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센서는 로봇이 외부 세계를 보는 시각입니다. 로봇은 센서를 사용하여 주변 물체의 기하학적, 물리적 특징을 이해하고 측정합니다. 로봇, 특히 자율 로봇은 주변을 감지하는 능력이 필요합니다.
내부 및 외부 센서는 일반적으로 사용되는 두 가지 유형의 센서입니다. 로봇 공학의 내부 센서는 무엇보다도 로봇의 위치, 이동 속도, 가속 방식 등 로봇에 대한 정보를 제공합니다. 로봇공학의 외부 센서는 로봇 사이의 접촉 지점과 같은 정보를 포함하여 외부 세계로부터 데이터를 수집합니다. 유압식 로봇 팔 그리고 현재 작업 중인 제품.
로봇 공학에는 선택할 수 있는 다양한 유형의 센서가 있으며, 우리는 그 중 여러 가지의 속성을 살펴보고 센서가 사용되는 이유와 위치를 살펴보겠습니다.
광 센서
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A 로봇 공학의 광 센서 빛을 감지하고 전압 차동을 생성하는 데 사용됩니다. 컴퓨터로 제어되는 카메라 로봇 비전 시스템을 통해 로봇은 그에 따라 자신의 행동을 보고 적응할 수 있습니다. 포토레지스터와 광전지는 로봇에서 가장 많이 사용되는 두 가지 광 센서입니다. 광전관, 광트랜지스터, CCD 및 기타 광 센서는 거의 사용되지 않습니다.
포토레지스터는 빛의 양에 따라 저항이 변하는 일종의 저항기입니다. 빛이 많을수록 저항이 적고 빛이 적을수록 저항이 커집니다. 광의존 로봇에 통합하기 쉽습니다.
태양광 전지는 햇빛을 전기로 변환합니다. 이는 특히 태양광 로봇을 개발하는 데 유용합니다. 태양광 전지는 에너지원으로 간주될 수 있지만 트랜지스터와 커패시터를 사용하여 센서로 변환할 수도 있습니다.
2D 및 3D 비전: 3차원 컴퓨터 비전 이미지는 평면이며 높이가 아닌 길이와 너비를 계산하도록 크기가 조정됩니다. 요소의 위치와 위치가 다양하더라도 XNUMX차원 비전을 통해 로봇은 보다 효과적으로 처리해야 하는 부품의 방향을 결정할 수 있습니다. 로봇 팔은 조립 중에 XNUMXD 비전 시스템에 의해 정밀하게 안내될 수 있으며, 로봇 팔은 중요한 조립 검사를 위해 다양한 시야각을 제공할 수 있습니다.
사운드 센서
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로봇 공학의 사운드 센서 마이크와 비슷한 방식으로 작동하지만 일반적으로 소리의 진폭을 임계값으로 평가하고 결과를 로봇에 보고하는 회로에 연결됩니다. 진폭이 증가할수록 소음이 커집니다.
이는 야생 동물을 연구하는 로봇에 유용할 수 있습니다. 시끄러운 소음을 감지하고 따라가는 것은 야생 동물을 찾는 데 사용되는 데이터 포인트 중 하나가 될 수 있습니다. 사용자가 말하는 명령에 응답하는 음성 인식용 사운드 센서는 더 복잡한 애플리케이션입니다.
기본 로봇은 소리를 듣고 이동하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 오른쪽으로 한 번 박수치고 왼쪽으로 두 번 박수를 치는 로봇을 생각해 보세요. 복잡한 로봇에서는 동일한 마이크를 사용하여 음성 인식과 음성 인식을 모두 수행할 수 있습니다. 소리 센서는 식별 가능한 전압 변화를 생성하기 위해 증폭되어야 하는 매우 작은 전압 차이를 생성하므로 광 센서보다 구현하기가 더 어렵습니다.
근접 센서
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A 로봇 공학의 근접 센서 물리적인 접촉 없이 근처에 있는 물체를 감지할 수 있습니다. 송신기는 옆에 있는 센서로 전자기 방사선을 보내고, 수신기는 중단 피드백 신호를 수신하고 분석합니다. 결과적으로 해당 영역에 수신되는 빛의 양을 활용하여 주변 물체가 있는지 여부를 판단할 수 있습니다. 로봇의 경우 센서는 충돌 방지 접근 방식을 제공합니다.
근접 센서에는 다양한 유형이 있지만 로봇에 일반적으로 사용되는 센서는 몇 가지뿐입니다.
적외선(IR) 송수신기: 장애물이 감지되면 IR LED가 IR 수신부에서 수신한 빛을 반사하는 IR 광선을 보냅니다.
초음파 센서: 이 센서는 고주파 음파를 생성하고, 기록된 에코는 물체가 파괴되었음을 나타냅니다. 초음파 센서는 거리를 측정하는 데에도 사용될 수 있습니다.
포토레지스터: 포토레지스터는 광 센서이지만 근접 센서로도 사용할 수 있습니다. 물체가 센서에 접근하면 빛의 양이 바뀌어 포토레지스터의 저항이 변합니다. 이는 감지하여 처리할 수 있는 것입니다.
촉각 센서
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촉각 센서는 물체의 접촉 여부를 판단하는 장치입니다. 촉각 센서를 통해 로봇은 베이스를 누르면 어두워지거나 밝아지는 계단 난간이나 조명과 같은 흔한 물체를 "만지고 느낄" 수 있습니다. 이러한 센서는 애플리케이션을 모니터링하고 환경과 부드럽게 상호 작용하는 데 사용됩니다. 터치 센서와 힘 센서의 두 가지 범주로 나뉩니다.
