Mae sawl technoleg synhwyrydd allweddol sy'n chwarae rhan fawr yn robotiaid heddiw yn cynnwys synwyryddion safle magnetig, synwyryddion presenoldeb, synwyryddion ystum, synwyryddion grym a torque, synwyryddion amgylcheddol a synwyryddion rheoli pŵer.
Synwyryddion Sefyllfa Magnetig
Mae cylchedau integredig synhwyrydd safle onglog magnetig (ICS) yn un o'r technolegau synhwyrydd a ddefnyddir fwyaf mewn robotiaid defnyddwyr, proffesiynol gwasanaeth, cymdeithasol a hyd yn oed diwydiannol heddiw. Heddiw, mae bron pob cymal mewn defnyddiwr, gweithiwr proffesiynol gwasanaeth neu robot cymdeithasol yn defnyddio dau neu fwy o synhwyrydd sefyllfa onglog magnetig.
Ar gyfer pob echel o gynnig neu gylchdro ar y cyd, defnyddir o leiaf un synhwyrydd safle onglog magnetig. Mae llawer o robotiaid heddiw yn defnyddio Motors DC bach brwsh ond pwerus (BLDC) i symud cymalau ac aelodau'r robot. Er mwyn gyrru'r moduron yn iawn, mae angen adborth safle modur.
Yn ogystal, mae angen adborth safle ongl gêr ar y cyd ar reolaeth dolen gaeedig ar y cymalau robot. Felly, ar gyfer y cymalau robot, mae angen dau synhwyrydd safle onglog magnetig ar bob echel cynnig, a gall y synhwyrydd safle onglog magnetig ICs ddarparu adborth cymudo modur i'r cyd -reolwr modur.
Braich robotig gyda synhwyrydd safle magnetig
Er enghraifft, defnyddir cyfanswm o bedwar synhwyrydd safle magnetig ar gyfer ffêr robot sy'n gofyn am symud echelinol mewn traw a rôl. Trwy gael y math hwn o gysylltiadau lluosog i bob cymal, a chydnabod y nifer fawr o gymalau sy'n ofynnol ar gyfer y mwyafrif o robotiaid, mae'n amlwg pam mae synwyryddion safle onglog magnetig mor doreithiog yng nghynhyrchion robotig diweddaraf heddiw.
Synwyryddion presenoldeb
Heddiw, mae sawl technoleg synhwyrydd presenoldeb wedi'u hintegreiddio i robotiaid heddiw ac mae eu gwybodaeth yn cael ei hasio i ddarparu synhwyro golwg gofodol robotig yn ogystal â chanfod ac osgoi gwrthrychau. Mae camerâu gweledigaeth stereo 2D a 3D i'w cael yn gyffredin yn llawer o robotiaid gwasanaeth defnyddwyr a phroffesiynol newydd heddiw.
Fodd bynnag, mae technolegau synhwyrydd datblygedig newydd fel synwyryddion amser hedfan gan gynnwys synwyryddion canfod golau ac amrywio (LIDAR) hefyd yn cael eu defnyddio fwyfwy mewn robotiaid. Mae Lidar Amgylchoedd fel y gall gyflawni tasgau yn well a symud o gwmpas.
Mapio lidar
Yn yr un modd, defnyddir synwyryddion ultrasonic ar gyfer synhwyro presenoldeb. Fel eu cymheiriaid mewn automobiles a ddefnyddir ar gyfer systemau larwm diogelwch pan wrth gefn wrth gefn, defnyddir synwyryddion ultrasonic mewn robotiaid i ganfod rhwystrau cyfagos a'u hatal rhag damwain i mewn i waliau, gwrthrychau, robotiaid eraill, ac ymhlith bodau dynol.
Ar ben hynny, gallant chwarae rôl mewn robotiaid sy'n cyflawni tasgau swyddogaethol mawr. Felly, mae synwyryddion ultrasonic yn chwarae rhan bwysig mewn llywio ger cae ac osgoi rhwystrau, gan ddarparu perfformiad a diogelwch robot gwell yn y pen draw.
Fodd bynnag, mae gan synwyryddion ultrasonic ystod gyfyngedig, yn amrywio o oddeutu un centimetr i sawl metr, a chôn cyfeiriadedd uchaf o tua 30 gradd. Maent yn gymharol rhad ac yn cynnig cywirdeb da ar ystodau agos, ond mae eu cywirdeb yn lleihau gydag amrediad cynyddol ac ongl fesur.
Maent hefyd yn agored i amrywiadau tymheredd a phwysau ac i ymyrraeth o robotiaid agosrwydd eraill sy'n defnyddio synwyryddion ultrasonic wedi'u tiwnio i'r un amledd. Fodd bynnag, pan gânt eu defnyddio mewn cyfuniad â synwyryddion presenoldeb eraill, gallant ddarparu gwybodaeth am sefyllfa ddefnyddiol a dibynadwy.
Pan fydd data o'r holl synwyryddion presenoldeb hyn (camerâu 2D/3D, LIDAR, ac uwchsain) yn cael eu hasio gyda'i gilydd, gan ein bod bellach yn dechrau gweld mewn robotiaid gwasanaeth defnyddwyr/proffesiynol pen uchel a robotiaid diwydiannol, mae'r robotiaid hyn yn gallu cyflawni gofodol ymwybyddiaeth a symud a chyflawni tasgau mwy cymhleth heb niweidio eu hunain, pobl na'u hamgylchedd.
