傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用模式如何

（文章來(lái)源：微迷網(wǎng)）

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，控制和通信IC的發(fā)展在實(shí)現(xiàn)下一代的機(jī)器人中起到重要作用。然而，這些復(fù)雜的現(xiàn)代機(jī)器人的核心是許多新的、小型化和低成本的傳感技術(shù)的出現(xiàn)與融合。對(duì)實(shí)現(xiàn)下一代機(jī)器人至關(guān)重要的幾項(xiàng)關(guān)鍵傳感器技術(shù)包括磁性位置傳感器、存在傳感器、手勢(shì)傳感器、力矩傳感器、環(huán)境傳感器和電源管理傳感器。

磁性位置傳感器——機(jī)器人革命中的幕后英雄

在當(dāng)今消費(fèi)、專業(yè)服務(wù)、社交，甚至是工業(yè)機(jī)器人中最為普遍的傳感器技術(shù)之一是磁性角度位置傳感器集成電路 （IC）。參見(jiàn)圖1。當(dāng)前，消費(fèi)、專業(yè)服務(wù)或社交機(jī)器人的每個(gè)關(guān)節(jié)幾乎都用到兩個(gè)或更多的磁性角度位置傳感器 IC。每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸或關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)需要使用至少一個(gè)磁性角度位置傳感器。當(dāng)今的許多機(jī)器人都采用小而強(qiáng)大的無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）來(lái)移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)和四肢。為了正確驅(qū)動(dòng)電機(jī)，需要知道電機(jī)的當(dāng)前位置。

磁性角度位置傳感器IC越來(lái)越廣泛地用來(lái)為移動(dòng)關(guān)節(jié)的電機(jī)控制器提供電機(jī)換向反饋。參見(jiàn)圖2。此外，機(jī)器人關(guān)節(jié)的閉環(huán)電機(jī)控制也需要關(guān)節(jié)齒輪的角度位置反饋。因此在機(jī)器人關(guān)節(jié)的每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸上需要兩個(gè)磁性角度位置傳感器。例如，當(dāng)機(jī)器人的腳踝需要同時(shí)進(jìn)行前后和轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)軸方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，總共需要使用四個(gè)磁性位置傳感器。由于每個(gè)關(guān)節(jié)的這種成倍需求，以及大多數(shù)機(jī)器人中所需要的關(guān)節(jié)數(shù)大大增加，磁性角度位置傳感器為何如此大量地用于當(dāng)今最新推出的機(jī)器人中就顯而易見(jiàn)了。

但是為什幺選擇磁性角度位置傳感器IC？

于之前用于機(jī)器人關(guān)節(jié)中的競(jìng)爭(zhēng)性的位置傳感器技術(shù)相比，當(dāng)今最新的磁性角度位置傳感器（如艾邁斯半導(dǎo)體的AS5047P和AS5600L）具備多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。新型磁性位置傳感器IC提供高分辨率和重復(fù)精度。此外，由于制造采用了CMOS硅技術(shù)，與競(jìng)爭(zhēng)性位置傳感器技術(shù)（如光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器）相比，它們所需的功率、重量和體積都非常小。此外，磁性位置傳感器IC可以在非常惡劣的環(huán)境中工作，包括極端溫度和骯臟多塵的環(huán)境。

有些磁性位置傳感器（如艾邁斯半導(dǎo)體的全系列磁性位置傳感器IC）甚至可以免受機(jī)器人工作環(huán)境中常見(jiàn)的雜散場(chǎng)干擾。最后，與低成本社交／玩具機(jī)器人的傳統(tǒng)伺服電機(jī)組件中常見(jiàn)的電阻電位計(jì)不同的是磁性位置傳感器是非接觸式的，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部件，所以不會(huì)磨損。正是由于所有這些內(nèi)在優(yōu)勢(shì)，磁性角度位置傳感器在當(dāng)今的消費(fèi)、專業(yè)服務(wù)和社交機(jī)器人，現(xiàn)在甚至在工業(yè)機(jī)器人中都被廣泛采用。