Soorten sensoren in robotica

Bron:Unsplash

Een sensor is de kijk van een robot op de buitenwereld. Robots gebruiken sensoren om de geometrische en fysieke kenmerken van objecten in hun omgeving te begrijpen en te meten. Robots, vooral autonome robots, hebben het vermogen nodig om hun omgeving waar te nemen.

Interne en externe sensoren zijn de twee soorten sensoren die vaak worden gebruikt. Interne sensoren in de robotica geven onder meer informatie over de robot, zoals waar hij is, hoe snel hij gaat en hoe hij versnelt. Externe sensoren in robotica verzamelen gegevens van de buitenwereld, waaronder informatie zoals het contactpunt tussen een hydraulische robotarm en het product waaraan het werkt.

Er zijn verschillende soorten sensoren in robotica om uit te kiezen, en we zullen de eigenschappen van een aantal ervan bespreken, evenals waarom en waar ze worden gebruikt.

Lichtsensoren

Bron:Unsplash

Een lichtsensor in robotica wordt gebruikt om licht te detecteren en een spanningsverschil te creëren. Een computergestuurde camera in het robot vision-systeem stelt de robot in staat om zijn acties te bekijken en dienovereenkomstig aan te passen. Fotoweerstanden en fotovoltaïsche cellen zijn de twee meest gebruikte lichtsensoren in robots. Fotobuizen, fototransistoren, CCD's en andere lichtsensoren worden zelden gebruikt.

Een fotoweerstand is een soort weerstand waarvan de weerstand verandert naarmate de hoeveelheid licht erop schijnt; meer licht betekent minder weerstand, en minder licht betekent meer weerstand. Ze zijn eenvoudig te integreren in lichtafhankelijke robotica.

Zonne fotovoltaïsch cellen zetten zonlicht om in elektriciteit. Dit is vooral handig voor het ontwikkelen van een zonnerobot. Een fotovoltaïsche cel kan worden beschouwd als een energiebron, maar kan ook worden omgezet in een sensor met behulp van transistors en condensatoren.

2D- en 3D-zicht:een tweedimensionaal computervisiebeeld is plat, geschaald om lengte en breedte te berekenen, maar niet de hoogte. Hoewel de locatie en positie van de elementen variëren, stelt driedimensionaal zicht een robot in staat om de oriëntatie te bepalen van een onderdeel dat effectiever moet worden gehanteerd. Een robotarm kan tijdens de montage nauwkeurig worden geleid door een 3D-visiesysteem en een robotarm kan verschillende kijkhoeken bieden voor belangrijke montage-inspectie.

Geluidssensoren

Bron:Unsplash

Geluidssensoren in robotica werken op dezelfde manier als microfoons, maar ze zijn meestal verbonden met circuits die de amplitude van de geluiden beoordelen tot een drempelwaarde en het resultaat rapporteren aan de robot. De ruis wordt luider naarmate de amplitude toeneemt.

Dit kan handig zijn voor een robot die dieren in het wild bestudeert; het detecteren en volgen van harde geluiden kan een van de datapunten zijn die worden gebruikt om dieren in het wild te lokaliseren. Een geluidssensor voor spraakherkenning, die reageert op opdrachten van een gebruiker, is een ingewikkelder toepassing.

Een basisrobot kan worden geprogrammeerd om te reizen door naar geluiden te luisteren. Beschouw een robot die één keer naar rechts en twee keer naar links klapt. Spraak- en stemherkenning kunnen beide met dezelfde microfoon in complexe robots. Geluidssensoren zijn moeilijker te implementeren dan lichtsensoren omdat ze een zeer klein spanningsverschil produceren dat moet worden versterkt om een waarneembare spanningsverandering te produceren.

