傳感器助力機器人的發展更進一步

“ [導讀]如今，機器人在我們的日常生活和社會中已無處不在。新型機器人亦是層出不窮，比如可以替代人類從事迎賓、安保、保潔等工作的服務機器人以及行為舉止如家人或寵物般的陪伴機器人等等。而使這些新型機器人動作自然流暢的便是配置在其主體的電機與傳感器的組合。” 

在制造和物流一線、醫療設施與福利設施以及家庭等各種各樣的地方，替代人類進行工作的機器人正在大顯身手。其種類繁多，除了工廠自動化設備和自動導引搬運車（Auto Guided Vehicle: AGV）外，還有迎賓機器人、護理機器人、以及在家中提供康復和娛樂的交流機器人。

機器人分為“工業機器人”和“服務機器人”。在工廠等制造一線工作的工業機器人在不與人接觸的環境下替代人類從事規定的操作，而服務機器人則從事迎賓、護理等服務，主要在店鋪、辦公室等人類附近的公共場所里活動。確保安全性是讓服務機器人與人類共存的首要條件。

服務機器人正在世界范圍內逐漸普及，今后，隨著傳感器和系統的升級，還將有望出現新型機器人并與我們的生活越來越密切。

服務機器人中，在家庭中扮演寵物或家人角色的“陪伴機器人*1”通過基于AI的聊天功能和流暢的動作，甚至讓人們忘記了它們其實都是機器所做出的行為。隨著當今社會人與人之間的交流逐漸減少，它還作為緩解孤獨感的一種方式而受到關注。

這種機器人流暢而自然的動作離不開電機性能以及控制電機的“控制器”與“角度傳感器”等元件。手臂、軀體、車輪等機器人主體的可動部都裝有小型伺服電機，控制器將精準地控制每個電機的動作。同時，角度傳感器則準確地檢測電機旋轉的角度和速度。

為了讓陪伴機器人之類的小型機器人做出自然準確的動作，則需要利用高精度角度檢測和高速響應性能使電機實現最佳扭矩響應。因此，高精度角度傳感器與小型嵌入式控制器將承擔起重要的作用。TAS/TAD系列正在以服務機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感應器與感應器間電容的變化。電容的大小取決于感應物體的大小和距離。普通的電容式接近傳感器類似于具有兩個平行板的電容器，其中檢測兩個板的容量。其中一塊板是被測物體（帶有假想的地面），另一塊板是傳感器的感應面。檢測這兩個極之間產生的電容變化。電容式接近傳感器可以檢測的物體取決于它們的介電常數，但它們除了金屬之外還包括樹脂和水。

工業機器人手夾持器是一種具有多自由度、靈巧地抓握對象的機械結構構件。適用于各種工業自動化的生產、裝配、操作，能完成高風險環境下的信息探測、物資收集、探測、排爆等工作。工業機器人手手夾持器一般都采用鉗形結構，通過開合和夾緊的方式對物體進行夾緊。所以，鉗口開度的準確測量與控制，是決定夾持成敗的關鍵因素。

因為接近傳感器能感應到距離和位置的變化，因此，在工業機器人手夾機中，是一種常用的測量開合元件，它利用磁場的變化與被測金屬零件之間的相對位置關系來進行測量。通常，接近傳感器安裝在工業機器人夾持器的其中一個夾鉗上，在夾取。當夾緊物體時，靠近傳感器可以通過感應磁場大小的變化來判斷兩者之間的距離。

視覺傳感器一般安裝在工業機器人手爪中的夾持器上，通過感應磁場的大小變化，接近傳感器可以判斷兩只手(鉗子)距離的遠近。從而可與設定值進行比較，調節工業機器人手夾持器開度的大小，避免抓空或損壞物件。