- 传感器改变机器人的世界意义
- 来源:赛斯维传感器网 发表于 2016/9/19
全球机器人人口增长迅速,并与它的传感器和系统,使这些机器的需求在工作日益复杂的环境。据国际机器人联合会(IFR)一2011年9月report,工业机器人的销售在2011年增长了18%,比上年,为14万台,并预计将继续以每年6%,到2014年将增长到那时, IFR预计将有130万机器人在世界各地的工厂工作。
谁在买这些机器人?按行业来看,很多增长是未来的汽车行业,并从努力实现自动化生产的电器和电子产品,如平板显示器和太阳能电池。按国家,但是,中国一直在做机器人,在过去的几年“巨额”投资,根据IFR,几乎三倍机器人对人类的工人的比例在四年内查看。到2014年,预计IFR中国将成为机器人在世界上最大的单一买家。
工业机器人也被应用在更多意想不到的和具有挑战性的方式,比如收拾香槟酒瓶,在复杂和快速变化的消费品的组装,在石砌筑,甚至在工业生产过程中,操作人员安全与无人防守的相互作用机器人焊接。
旁边的工业机器人,IFR还跟踪一个新兴类别的“服务机器人”,它定义为“一个机器人操作半自动或全自主地履行服务对人体有益和设备,但不包括制造业务的福祉”。销售额增长了4%,与2006年相比,到13741台。
专业服务机器人“最大的一类服务国防应用,例如用无人驾驶飞机航拍,但第二大类是”现场机器人“,这通常是挤奶机。专业的服务机器人也用于在医疗领域,用于机器人辅助的外科手术,在工厂对自动导引车辆,建筑,清洁,检查和维护系统,甚至在水下。
IFR还跟踪个人和家庭服务机器人的销售。这在很大程度上是机器人吸尘器,剪草机,玩具,业余爱好者系统和机器人教育和研究工作。 IFR估计,1445000家用机器人,以及约753000娱乐机器人,于2010年被出售。
大量的机器人,大量的传感器
IFR的分析表明,机器人的全球人口正在快速增长,而这些机器人正变得越来越复杂,特别是在服务机器人扇区所在的机器人必须在一个更复杂和更小约束的环境比大多数工业机器人安全工作。认为一个家用机器人真空吸尘器,例如,它具有浏览以上未定义的条件来完成它的工作未定义表面未定义空间。这需要多个传感器,互相以复杂的方式相互作用,以使机器人吸尘器工作安全和有效地 - 而这一切必须要在一个消费者的价格点来实现的。
什么传感器呢?一种广泛的方式对它们进行分类是将它们分成所使用的机械手以检测其状态的那些传感器,以及那些被用于感测其环境。
机器人的国家将部分由它的机械结构,联系,关节的结合,滑动和转动的元素构成的形式定义。每个关节或幻灯片将通过致动器来驱动,并将需要被监测,以便机器人知悉其关节和联系,他们的速度和加速度的位置。机器人还需要传感器,使控制软件来导出动态参数,如力,扭矩和惯性作为机器人移动。
机器人将在三个尺度感觉到他们的环境:通过接触;接近;并且在远场中。每一种类型的感测具有不同的挑战:一个简单的微动开关可以作为在机器人吸尘器的凸点传感器,而一个远程操纵器的“指尖”可依赖于压力传感器的复杂的阵列,以提供必要的传感应用适量的力量握不压碎它的对象。接近感应可以依靠电感式,电容,霍尔效应,超声波或光学技术。在远场,机器人可能需要一系列传感器知道多远,他们是从生产环境中的图像判读视觉处理系统在他们的环境中的物体,或全视觉系统。在复杂的环境中,机器人经常使用的传感器的组合,以获得他们的最好的感觉 - 例如,在DARPA的大挑战竞争的汽车开发的车辆,可通过越野课程的摄像机自主使用的各种组合导航,雷达和激光测距仪来感测其环境。
状态传感器
即使是卑微的组件可以帮助机器人理解它自己的状态发挥作用。一个简单的微动开关,如欧姆龙D3M,可以用来当移动部件到达其行程范围的结束感。所述D3M具有卡扣动作,因此,它需要一个定义来操作它的力量,并在常开和常闭电配置。的部分也可与多种致动器,如销柱塞,铰链杆和辊杆,并且可被配置成与各种致动器的位置和力,使其动作最匹配的应用程序。
对于需要感测线性位移,而不是简单地在注册时的成分已达到其行程范围的限制的设计,测量头提供一个解决方案。测量专业“GCD-SE系列测量头包括一个弹簧加载线性差动变压器(LVDT),精密直线轴承,空调和电子产品。该测量头可以测量线性位移在各种范围,如0至2.54毫米,或0至50.8毫米,并且被设计工作在机械上和电气恶劣环境。
联合方法
随着传感末端站和测量线性位置,许多机器人系统需要知道旋转多远各个关节已打开,这样他们可以得到在机械手或其它臂安装设备的空间中的绝对位置。角度编码器,如电开关500串联使用一个霍尔效应磁性传感器和数字信号处理,以产生无接触,高分辨率的旋转位置感测。因为把传感器的信号被捕获,并通过板载集成电路调节,可用各种类型的输出。例如,编码器可产生高达256个脉冲每转(PPR)的正交输出,或可作为具有高达512的PPR的分辨率,并且方向指示一个转速表。该编码器还提供了一个绝对位置读数,在1024 PPR的分辨率测定,10位脉宽调制输出。
安华高科技有着不同的方法与HEDS-9000系列双通道光学增量编码器模块。这些放一个带透镜的LED作为光源和检测器芯片中的小,C形塑料包装。该模块通过一个半透明的码盘,其构图,产生高达每转1000码闪耀的光芒。四个光电探测器被布置成两对,以便通过码盘时一对被接收的光照,图案被阻挡光向另一对。比较这两个对的输出产生两个最终数字输出,有90度的相位。安华说,部分是适合于低成本应用,如绘图仪和工厂自动化设备,但应该在安全关键应用中使用。
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