터치 센서
접촉 센서라고도 알려진 로봇 공학의 터치 센서는 센서나 물체의 터치를 감지하고 감지할 수 있는 장치입니다. 마이크로 스위치, 리미트 스위치 및 기타 소형 장치가 자주 활용됩니다. 이러한 센서의 대부분은 장애물을 피하기 위해 로봇에 사용됩니다. 이러한 센서가 장애물을 감지하면 로봇은 반전, 회전, 켜기, 정지 등의 작업을 수행하게 됩니다.
힘 센서
로봇 공학의 힘 센서는 기계 로딩 및 언로딩, 자재 관리 등과 같은 로봇의 다양한 기능과 관련된 힘을 계산하는 데 사용됩니다. 이 센서는 또한 문제 해결을 위한 조립 프로세스를 개선합니다. 힘 토크 센서는 다음을 제공합니다. 로봇 팔 조립 작업을 완료한 느낌; 내부 상태 센서는 다음 용도로 사용됩니다. 엔드 이펙터 측정.
온도 센서
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로봇 공학의 온도 센서 사용되는 환경의 열/온도 변화를 측정합니다. 이는 온도 변화에 대한 전압 차동 변화의 개념에 따라 작동합니다. 이 전압 변화는 주변 지역과 동등한 온도를 제공합니다. 대기 온도, 표면 온도 및 침수 온도는 모두 온도 감지에 적용됩니다.
내비게이션 및 포지셔닝 센서
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로봇 공학의 위치 센서는 로봇의 위치를 추정하는 데 사용됩니다. GPS는 가장 일반적인 위치 확인 센서(Global Positioning System)입니다. 지구 궤도를 도는 위성은 신호를 보내며, 이 신호는 로봇 수신기에 의해 수신되어 처리됩니다. 분석된 데이터를 이용하여 로봇의 대략적인 위치와 속도를 계산합니다. 가장 일반적인 세 가지 내비게이션 센서는 다음과 같습니다.
GPS
GPS(Global Positioning System)는 가장 널리 사용되는 위치 확인 센서입니다. 지구 궤도를 도는 위성은 신호를 보내며, 이 신호는 로봇의 수신기에 의해 수신되어 처리됩니다. 처리된 데이터는 로봇의 대략적인 위치와 속도를 계산하는 데 활용될 수 있습니다.
Bowman의 GPS 시스템 실외 로봇에게는 매우 유용하지만 실내에서는 효과가 없습니다. 지금은 가격도 조금 비싸지만 가격이 떨어지면 곧 GPS 모듈이 장착된 대부분의 로봇을 보게 될 것입니다.
디지털 자기 나침반
휴대용 자기 나침반과 유사하게 디지털 자기 나침반은 지구의 자기장을 사용하여 방향 측정을 생성하고 로봇을 목표에 도달할 수 있는 적절한 방향으로 안내합니다. 이러한 센서는 GPS 모듈보다 저렴하지만 위치 피드백과 탐색이 모두 필요한 경우 GPS 모듈과 함께 나침반을 사용해야 합니다.
현지화
복잡한 환경에서 로봇의 위치를 자율적으로 결정하는 작업을 위치 파악이라고 합니다. 의도적으로 배치되거나 자연 랜드마크가 될 수 있는 랜드마크라는 외부 요소를 사용하여 위치를 결정합니다. 첫 번째 단계에서는 인공 마커나 비콘이 로봇 주변에 배치되고, 로봇의 센서는 이러한 신호를 기록하여 정확한 위치를 식별합니다.
가속도 센서
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로봇공학의 가속도 센서는 로봇의 가속도와 기울기를 측정하는 장치입니다. 가속도계 두 가지 유형의 힘에 영향을 받습니다.
정적 힘 – 두 물체 사이에 존재하는 힘. 로봇의 중력을 감지하면 로봇이 얼마나 기울어지는지 확인할 수 있습니다. 이 매개변수는 로봇의 균형을 맞추거나 로봇이 오르막길로 가는지 내리막으로 가는지를 평가하는 데 유용합니다.
동적 힘 – 물체를 움직여야 하는 속도입니다. 로봇이 이동하는 속도/속도는 가속도계로 동적 힘을 측정하여 결정됩니다.
기타 로봇 센서
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현재 상상할 수 있는 모든 것을 실제로 감지할 수 있는 수백 개의 센서가 있으며, 이를 모두 나열하는 것은 거의 어렵습니다. 위에 나열된 센서 외에도 특정 응용 분야에 사용되는 다양한 센서가 있습니다. 다음 조건을 고려하십시오.
습도 센서는 공기 중 수분의 양을 결정하는 데 사용됩니다. 수분량
가스 센서는 특정 가스를 감지하도록 만들어졌습니다.
전위차계는 매우 다양하며 광범위한 응용 분야에서 활용될 수 있습니다.
자기장 센서는 주변 자기장의 강도를 측정합니다.
맺음말
두 개의 포토레지스터나 적외선 센서를 사용하여 간단한 장애물 회피 로봇을 만들 수 있습니다. 로봇이 복잡해질수록 더 많은 센서를 갖게 됩니다. 단일 작업에는 다음을 사용해야 할 수도 있습니다. 여러 센서또는 단일 센서로 여러 작업을 수행할 수도 있습니다.
때로는 사용 가능한 여러 센서 중 하나를 사용하여 작업을 완료할 수 있습니다. 가용성, 경제성, 사용 편의성을 바탕으로 이상적인 센서를 선택하세요. 그러나 구매 옵션도 있습니다. 센서가 장착된 로봇 팔 제조사에서 첨부한 것입니다. 이렇게 하면 서로 독립적으로 구매하는 비용을 이상적으로 절약할 수 있습니다.