在制造和物流一線、醫(yī)療設(shè)施與福利設(shè)施以及家庭等各種各樣的地方,替代人類(lèi)進(jìn)行工作的機(jī)器人正在大顯身手。其種類(lèi)繁多,除了工廠自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)導(dǎo)引搬運(yùn)車(chē)(Auto Guided Vehicle: AGV)外,還有迎賓機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人、以及在家中提供康復(fù)和娛樂(lè)的交流機(jī)器人。
機(jī)器人分為“工業(yè)機(jī)器人”和“服務(wù)機(jī)器人”。在工廠等制造一線工作的工業(yè)機(jī)器人在不與人接觸的環(huán)境下替代人類(lèi)從事規(guī)定的操作,而服務(wù)機(jī)器人則從事迎賓、護(hù)理等服務(wù),主要在店鋪、辦公室等人類(lèi)附近的公共場(chǎng)所里活動(dòng)。確保安全性是讓服務(wù)機(jī)器人與人類(lèi)共存的首要條件。
服務(wù)機(jī)器人正在世界范圍內(nèi)逐漸普及,今后,隨著傳感器和系統(tǒng)的升級(jí),還將有望出現(xiàn)新型機(jī)器人并與我們的生活越來(lái)越密切。
服務(wù)機(jī)器人中,在家庭中扮演寵物或家人角色的“陪伴機(jī)器人*1”通過(guò)基于AI的聊天功能和流暢的動(dòng)作,甚至讓人們忘記了它們其實(shí)都是機(jī)器所做出的行為。隨著當(dāng)今社會(huì)人與人之間的交流逐漸減少,它還作為緩解孤獨(dú)感的一種方式而受到關(guān)注。
這種機(jī)器人流暢而自然的動(dòng)作離不開(kāi)電機(jī)性能以及控制電機(jī)的“控制器”與“角度傳感器”等元件。手臂、軀體、車(chē)輪等機(jī)器人主體的可動(dòng)部都裝有小型伺服電機(jī),控制器將精準(zhǔn)地控制每個(gè)電機(jī)的動(dòng)作。同時(shí),角度傳感器則準(zhǔn)確地檢測(cè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度和速度。
為了讓陪伴機(jī)器人之類(lèi)的小型機(jī)器人做出自然準(zhǔn)確的動(dòng)作,則需要利用高精度角度檢測(cè)和高速響應(yīng)性能使電機(jī)實(shí)現(xiàn)最佳扭矩響應(yīng)。因此,高精度角度傳感器與小型嵌入式控制器將承擔(dān)起重要的作用。TAS/TAD系列正在以服務(wù)機(jī)器人為首的廣泛用途中大顯身手。
電容式接近傳感器工作原理:電容式接近傳感器用于檢測(cè)感應(yīng)器與感應(yīng)器間電容的變化。電容的大小取決于感應(yīng)物體的大小和距離。普通的電容式接近傳感器類(lèi)似于具有兩個(gè)平行板的電容器,其中檢測(cè)兩個(gè)板的容量。其中一塊板是被測(cè)物體(帶有假想的地面),另一塊板是傳感器的感應(yīng)面。檢測(cè)這兩個(gè)極之間產(chǎn)生的電容變化。電容式接近傳感器可以檢測(cè)的物體取決于它們的介電常數(shù),但它們除了金屬之外還包括樹(shù)脂和水。
工業(yè)機(jī)器人手夾持器是一種具有多自由度、靈巧地抓握對(duì)象的機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)件。適用于各種工業(yè)自動(dòng)化的生產(chǎn)、裝配、操作,能完成高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境下的信息探測(cè)、物資收集、探測(cè)、排爆等工作。工業(yè)機(jī)器人手手夾持器一般都采用鉗形結(jié)構(gòu),通過(guò)開(kāi)合和夾緊的方式對(duì)物體進(jìn)行夾緊。所以,鉗口開(kāi)度的準(zhǔn)確測(cè)量與控制,是決定夾持成敗的關(guān)鍵因素。
因?yàn)榻咏鼈鞲衅髂芨袘?yīng)到距離和位置的變化,因此,在工業(yè)機(jī)器人手夾機(jī)中,是一種常用的測(cè)量開(kāi)合元件,它利用磁場(chǎng)的變化與被測(cè)金屬零件之間的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)進(jìn)行測(cè)量。通常,接近傳感器安裝在工業(yè)機(jī)器人夾持器的其中一個(gè)夾鉗上,在夾取。當(dāng)夾緊物體時(shí),靠近傳感器可以通過(guò)感應(yīng)磁場(chǎng)大小的變化來(lái)判斷兩者之間的距離。
視覺(jué)傳感器一般安裝在工業(yè)機(jī)器人手爪中的夾持器上,通過(guò)感應(yīng)磁場(chǎng)的大小變化,接近傳感器可以判斷兩只手(鉗子)距離的遠(yuǎn)近。從而可與設(shè)定值進(jìn)行比較,調(diào)節(jié)工業(yè)機(jī)器人手夾持器開(kāi)度的大小,避免抓空或損壞物件。