操控和通讯IC的开展在完成下一代的机器人中起到重要效果。可是，这些杂乱的现代机器人的中心是许多新的、小型化和低本钱的传感技能的呈现与交融。对完成下一代机器人至关重要的几项要害传感器技能包含磁性方位传感器、存在传感器、手势传感器、力矩传感器、环境传感器和电源办理传感器。
磁性方位传感器——机器人革射中的幕后英雄
在当今消费、专业服务、交际，乃至是工业机器人中最为遍及的传感器技能之一是磁性视点方位传感器集成电路 (IC)。参见图1.0。当时，消费、专业服务或交际机器人的每个关节简直都用到两个或更多的磁性视点方位传感器IC。每个运动轴或关节旋转需求运用至少一个磁性视点方位传感器。当今的许多机器人都选用小而强壮的无刷直流电机 (BLDC) 来移动机器人的关节和四肢。为了正确驱动电机，需求知道电机的当时方位。
图1.0——选用圆盘形磁体的磁性方位传感器
磁性视点方位传感器 IC 越来越广泛地用来为移动关节的电机操控器供给电机换向反应。参见图 2.0。此外，机器人关节的闭环电机操控也需求关节齿轮的视点方位反应。因而在机器人关节的每个运动轴上需求两个磁性视点方位传感器。例如，当机器人的脚踝需求一起进行前后和滚动两个轴方向的运动时，一共需求运用四个磁性方位传感器。因为每个关节的这种成倍需求，以及大多数机器人中所需求的关节数大大添加，磁性视点方位传感器为何如此大量地用于当今最新推出的机器人中就清楚明了了。
图2.0——带有磁性方位传感器的机器人手臂
可是为什么挑选磁性视点方位传感器IC？
于之前用于机器人关节中的竞争性的方位传感器技能比较，当今最新的磁性视点方位传感器（如艾迈斯半导体的AS5047P和AS5600L）具有多项优势。新式磁性方位传感器IC供给高分辨率和重复精度。此外，因为制作选用了CMOS硅技能，与竞争性方位传感器技能（如光电编码器和旋转变压器）比较，它们所需的功率、分量和体积都十分小。此外，磁性方位传感器IC能够在十分恶劣的环境中作业，包含极点温度和龌龊多尘的环境。有些磁性方位传感器（如艾迈斯半导体的全系列磁性方位传感器 IC）乃至能够免受机器人作业环境中常见的杂散场搅扰。终究，与低本钱交际/玩具机器人的传统伺服电机组件中常见的电阻电位计不同的是磁性方位传感器对错触摸式的，没有运动的机械部件，所以不会磨损。正是因为一切这些内涵优势，磁性视点方位传感器在当今的消费、专业服务和交际机器人，现在乃至在工业机器人中都被广泛选用。
存在传感器
现在，数项存在传感器技能正被集成到当今的机器人中，它们的数据会交融在一起，用于为机器人供给空间视觉感知以及物体检测和躲避。2D和3D视觉立体摄像头在当今的新式消费和专业服务机器人中都很常见。可是，新式的先进传感器技能，如包含根据飞翔时刻的光检测和测距 (LIDAR) 传感器，也越来越多地布置到机器人傍边。LIDAR为机器人供给其作业空间及周围环境的高分辨率3D测绘，以便它能够更好地履行使命并四处移动。参见图3.0。
图3.0——LIDAR 测绘
相同，超声波传感器也正被用于存在感测。与用于轿车倒车时的安全报警体系传感器相同，机器人中的超声波传感器用于检测邻近的妨碍物，以防撞到墙面、物体、其他机器人和人。别的，它们能够在机器人履行主要功用使命时发挥效果。因而，超声波传感器在近场导航和避障中起着重要效果，终究进步了机器人的全体功用和安全性。
可是，超声波传感器的效果间隔有限，大约为一厘米到几米，而最大视点锥体约为30度。它们的本钱相对较低，并在近间隔范围内具有较高的精度，但随着间隔和丈量视点的添加，其精度会下降。它们也易受温度和压力改变的影响，还会遭到运用调谐在相同频率的其他机器人的超声波传感器的搅扰。尽管如此，当与其他存在传感器结合运用时，它们仍是能够供给有用牢靠的方位信息。
当一切这些存在传感器（2D/3D摄像头、LIDAR和超声波）数据交融在一起时，正如咱们现在开端在高端消费/专业服务机器人和工业机器人中所看到的，这些机器人能够超卓地完成对周围环境空间感知，移动并履行更杂乱的使命，并且不会令自己、人或其周围环境遭到危害。
用于人机交互的手势传感器
手势传感器也越来越多地集成到当今一些最杂乱的机器人中，用来辅佐供给用户界面指令。手势传感器技能包含光学传感器和机器人操作员佩带的臂带式操控传感器。
使用光电手势传感器，能够练习机器人辨认特定的手部动作，并依照特定的手势或手部动作来履行某些使命。这些手势传感器为家中或医院里的残疾人和交流妨碍人士，以及智能工厂供给了许多便当。
佩带了臂带式操控传感器的操作员能够与协作式工业、医疗或军事机器人交流，并操控机器人，使其依照操作员的手臂运动方法和手势来履行和/或仿照某些使命。例如，双臂均佩带臂带式传感器的外科医生能够操控长途医疗机器人的双臂进行手术，而它或许远在地球的另一端。
力矩传感器
力矩传感器也越来越多地用于下一代机器人中。力矩传感器不只用于机器人的结尾履行器和夹持器，并且还用于机器人的其他部位，例如躯干、臂部、腿部和头部。这些特别的力矩传感器用来监测肢体的快速运动、检测妨碍物并为机器人的中央处理器供给安全报警。例如，当机器人手臂中的力矩传感器检测到因为手臂撞击到物体而引起的突发和意外的力时，其操控安全软件能够使手臂中止运动并缩回其方位。
力矩传感器也与存在传感器以及其他安全监测传感器（如环境传感器）一起协作，以供给整体安全区域监测功用。
环境传感器
各种环境传感器也正在进入工业和消费机器人范畴。环境传感器包含检测与空气质量有关的 VOC（挥发性有机化合物）传感器、温度和湿度传感器、压力传感器，乃至可检测光照存在的传感器。这些传感器不只能协助保证机器人一向安全有效地作业，还能让机器人周边的人们察觉到不安全的环境条件。
电源办理传感器
电源办理传感器也集成到当今的自动化机器人中，用来协助延伸机器人的作业时刻，并保证锂电池（当今自动化机器人中最常见的电池）充电或耗电时不会过热。参见图4.0。电源办理传感器还用于机器人关节电机的稳压与功率和热办理。一切板载机器人器材（如微处理器、传感器和履行器）都需求低纹波电源和稳压，以保证它们高效、正确地作业。
用于机器人电源办理的最新传感器解决方案包含用于电池放电和充电的库仑核算的传感器、用于稳压器的精准牢靠的过温监测传感器，以及电池办理设备中的电流传感器。
图4.0电源办理——对自动化机器人至关重要
得益于一切这些新式立异的传感器技能的集成和交融，当今最新的机器人能够更独立和安全地运转。此外，因为核算才能、软件功用和人工智能的大幅进步，并配合上这些新式传感器技能，下一代机器人能够更轻松地用于支撑各式各样的使用。并且，它们能够比原先的机器人更精准、更快速地履行使命。终究，它们能够在更广泛的家庭、商业和制作环境中更独立、更协作和更安全地运转与作业。