Synwyryddion Ystum
Mae synwyryddion ystumio hefyd yn cael eu hintegreiddio fwyfwy i rai o robotiaid mwyaf soffistigedig heddiw i helpu i ddarparu gorchmynion rhyngwyneb defnyddiwr. Mae technoleg synhwyrydd ystum yn cynnwys synwyryddion optegol a synwyryddion band braich rheoli a wisgir gan weithredwr y robot.
Gan ddefnyddio synwyryddion ystumio optegol, gellir hyfforddi robotiaid i gydnabod symudiadau dwylo penodol a chyflawni rhai tasgau yn seiliedig ar ystumiau penodol neu symudiadau llaw. Mae'r mathau hyn o synwyryddion ystumio yn cynnig llawer o gyfleoedd yn y cartref neu'r ysbyty i bobl ag anableddau a galluoedd cyfathrebu cyfyngedig yn ogystal ag mewn ffatrïoedd craff.
Gan ddefnyddio synwyryddion a reolir gan armband, gall y gwisgwr gyfathrebu a rheoli robotiaid cydweithredol, diwydiannol, meddygol neu filwrol i gyflawni a/neu ddynwared rhai tasgau yn seiliedig ar sut mae'r gweithredwr yn symud ac yn ystumio ei fraich. Er enghraifft, gall llawfeddyg sy'n gwisgo synwyryddion armband ar bob braich reoli pâr o freichiau robot telefeddygaeth i berfformio llawdriniaeth, o bosibl mor bell i ffwrdd ag ochr arall y byd.
Synwyryddion Torque Force
Mae synwyryddion trorym grym hefyd yn cael eu defnyddio fwyfwy yn robotiaid y genhedlaeth nesaf heddiw. Mae synwyryddion trorym grym nid yn unig yn cael eu defnyddio mewn effeithiau terfynol a grippers robotiaid, ond maent bellach yn cael eu defnyddio hefyd mewn rhannau eraill o'r robot, fel y torso, breichiau, coesau a phen. Defnyddir y synwyryddion torque grym arbenigol hyn i fonitro symudiadau cyflymder coesau, canfod rhwystrau a darparu rhybuddion diogelwch i brosesydd canolog y robot.
Er enghraifft, pan fydd synhwyrydd torque grym mewn braich robot yn canfod grym sydyn ac annisgwyl oherwydd bod y fraich yn taro gwrthrych, gall ei feddalwedd diogelwch rheoli beri i'r fraich roi'r gorau i symud a thynnu'n ôl i'w safle.
Defnyddir synhwyrydd torque yr heddlu hefyd ar y cyd â synwyryddion presenoldeb yn ogystal â synwyryddion monitro diogelwch eraill, fel synwyryddion amgylcheddol, i ddarparu galluoedd monitro ardal ddiogel cyffredinol.
Synwyryddion Amgylcheddol
Mae amrywiaeth o synwyryddion amgylcheddol hefyd yn gwneud eu ffordd i mewn i roboteg ddiwydiannol a defnyddwyr. Synwyryddion amgylcheddol sy'n gallu canfod VOCs (cyfansoddion organig anweddol) o ran ansawdd aer, synwyryddion tymheredd a lleithder, synwyryddion pwysau, a hyd yn oed synwyryddion sy'n gallu canfod goleuadau. Mae'r synwyryddion hyn nid yn unig yn helpu i sicrhau y gall robotiaid barhau i weithredu'n effeithlon ac yn ddiogel, ond hefyd yn gwneud pobl leol robot yn ymwybodol o amodau amgylcheddol anniogel.
Synwyryddion Rheoli Pwer
Mae synwyryddion rheoli pŵer hefyd wedi'u hintegreiddio i robotiaid awtomataidd heddiw i helpu i ymestyn amser gweithredu'r robot rhwng taliadau ac i sicrhau nad yw batris lithiwm-ion, y batris mwyaf cyffredin a ddefnyddir yn robotiaid awtomataidd heddiw, yn cael eu gor-godi na'u draenio wrth eu defnyddio. Gweler Ffigur 4. 0.
Defnyddir synwyryddion rheoli pŵer hefyd ym meysydd rheoleiddio foltedd yn ogystal â phŵer a rheolaeth thermol ar y cyd robot ar y cyd. Mae angen cyflenwadau a rheoleiddio pŵer crychdon sŵn isel a rheoleiddio ar bob electroneg robotig ar fwrdd, fel microbrosesyddion, synwyryddion ac actiwadyddion, i sicrhau eu bod yn gweithio'n effeithlon ac yn gywir.
Mae'r atebion synhwyrydd diweddaraf ar gyfer rheoli pŵer robotig yn cynnwys cyfrif Coulomb ar gyfer rhyddhau a gwefr batri, synwyryddion monitro gorboeth cywir a dibynadwy ar gyfer rheolyddion foltedd, a synwyryddion cyfredol mewn dyfeisiau rheoli batri.
Diolch i integreiddio ac ymasiad yr holl dechnolegau synhwyrydd newydd hyn, gall robotiaid diweddaraf heddiw weithredu'n fwy annibynnol ac yn ddiogel. Yn ogystal, diolch i welliannau sylweddol mewn pŵer cyfrifiadurol, meddalwedd a deallusrwydd artiffisial, a gweithio ar y cyd â'r technolegau synhwyrydd newydd hyn, gellir addasu'r robotiaid cenhedlaeth nesaf hyn yn haws i ystod eang o ofynion cais.
Ar ben hynny, gallant gyflawni tasgau yn fwy cywir ac yn gyflymach na'u rhagflaenwyr. Yn olaf, gallant weithredu a gweithio'n fwy annibynnol, ar y cyd ac yn ddiogel gyda bodau dynol mewn ystod ehangach o amgylcheddau cartref, busnes a gweithgynhyrchu.