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佛山市賀迪傳感儀器有限公司
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閱讀：25發布時間：2024-12-26
控制和通訊IC的開展在完成下一代的機器人中起到重要效果?？墒牵@些凌亂的現代機器人的中心是許多新的高溫熔體PID控制表、小型化和低本錢的傳感技術的呈現與交融。對完成下一代機器人至關重要的幾項關鍵傳感器技術包含磁性方位傳感器、存在傳感器、手勢傳感器、力矩傳感器、環境傳感器和電源管理傳感器。
在當今消費、專業效力、外交，廣東壓力傳感器甚至是工業機器人中普遍的傳感器技術之一是磁性角度方位傳感器集成電路 (IC)。參見圖1.0。當時，消費、專業效力或外交機器人的每個關節簡直都用到兩個或更多的磁性角度方位傳感器IC。每個運動軸或關節旋轉需求運用至少一個磁性角度方位傳感器。當今的許多機器人都選用小而強壯的無刷直流電機 (BLDC) 來移動機器人的關節和四肢。為了正確驅動電機，需求知道電機的當時方位。
磁性角度方位傳感器 IC 越來越廣泛地用來為移動關節的電機控制器供應電機換向反應。參見圖 2.0。此外，機器人關節的閉環電機控制也需求關節齒輪的角度方位反應。因而在機器人關節的每個運動軸上需求兩個磁性角度方位傳感器。例如，當機器人的腳踝需求一起進行前后和滾動兩個軸方向的運動時，總共需求運用四個磁性方位傳感器。因為每個關節的這種成倍需求，以及大多數機器人中所需求的關節數大大增加，磁性角度方位傳感器為何如此大量地用于當今推出的機器人中就清楚明了了。
于之前用于機器人關節中的競爭性的多通道無紙記錄儀技術比較，當今的磁性角度方位傳感器（如艾邁斯半導體的AS5047P和AS5600L）具有多項優勢。新式磁性方位傳感器IC供應高分辨率和重復精度。此外，因為制造選用了CMOS硅技術，與競爭性方位傳感器技術（如光電編碼器和旋轉變壓器）比較，它們所需的功率、重量和體積都非常小。此外，磁性方位傳感器IC能夠在非常惡劣的環境中作業，包含極點溫度和齷齪多塵的環境。有些磁性方位傳感器（如艾邁斯半導體的全系列磁性方位傳感器 IC）甚至能夠免受機器人作業環境中常見的雜散場煩擾。最后，與低本錢外交/玩具機器人的傳統伺服電機組件中常見的電阻電位計不同的是磁性方位傳感器對錯觸摸式的，沒有運動的機械部件，所以不會磨損。正是因為所有這些內在優勢，磁性角度方位傳感器在當今的消費、專業效力和外交機器人，現在甚至在工業機器人中都被廣泛選用。
現在，數項存在傳感器技術正被集成到當今的機器人中，它們的數據會交融在一起，用于為機器人供應空間視覺感知以及物體檢測和逃避。2D和3D視覺立體攝像頭在當今的新式消費和專業效力機器人中都很常見?？墒?，新式的傳感器技術，如包含基于翱翔時間的光檢測和測距 (LIDAR) 傳感器，也越來越多地布置到機器人傍邊。LIDAR為機器人供應其作業空間及周圍環境的高分辨率3D測繪，以便它能夠更好地實行任務并四處移動。參見圖3.0。
相同，超聲波傳感器也正被用于存在感測。與用于轎車倒車時的安全報警體系傳感器相同，機器人中的超聲波傳感器用于檢測附近的障礙物，以防撞到墻面、物體、其他機器人和人。另外，它們能夠在機器人實行主要功用任務時發揮效果。因而，超聲波傳感器在近場導航和避障中起著重要效果，終究提高了機器人的整體功用和安全性。
可是，超聲波傳感器的效果間隔有限，大約為一厘米到幾米，而角度錐體約為30度。它們的本錢相對較低，并在近間隔范圍內具有較高的精度，但隨著間隔和測量角度的增加，其精度會下降。它們也易受溫度和壓力改變的影響，還會遭到運用調諧在相同頻率的其他機器人的超聲波傳感器的煩擾。盡管如此，當與其他存在傳感器結合運用時，它們仍是能夠供應有用可靠的方位信息。
當所有這些存在傳感器（2D/3D攝像頭、LIDAR和超聲波）數據交融在一起時，正如我們現在開始在消費/專業效力機器人和工業機器人中所看到的，這些機器人能夠超卓地完成對周圍環境空間感知，移動并實行更凌亂的任務，而且不會令自己、人或其周圍環境遭到損害。
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