Sensores en robótica: 7 sensores comunes utilizados en robots

Un sensor es una ventana para un robot al medio ambiente. Los sensores permiten a los robots comprender y medir las propiedades geométricas y físicas de los objetos en su entorno, como la posición, orientación, velocidad, aceleración, distancia, tamaño, fuerza, momento, temperatura, luminancia, peso, etc.

Los sensores generalmente se clasifican en dos grupos: sensores internos y sensores externos. Los sensores internos, como su sensor de posición, sensor de velocidad, sensores de aceleración, sensor de torque del motor, etc., obtienen la información sobre el robot en sí, mientras que los sensores externos como cámaras, sensores de alcance (sensor IR, buscador de rango láser y sensor ultrasónico) contactan y Los sensores de proximidad (fotodiodo, detector IR, RFID, táctil, etc.) y los sensores de fuerza recopilan la información en el entorno.

Los sensores se definen por varias propiedades que describen sus capacidades:

  • Sensibilidad (cambio de salida y cambio de entrada)
  • Linealidad (constancia de salida y entrada)
  • Tiempo de respuesta (tiempo requerido para un cambio en la entrada para forzar un cambio en la salida)
  • Medición / Rango dinámico (diferencia entre mínimo y máximo)
  • Precisión (diferencia entre medido y real)
  • Repetibilidad (diferencia entre medidas repetidas)
  • Resolución (incremento observable más pequeño)
  • Ancho de banda (resultado de alta resolución o tiempo de ciclo)

Los sensores se utilizan en robots para una variedad de tareas. Por lo tanto, un mayor uso de sensores es muy esencial para evitar la incertidumbre y lograr una mayor productividad. En esta publicación, discutiremos brevemente siete sensores comunes utilizados en robots.

1. Sensor de luz

Un sensor de luz detecta la luz y crea una diferencia de voltaje. El sistema de visión de un robot tiene una cámara controlada por computadora que le permite al robot ver y ajustar sus movimientos en consecuencia. Los dos sensores de luz principales en los robots son las células fotoresistentes y fotoresistentes. Raramente se utilizan otros sensores de luz como fototubos, fototransistores, CCD, etc.

a) Un fotorresistor es un tipo de resistencia cuya resistencia varía con los cambios de intensidad de la luz; Más luz conduce a menos resistencia, y menos luz conduce a más resistencia. Se pueden implementar fácilmente en robots dependientes de la luz.

b) células fotovoltaicas Convierte la radiación solar en electricidad. Esto es especialmente útil cuando se planifica un robot solar. Si bien la célula fotovoltaica se considera una fuente de energía, una implementación inteligente combinada con transistores y condensadores puede convertir esto en un sensor.

Visión 2D y 3D: Una imagen de visión artificial 2D estándar es plana, calibrada para medir longitud y ancho, pero no proporciona ninguna información de altura. La visión 3D permite que un robot detecte la orientación de una pieza que necesita un manejo más efectivo, incluso si la ubicación y la posición de los componentes varían. Un sistema de visión 3D puede guiar con precisión un brazo robótico durante el ensamblaje, mientras que un brazo robótico puede proporcionar múltiples ángulos de visión para la inspección crítica del ensamblaje.

2. Sensor de sonido

Los sensores de sonido son generalmente un micrófono utilizado para detectar el voltaje equivalente del sonido y el retorno. El sonido que recibe puede ser navegado por un simple robot. Imagine un robot girando a la derecha hacia un púlpito, girando a la izquierda por dos palpitaciones. Los robots complejos pueden usar el mismo micrófono para el reconocimiento de voz. Los sensores de sonido no son tan fáciles como los sensores de luz porque los sensores de sonido generan una diferencia de voltaje mínima que debe amplificarse para producir un cambio medible en el voltaje. Los sistemas de voz también usan robots con comandos de voz. Esto es útil si el entrenador tiene que manejar otros objetos cuando entrena robots.

