工业机器人中最常用的几个传感器:2D/3D传感器、力/扭矩传感器和碰撞检测传感器

 根据Technavio的预测,从2020年到2025年,工业机器人传感器市场规模预计将增加17亿美元,复合年增长率达到7.76%。在预测期内,62%的市场增长将来自亚太地区,其中,中国和日本是亚太地区工业机器人传感器市场的主要贡献者。随着新技术的不断涌现,传感器在机器人上的使用不断增加。工业机器人中最常用的传感器包括2D传感器、3D传感器、力/扭矩传感器和碰撞检测传感器等四种。

 
2D传感器
 
是一种可以检测移动物体并定位传送带上被放置的部件的摄像头,这些智能摄像头可以帮助机器人迅速确定部件的位置,然后机器人再根据获得的信息在移动过程中做出相应的调整。Intel RealSenseTM 深度摄像头D455是该公司D400系列摄像头的第四代产品,它将深度传感器之间的距离增加到95毫米,从而将深度精度提升到4米时小于2%的水平。该摄像头还集成了一个惯性测量单元(IMU),以便于应用程序在摄像头移动的任何情况下提高深度感知能力。采用该摄像头的机器人或无人机的环境感知能力也会得到有效提升。
 
3D传感器
 
在机器人中,3D传感器可用于导航系统,帮助机器人定位和跟踪相对于环境的位置;也可用于运动跟踪系统,以跟踪机器人和其他物体的运动,帮助控制机器人的移动;还可用于目标检测,识别和跟踪环境中的对象,躲避碰撞;或者被用于卸货和码垛系统,以检测和定位物体。
 
 
飞行时间(ToF)传感器是一种用于测量距离的LiDAR传感器,是最精确的3D传感器类型,非常适合对定位有较高要求的工业机器人应用。意法半导体(ST)的ToF传感器是一体化(发射器、接收器和处理器)系统,具有简单易用、经济划算和体积小等特点。其新一代产品VL53L5CX是一款通用多区测距FlightSense ToF传感器,在一个小型封装内集成了SPAD阵列、物理红外滤波片、衍射光学元件(DOE),适合各种室内光线环境,可为多目标检测应用提供多达64个测距区,每区最长测量距离达4米。得益于ST的直方图专利算法,VL53L5CX能够以最高60Hz的距离信息范围检测视野内的不同物体。更重要的是,VL53L5CX还集成了低功耗MCU,可实现智能测距。
 
 
力/扭矩传感器(Force/Torque Sensors)
 
 
如果说2D/3D传感器为机器人提供了明亮的眼睛,那么,力/扭矩传感器则为机器人提供了灵敏的触觉。在大多数情况下,力/扭矩传感器被放置在机器人和夹具之间,从而使得机器人能够监测反馈给夹具的各种力。安装在机器人上的小型数字力传感器有助于提高生产率并减少停机时间。霍尼韦尔的MicroForce FMA系列触力传感器具有数字输出、多种触力传感范围、尺寸小巧,以及增强的耐用性和更高精度等诸多优势。
 
 
碰撞检测传感器(Collision Detection Sensors)
 
 
碰撞检测技术可以大幅提高机器人的操作安全性。该技术涉及触觉传感器和软件的组合。接触传感器和力传感器是两种用于碰撞检测的触觉传感器,这些传感器为机器人提供了在生产车间安全工作的屏障,它们可以被集成在机器人手腕和EOAT之间。大多数协作机器人都通过机械臂配备接触传感器。FANUC CR-7ia的接触传感器能够确保地机器人在人类周围安全运行。
 
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