치 센서가 왜 그렇게 많은지 분명합니다.
존재 센서
오늘날, 여러 존재 센서 기술이 오늘날의 로봇에 통합되어 있으며 그 정보는 객체 감지 및 회피뿐만 아니라 로봇 공간 비전 감지를 제공하기 위해 융합됩니다. 2D 및 3D 스테레오 비전 카메라는 일반적으로 오늘날의 새로운 소비자 및 전문 서비스 로봇에서 발견됩니다.
그러나 LIDAR (Light Detection and Ranging)을 포함한 비행 시간 센서와 같은 새로운 고급 센서 기술도 로봇에 점점 더 배치되고 있습니다. LIDAR는 로봇이 작동하는 공간과 그 공간의 고해상도 3D 매핑을 제공합니다. 작업을 더 잘 수행하고 이동할 수 있도록 주변.
라이더 매핑
유사하게, 초음파 센서는 존재감 감지에 사용됩니다. 대기에있을 때 보안 경보 시스템에 사용되는 자동차의 상대와 마찬가지로 로봇의 초음파 센서는 근처의 장애물을 감지하고 벽, 물체, 기타 로봇 및 인간에게 충돌하는 것을 방지하는 데 사용됩니다.
또한 주요 기능적 작업을 수행하는 로봇에서 역할을 수행 할 수 있습니다. 따라서 초음파 센서는 근거리 내비게이션 및 장애물 회피에서 중요한 역할을하며 궁극적으로 전반적인 개선 된 로봇 성능 및 안전을 제공합니다.
그러나, 초음파 센서는 약 1 센티미터에서 몇 미터까지, 최대 30 도의 최대 방향 원뿔 범위가 제한되어 있습니다. 그들은 비교적 저렴하고 가까운 범위에서 좋은 정확도를 제공하지만 범위와 측정 각도가 증가함에 따라 정확도는 감소합니다.
또한 온도 및 압력 변화에 취약하고 동일한 주파수로 조정 된 초음파 센서를 사용하는 다른 근접 로봇의 간섭에 취약합니다. 그러나 다른 존재 센서와 함께 사용하면 유용하고 신뢰할 수있는 위치 정보를 제공 할 수 있습니다.
이 모든 존재 센서 (2D/3D 카메라, LIDAR 및 초음파)의 데이터가 함께 융합 될 때 고급 소비자/전문 서비스 로봇 및 산업용 로봇에서보기 시작하면 공간을 달성 할 수 있습니다. 자신, 사람 또는 주변 환경을 손상시키지 않고 인식하고 더 복잡한 작업을 수행하고 수행합니다.
제스처 센서
제스처 센서는 또한 오늘날 가장 정교한 로봇에 통합되어 사용자 인터페이스 명령을 제공하는 데 도움이되고 있습니다. 제스처 센서 기술에는 광학 센서와 로봇 연산자가 착용 한 제어 암 밴드 센서가 포함됩니다.
광학 기반 제스처 센서를 사용하여 로봇은 특정 손 움직임을 인식하고 특정 제스처 또는 손 움직임을 기반으로 특정 작업을 수행하도록 훈련 될 수 있습니다. 이러한 유형의 제스처 센서는 장애인 및 제한된 의사 소통 능력 및 스마트 공장에서 가정이나 병원에서 많은 기회를 제공합니다.
완장 제어 센서를 사용하여 착용자는 공동 작업, 산업, 의료 또는 군사 로봇을 통신하고 제어하여 운영자가 팔을 움직이고 몸짓을하는 방법에 따라 특정 작업을 수행 및/또는 모방 할 수 있습니다. 예를 들어, 각 팔에 완장 센서를 착용 한 외과 의사는 한 쌍의 원격 의료 로봇 암을 제어하여 수술을 수행 할 수 있습니다.
힘 토크 센서
포스 토크 센서도 오늘날의 차세대 로봇에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 힘 토크 센서는 로봇의 엔드 효과와 그리퍼에 사용될뿐만 아니라 이제 로봇의 다른 부분 (예 : 몸통, 팔, 다리 및 머리)에서도 사용됩니다. 이 특수한 힘 토크 센서는 사지 속도 움직임을 모니터링하고 장애물을 감지하며 로봇의 중앙 프로세서에 안전 경보를 제공하는 데 사용됩니다.
예를 들어, 로봇 암의 힘 토크 센서가 팔이 물체를 부딪 치기 때문에 갑작스럽고 예상치 못한 힘을 감지하면 제어 안전 소프트웨어로 인해 팔이 움직이지 않고 위치로 수축 할 수 있습니다.
힘 토크 센서는 또한 전반적인 안전 지역 모니터링 기능을 제공하기 위해 환경 센서와 같은 기타 안전 모니터링 센서뿐만 아니라 존재 센서와 함께 사용됩니다.
환경 센서
다양한 환경 센서도 산업 및 소비자 로봇 공학에 들어가고 있습니다. 대기 질, 온도 및 습도 센서, 압력 센서 및 조명을 감지 할 수있는 센서와 관련하여 VOC (휘발성 유기 화합물)를 감지 할 수있는 환경 센서. 이 센서는 로봇이 효율적이고 안전하게 계속 작동 할 수 있도록하는 데 도움이 될뿐만 아니라 로봇 지역 주민들이 안전하지 않은 환경 조건을 인식하게합니다.
전원 관리 센서
전원 관리 센서는 또한 오늘 자동화 된 로봇에 통합되어 충전 사이의 로봇 작동 시간을 연장하고 오늘날 자동화 된 로봇에 사용되는 가장 일반적인 배터리 인 리튬 이온 배터리가 사용 중에 과충전 또는 배수되지 않도록합니다. 그림 4를 참조하십시오. 0.
전력 관리 센서는 또한 로봇 조인트 모터의 전력 및 열 관리뿐만 아니라 전압 조절 영역에서도 사용됩니다. 마이크로 프로세서, 센서 및 액추에이터와 같은 모든 온보드 로봇 전자 장치는 효율적이고 올바르게 작동하도록 저음 리플 전원 공급 장치 및 규제가 필요합니다.
로봇 전원 관리를위한 최신 센서 솔루션에는 배터리 방전 및 충전 용 쿨롱 계산, 전압 조정기를위한 정확하고 안정적인 오버 헤트 모니터링 센서 및 배터리 관리 장치의 현재 센서가 포함됩니다.
이 모든 새로운 센서 기술의 통합 및 융합 덕분에 오늘날의 최신 로봇은보다 독립적이고 안전하게 작동 할 수 있습니다. 또한 컴퓨팅 전력, 소프트웨어 및 인공 지능이 크게 개선되고 이러한 새로운 센서 기술과 협력 하여이 차세대 로봇은 광범위한 응용 프로그램 요구 사항에보다 쉽게 조정할 수 있습니다.
또한 전임자보다 작업을보다 정확하고 빠르게 수행 할 수 있습니다. 마지막으로, 그들은 더 넓은 가정, 비즈니스 및 제조 환경에서 인간과 더 독립적으로, 협력하고 안전하게 운영 할 수 있습니다.