Nabijheidssensoren

Bron:Unsplash

Een naderingssensor in robotica kan een object in de buurt detecteren zonder fysieke aanraking. De zender zendt elektromagnetische straling naar de sensor ernaast en de ontvanger ontvangt en analyseert het onderbrekingsfeedbacksignaal. Hierdoor kan de hoeveelheid licht die in het gebied wordt ontvangen, worden gebruikt om te bepalen of aangrenzende objecten al dan niet aanwezig zijn. Voor de robot bieden de sensoren een benadering om botsingen te vermijden.

Er zijn veel verschillende soorten naderingssensoren, maar slechts een paar worden vaak gebruikt in robots.

Infrarood (IR) zendontvanger :Zodra een obstakel is gedetecteerd, stuurt een IR-led een IR-lichtstraal die het licht weerspiegelt dat wordt ontvangen door een IR-ontvanger.

Echografiesensor :Deze sensoren produceren hoogfrequente geluidsgolven en de opgenomen echo geeft aan dat een object is verstoord. Ultrasone sensoren kunnen ook worden gebruikt om afstanden te meten.

Fotoresistor :Hoewel een fotoresistor een lichtsensor is, kan hij ook als naderingssensor worden gebruikt. Wanneer een object de sensor nadert, verandert de hoeveelheid licht, waardoor de weerstand van de fotoresistor verandert. Dit is iets dat kan worden gedetecteerd en aangepakt.

Tactiele sensoren

Bron:Unsplash

Een tactiele sensor is een apparaat dat bepaalt of een object in contact is of niet. Een tactiele sensor stelt de robot in staat om alledaagse voorwerpen zoals trapleuningen en verlichting aan te raken en te voelen die dimmen of feller worden door op de basis te drukken. Deze sensoren worden gebruikt om toepassingen te bewaken en op een zachte manier met de omgeving om te gaan. Het is onderverdeeld in twee categorieën:aanraak- en krachtsensoren.

Aanraaksensoren

Aanraaksensoren in de robotica, ook wel contactsensoren genoemd, zijn apparaten die de aanraking van een sensor of een object kunnen detecteren en voelen. Microschakelaars, eindschakelaars en andere kleine apparaten worden vaak gebruikt. De meeste van deze sensoren worden door robots gebruikt om obstakels te vermijden. Wanneer deze sensoren een obstakel detecteren, krijgt de robot een taak die kan worden omgekeerd, ingeschakeld, ingeschakeld, gestopt, enzovoort.

Krachtsensoren

Krachtsensoren in robotica worden gebruikt om de krachten te berekenen die betrokken zijn bij de verschillende functies van een robot, zoals het laden en lossen van machines, materiaalbeheer, enzovoort. Deze sensor verbetert ook het montageproces voor het oplossen van problemen. Een krachtkoppelsensor geeft de robotarmen het gevoel een montagetaak te voltooien; interne statussensoren worden gebruikt voor het meten van de eindeffector.

Temperatuursensoren

Bron:Pinterest

Temperatuursensoren in robotica meten warmte-/temperatuurveranderingen in de omgeving waar ze worden gebruikt. Het werkt op het concept van een spanningsverschilverandering voor een temperatuurverandering; deze spanningsverandering zorgt voor de equivalente temperatuur van de omgeving. Luchttemperatuur, oppervlaktetemperatuur en onderdompelingstemperatuur zijn allemaal toepassingen voor temperatuurmeting.

Navigatie- en positioneringssensoren

Bron:Pinterest

Positioneringssensoren in robotica worden gebruikt om de positionering van de robot in te schatten. Een GPS is de meest gebruikte positioneringssensor (Global Positioning System). Satellieten die in een baan om onze planeet draaien, zenden signalen uit, die worden opgevangen en verwerkt door een robotontvanger. Bereken de geschatte positie en snelheid van een robot met behulp van de geanalyseerde gegevens. De drie meest voorkomende navigatiesensoren zijn:

GPS

Het Global Positioning System (GPS) is de meest gebruikte positioneringssensor. Satellieten die in een baan om onze planeet draaien, zenden signalen uit, die worden opgevangen en verwerkt door de ontvanger van een robot. De verwerkte gegevens kunnen worden gebruikt om de geschatte positie en snelheid van een robot te berekenen.

