Робототехнические датчики
Робототехнические датчики — датчики для определения состояния робота и его окружающей среды. Сигналы с этих датчиков передаются к контроллеру для обеспечения соответствующего поведения робота[1][2]. Основаны на функциях человеческих органов чувств. Для эффективной работы роботы требуют обширной информации об окружающей их среде.
Классификация
Датчики обеспечивают аналоги человеческих чувств, а также могут регистрировать явления, для которых у человека нет специализированных сенсоров.
- Простой контакт: определение наличия или отсутствия объекта.
- Сложный контакт: определение размера, формы и/или твёрдости объекта.
- Простое измерение силы: измерение силы вдоль одной оси.
- Сложное измерение силы: измерение силы по нескольким осям.
- Простое зрение: выделение границ, отверстий и углов.
- Сложное зрение: распознавание объектов.
- Бесконтактное обнаружение объекта.
Датчики могут измерять физические величины, например, расстояние между объектами, наличие света и частоту звука[3].
Способны определять:
- Близость объекта: наличие/отсутствие объекта, направление на источник, цвет, расстояние между объектами.
- Физическая ориентация: координаты объекта в пространстве.
- Тепловое излучение: длину волны инфракрасных или ультрафиолетовых лучей, температуру, интенсивность, направление.
- Химические параметры: наличие, тип и концентрацию химических веществ или реагентов.
- Звук: наличие, частоту и интенсивность звука[4].
В качестве датчиков суставов используются линейные и угловые датчики (потенциометры), тахогенераторы и энкодеры, а для управления контактным взаимодействием («концевая ступень» захватчика) — датчики на основе тензорезисторов.
Внутренние датчики
Являются частью робота. Внутренние датчики измеряют внутренние параметры самого робота: положение, скорость и ускорение суставов или конечных звеньев манипулятора.
Датчики положения определяют положение сустава (угол или степень его отклонения). К ним относятся:
- Энкодер — цифровое оптическое устройство, превращающее перемещение в последовательность цифровых импульсов.
- Потенциометр — переменное сопротивление, преобразующее линейное или угловое смещение в изменения напряжения.
- Линейный переменный дифференциальный трансформатор — высокоточный датчик перемещений, генерирующий переменный сигнал, амплитуда которого зависит от положения подвижного сердечника.
- Синхроны и резольверы
Датчики скорости измеряют последовательные изменения положения в течение фиксированных временных интервалов и вычисляют скорость изменения положения.
Применение
В питателях деталей визуальные датчики позволяют отказаться от специальных приспособлений для выравнивания деталей. Роботы со зрением могут точно выполнять сборку и установку машинных компонентов[5].
Примечания
