在当今机器人中发挥重要作用的几项关键传感器技术包括磁性位置传感器、存在传感器、手势传感器、力矩传感器、环境传感器和电源管理传感器。磁性位置传感器磁性角度位置传感器集成电路(IC)是当今消费、服务专业、社会甚至工业机器人技术中使用最广泛的传感器技术之一。如今，消费者、专业服务人员或社交机器人的几乎每个关节都使用两个或更多磁性角度位置传感器IC。对于每个运动轴或关节旋转，至少使用一个磁性角度位置传感器。当今的许多机器人都使用小型但功能强大的无刷直流电机(BLDC)来移动机器人的关节和四肢。为了正确驱动电机，需要电机位置反馈。此外，机器人关节的闭环电机控制还需要关节齿轮角位置反馈。因此，对于机器人关节来说，每个运动轴上都需要两个磁性角位置传感器，磁性角位置传感器IC可以为关节电机控制器提供电机换向反馈。带有磁性位置传感器的机械臂例如，对于需要在俯仰和滚动中进行轴向运动的机器人脚踝，总共使用了四个磁性位置传感器。每个关节具有多个这种类型的连接，并认识到大多数机器人需要大量关节，这清楚地说明了为什么磁性角度位置传感器在当今最新的机器人技术产品中如此多产。存在传感器当今的机器人中集成了多种存在传感器技术，它们的信息也被融合在一起，以提供机器人空间视觉传感以及物体检测和躲避。2D和3D立体视觉相机在当今许多新型消费和专业服务机器人中无处不在。然而，包括光探测和测距(LIDAR)传感器在内的飞行时间传感器等新的先进传感器技术也越来越多地部署在机器人中。LIDAR提供机器人运行空间及其周围环境的高分辨率3D地图，以便机器人更好地执行任务和四处移动。LiDAR映射类似地，超声波传感器用于存在感测。就像汽车中的安全警报系统作为备份一样，机器人中的超声波传感器用于检测附近的障碍物并防止它们撞到墙壁、物体、其他机器人和人类。此外，它们还可以在执行主要功能任务的机器人中发挥作用。因此，超声波传感器在近场导航和避障方面发挥着重要作用，最终提供整体改进的机器人性能和安全性。然而，超声波传感器的范围有限，从大约一厘米到几米不等，最大方向锥大约为30°。它们的成本相对较低，并且在近距离内具有良好的精度，但它们的精度会随着距离和测量角度的增加而降低。它们还容易受到温度和压力变化的影响，以及其他使用调谐到相同频率的超声波传感器的近距离机器人的干扰。但是，当与其他存在传感器结合使用时，它们可以提供有用且可靠的位置信息。当所有这些存在传感器（2D/3D相机、激光雷达和超声波）数据融合在一起时，正如我们现在开始在高端消费/专业服务机器人和工业机器人中看到的那样，这些机器人能够实现空间感知，在不伤害自己、他人或周围环境的情况下移动和执行更复杂的任务。手势传感器手势传感器也越来越多地集成到当今一些最复杂的机器人中，以帮助提供用户界面命令。手势传感器技术包括光学传感器和机器人操作员佩戴的控制臂带上的传感器。使用基于光学的手势传感器，可以训练机器人识别特定的手部动作，并根据特定的手势或手部动作执行某些任务。这些类型的手势传感器在家庭或医院为残疾人和通信能力有限的人以及智能工厂提供了许多机会。使用臂带控制传感器，佩戴者可以通信和控制协作、工业、医疗或军事机器人，以根据操作员如何移动和手势自己的手臂来执行和/或模仿某些任务。例如，在每只手臂上佩戴臂带传感器的外科医生可以控制一对远程医疗机械臂进行手术，可能在世界的另一端。力扭矩传感器力扭矩传感器也越来越多地用于当今的下一代机器人。力-扭矩传感器不仅用于机器人的末端执行器和夹持器，现在还用于机器人的其他部分，例如躯干、手臂、腿和头部。这些特殊的力-扭矩传感器用于监测肢体运动速度、检测障碍物并向机器人的中央处理器提供安全警报。例如，当机械臂中的力扭矩传感器检测到由于手臂撞击物体而产生的突然和意外的力时，其控制安全软件可能会导致手臂停止移动并缩回其位置。力矩传感器还与存在传感器和其他安全监控传感器（例如环境传感器）结合使用，以提供整体安全区域监控。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领域。可以检测与空气质量相关的VOC（挥发性有机化合物）的环境传感器，温湿度传感器，压力传感器，甚至可以检测照明的传感器。这些传感器不仅有助于确保机器人能够继续有效和安全地运行，而且还可以让机器人当地的工作人员意识到不安全的环境条件。电源管理传感器电源管理传感器也集成到当今的自主机器人中，以帮助延长机器人在两次充电之间的运行时间，并确保锂离子电池（当今自主机器人中最常见的类型）在使用时不会过热充电或排水。见图4.0。电源管理传感器还用于机器人关节电机的电压调节以及电源和热管理领域。所有机载机器人电子设备，如微处理器、传感器和执行器，都需要低噪声纹波电源和调节，以确保它们高效、正确地工作。用于机器人电源管理的最新传感器解决方案包括用于电池放电和充电的库仑计数、用于稳压器的准确可靠的过热监测传感器以及电池管理设备中的电流传感器。由于所有这些新传感器技术的集成和融合，今天最新的机器人可以更加独立和安全地运行。此外，由于计算能力、软件和人工智能的显着改进，与这些新的传感器技术协同工作，这种下一代机器人可以更轻松地适应各种应用需求。此外，他们可以比他们的前任更准确、更快地执行任务。最后，它们可以在更广泛的家庭、商业和制造环境中与人类更加独立、协作和安全地操作和工作。