Deze GPS-systemen zijn ongelooflijk handig voor robots in de buitenlucht, maar zijn binnenshuis niet effectief. Ze zijn nu ook een beetje prijzig, maar als hun prijzen dalen, zul je snel zien dat de meeste robots zijn uitgerust met een GPS-module.

Digitaal magnetisch kompas

Net als een draagbaar magnetisch kompas, gebruikt het digitale magnetische kompas het aardmagnetisch veld om richtingsmetingen te produceren, waardoor uw robot in de juiste richting wordt geleid om zijn doel te bereiken. Deze sensoren zijn goedkoper dan GPS-modules, maar als u zowel positiefeedback als navigatie nodig hebt, moet u een kompas gebruiken in combinatie met een GPS-module.

Lokalisatie

De taak om autonoom de locatie van een robot in een complexe omgeving te bepalen, staat bekend als lokalisatie. Externe elementen die oriëntatiepunten worden genoemd, die ofwel doelbewust zijn geplaatst of natuurlijke oriëntatiepunten, worden gebruikt om de locatie te bepalen. In de eerste fase worden kunstmatige markeringen of bakens rond de robot geplaatst en de sensor van de robot registreert deze signalen om de exacte locatie te identificeren.

Versnellingssensoren

Bron:Pinterest

Versnellingssensoren in robotica zijn apparaten die de versnelling en kanteling van de robot meten. Een versnellingsmeter wordt beïnvloed door twee soorten krachten:

De statische kracht - de kracht die bestaat tussen twee objecten. We kunnen bepalen hoeveel de robot kantelt door zijn zwaartekracht te detecteren. Deze parameter is handig voor het balanceren van robots of om te beoordelen of een robot bergop of bergaf gaat.

Dynamische kracht - De snelheid waarmee een object moet worden verplaatst. De snelheid/snelheid waarmee een robot reist, wordt bepaald door dynamische kracht te meten met een versnellingsmeter.

Andere robotsensoren

Bron:Unsplash

Er zijn nu honderden sensoren beschikbaar die praktisch alles kunnen detecteren wat je maar kunt bedenken, en het is bijna moeilijk om ze allemaal op te sommen. Afgezien van de hierboven genoemde, zijn er verschillende andere sensoren die voor specifieke toepassingen worden gebruikt. Houd rekening met de volgende voorwaarden:

Vochtigheidssensoren worden gebruikt om de hoeveelheid vocht in de lucht te bepalen. Vochtgehalte

Gassensoren zijn gemaakt om specifieke gassen te detecteren.

Potentiometers zijn extreem veelzijdig en kunnen worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen.

Magnetische veldsensoren meten de sterkte van het magnetische veld dat hen omringt

Conclusie

Een paar fotoweerstanden of een infraroodsensor kunnen worden gebruikt om een eenvoudige robot voor het vermijden van obstakels te maken. Hoe ingewikkelder je robot wordt, hoe meer sensoren hij zal hebben. Een enkele handeling kan het gebruik van meerdere sensoren vereisen, of meerdere taken kunnen worden uitgevoerd met een enkele sensor.

Een taak kan soms worden voltooid met behulp van een van de verschillende beschikbare sensoren. Kies op basis van beschikbaarheid, betaalbaarheid en gebruiksgemak de ideale sensor. Er is echter ook de mogelijkheid om een robotarm te kopen met een sensor eraan bevestigd door de fabrikant. Dit bespaart u idealiter de kosten van het onafhankelijk van elkaar kopen.

Aanbevolen Scara Robots:een lijst met de 12 beste Scara Robot-fabrikanten Robotintegrator:wat is het (met beroemde integratorvoorbeelden)

Industriële robot

CNC machine

Industriële robot

Industrieel materiaal