3. Sensor de proximidad

El objeto cercano puede ser detectado por un sensor de proximidad sin contacto físico. El transmisor transmite radiación electromagnética en el sensor adyacente y recibe y analiza la señal de retroalimentación de interrupción. Por lo tanto, la cantidad de luz recibida en el área se puede utilizar para detectar la presencia de objetos cercanos. Los sensores proporcionan un método para evitar colisiones para el robot.

Existen varios tipos de sensores de proximidad, y solo unos pocos se usan generalmente en robots.

Transceptor de infrarrojos (IR): Un LED IR transmite un haz de luz IR que refleja la luz capturada por un receptor IR cuando se encuentra un obstáculo.

Sensor de ultrasonido Estos sensores generan ondas de sonido a altas frecuencias; El eco recibido indica que un objeto está interrumpido. Los sensores de ultrasonido también se pueden usar para medir distancias.

Fotoresistor: El fotorresistor es un sensor de luz, pero aún puede utilizarse como sensor de proximidad. Si un objeto se acerca al sensor, la cantidad de luz cambia, lo que cambia la resistencia del fotoresistor. Esto es detectable y procesable.

4. Sensores táctiles

El sensor táctil es un dispositivo que especifica el contacto de un objeto. A menudo utilizado en objetos cotidianos como botones y lámparas de elevadores, que se atenúan o iluminan al tocar la base, un sensor táctil permite que el robot toque y sienta. Estos sensores se utilizan para medir aplicaciones e interactuar suavemente con el entorno. Se puede clasificar en dos tipos principales: Sensor táctil y Sensor de fuerza.

a) Sensor táctil o sensor de contacto: El sensor táctil es capaz de detectar y detectar sensores y objetos táctiles. Algunos de los dispositivos simples de uso común son microinterruptores, interruptores de límite, etc. Estos sensores se utilizan principalmente para robots para evitar obstáculos. Cuando estos sensores chocan con un obstáculo, desencadena una tarea para el robot, que puede invertirse, encenderse, encenderse, detenerse, etc.

b) Sensor de fuerza: El sensor de fuerza se incluye en el cálculo de las fuerzas de varias funciones, como la carga y descarga de la máquina, la manipulación de materiales, etc., realizadas por un robot. Este sensor también será un mejor proceso de ensamblaje para verificar problemas.

5. Sensor de temperatura

Los sensores de temperatura se utilizan para detectar el cambio de temperatura circundante. Se basa en el principio de cambio de diferencia de voltaje para un cambio de temperatura; Este cambio de voltaje proporcionará la temperatura ambiente equivalente. Las aplicaciones de detección de temperatura incluyen temperatura del aire, temperatura de la superficie, temperatura de inmersión.

6. Sensores de navegación y posicionamiento

Los sensores de posicionamiento se utilizan para aproximar la posición de un robot. El sensor de posicionamiento habitual es un GPS (Sistema de posicionamiento global). Los satélites que orbitan nuestra Tierra transmiten señales, y un receptor robot adquiere y procesa estas señales. Use la información procesada para determinar la posición y velocidad aproximadas de un robot.

La brújula magnética digital proporciona mediciones direccionales utilizando el campo magnético de la Tierra que guía a su robot para llegar a su destino. En comparación con los módulos GPS, estos sensores son baratos, pero una brújula funciona mejor cuando se necesita retroalimentación posicional y navegación. Otro método llamado ubicación se refiere a la tarea de determinar automáticamente la ubicación de un robot en función de elementos externos, como puntos de referencia naturales y artificiales, como puertas, ventanas, paredes, etc.

7. Sensor de aceleración

Un acelerómetro es un dispositivo para medir la aceleración y la inclinación. Los dos tipos de fuerzas afectan a un acelerómetro: a) Fuerza estática: la fuerza de fricción entre dos objetos. Al medir esta gravedad, podemos determinar cuánto se inclina el robot. Esta medida es útil para equilibrar el robot o determinar si un robot está conduciendo sobre una superficie plana o cuesta arriba. B) Fuerza dinámica: la aceleración necesaria para mover un objeto. La medición de la fuerza dinámica con un acelerómetro indica la velocidad / velocidad a la que se mueve un robot.

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