通过伊莎贝尔·罗宾逊,理学硕士。2018年12月10
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机器人的发展有着广泛的用途。这些包括组装、焊接、监测海洋生物、救援和恢复,甚至用真空吸尘器清理地板。因为机器人的设计可以满足多种传感器的特定需求。
传感器能够测量一个物理量。他们能够将这种输入转换成电信号,以便记录和监控它。根据机器人的使用情况和周围环境选择合适的传感器是非常必要的。测量相同输入的传感器在精度、精度和灵敏度上也可能不同。在设计机器人时需要考虑到这一点。
传感器可以测量大量输入。这些包括环境监测、距离、力、速度、压力、温度、磁通量、振动、湿度、旋转、触摸、成像、光线、生物识别、气体、加速度、电流、电压、方向、重力、倾斜感应和语音识别。
事实上,机器人技术需要传感器来实现自动化。没有它们,机器人本质上是瞎子和聋子。传感器使机器人能够克服这些障碍,并从周围环境收集信息,以便与之互动。
仿人机器人需要大量这样的传感器来模拟它们的活体同类的能力。臭名昭著的波士顿动力公司(Boston Dynamics)等公司为其机器人配备了模拟视觉、听觉和触觉的传感器,以及使机器人能够理解和导航周围环境的传感器。
要求较低的机器人,如工业制造机器人,仍然需要许多不同的传感器,以使它们能够有效地操作。这些类型的机器人需要能够拿起和移动不同的物体,而不会压碎或掉落它们。因此,它们配备了扭矩传感器,用于监测和控制转动力。
声学和压电传感器使机器人能够在有背景噪音的区域识别明显的声音,如命令。机器人可以根据听到的命令合并预编程输出。这对于野外工作或嘈杂环境中的机器人尤其有用。
最简单的传感器是开关传感器。开关传感器有三种类型;触点、限位和轴编码器传感器。所有这些传感器无需处理即可工作。最有用的开关传感器类型是所谓的“碰撞开关”,它允许机器人在撞击物体时“感觉”。这是一个简单的概念,但它可以在许多不同类型的机器人中实现。
光传感器也有多种用途。它们赋予机器人视觉的能力。光传感器允许机器人测量光强度、差强度和断裂光束(即强度突然降低)。这些光传感器可以根据机器人的预期用途应用于不同的位置和方向。
传感器在创造机器人时非常重要,因为机器人在其指定用途中效率很高。传感器的加入对其自动化至关重要,然而,开发人员在选择将哪些传感器纳入设计时需要小心。如前所述,传感器类型、灵敏度、精度和位置都是机器人成功的重要因素。
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