傳感器在運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用分析

傳感器是數(shù)據(jù)收集，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和控制反饋的重要組成部分。在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中，傳感器采用旋轉(zhuǎn)或直線編碼器進(jìn)行位置反饋，傳感器（如用于速度傳感的轉(zhuǎn)速計(jì)），甚至接近開關(guān)來(lái)啟動(dòng)或停止某些機(jī)器動(dòng)作。例如在液壓運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，壓力傳感器是控制的關(guān)鍵部分。

另一種常用的位置測(cè)量傳感器是磁致伸縮線性位移傳感器（MLDT）。MLDT具有使用不與傳感器管接觸的移動(dòng)磁鐵的優(yōu)點(diǎn)，避免機(jī)械磨損，并提供絕對(duì)位置讀數(shù)。

傳感器大量存在于工業(yè)設(shè)計(jì)，消費(fèi)產(chǎn)品以及其中的一切。隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的興起，傳感器開始滲透進(jìn)入更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

例如，在游戲世界，硅谷的鈦獵鷹公司出售可穿戴的智能戒指——Talon，它可以讓手機(jī)玩家玩游戲，看到更多的屏幕，卻不用觸摸他們的移動(dòng)設(shè)備。Titanium Falcon的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Juan Guo說(shuō)：“傳統(tǒng)上，大約30％的游戲屏幕被用戶的手或手指擋住了。使用實(shí)時(shí)3D跟蹤，Talon勝過(guò)屏幕上的2D控制，讓玩家使用快速簡(jiǎn)單的波浪和手勢(shì)來(lái)控制應(yīng)用程序?！?/p>

Talon的電子內(nèi)部包括一個(gè)微控制器和一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器，可以跟蹤旋轉(zhuǎn)和橫向運(yùn)動(dòng)（九個(gè)自由度）。相比之下，Xbox Kinect等游戲設(shè)備中的傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制則使用運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)，其精度有限且預(yù)定義的設(shè)置空間不足。Talon也比傳統(tǒng)界面小90％。

貫穿軸傳感器在惡劣條件下提供位置精度

在線控轉(zhuǎn)向應(yīng)用中，Piher的空心軸PST-360非接觸式霍爾效應(yīng)磁性傳感器提供準(zhǔn)確的踏板或制動(dòng)位置。傳感器的貫穿軸技術(shù)可以將其包裹在軸的任何位置，從而可以在源頭直接進(jìn)行檢測(cè)。它可以讓工程師將全功能的旋轉(zhuǎn)傳感器直接集成到現(xiàn)有的軸上，而不會(huì)出現(xiàn)諸如通常伴隨著編碼器或其他貫穿軸傳感裝置的齒輪的包裝問(wèn)題。由于沒有機(jī)械接口，這種”干凈“配置有助于在傳感器的整個(gè)使用壽命期間獲得準(zhǔn)確和精確的輸出信號(hào)，這是5000萬(wàn)次循環(huán)，包括IP67保護(hù)密封。

非接觸式霍爾效應(yīng)磁性傳感器是一種功能齊全的旋轉(zhuǎn)傳感器，用于在公路和越野車輛線控轉(zhuǎn)向應(yīng)用中精確踏板或制動(dòng)器定位。

傳感器元件是旋轉(zhuǎn)環(huán)形磁體。在內(nèi)部，只有兩個(gè)主要的非接觸部件 - 磁體（唯一的移動(dòng)部件）和電子部件。由于環(huán)形磁鐵永遠(yuǎn)不會(huì)與傳感電子元件接觸，因此對(duì)塵土或污垢不敏感，因此可承受高振動(dòng)周期。

PST-360尤其適用于公路和越野車輛（如拖拉機(jī)，叉車，卡車，賽車等）的極端環(huán)境應(yīng)用。

智能傳感器支持智能叉車

依靠智能傳感器，叉車，伸臂堆垛機(jī)或自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）等工業(yè)車輛。位置，角度，傾斜度，速度和提升高度的絕對(duì)測(cè)量已經(jīng)越來(lái)越成為智能工業(yè)車輛不可或缺的組成部分。

傳感器有助于節(jié)省時(shí)間，減少人為錯(cuò)誤，提高生產(chǎn)力，最重要的是確保提高安全水平?？梢允钩绦蜃詣?dòng)化，或向駕駛員顯示有用的信息，例如提升高度，叉子位置或升降桅桿的傾斜度。為了能夠安全，輕松地實(shí)現(xiàn)這些功能，像SIKO公司這樣的公司提供線驅(qū)動(dòng)編碼器，角度傳感器和傾斜傳感器。

全新的冗余線控編碼器符合SIL 2和性能等級(jí)d的整個(gè)系統(tǒng)的安全要求。SG32，SG42和SG62新型冗余導(dǎo)線編碼器用于叉車和AGV系統(tǒng)，使其在測(cè)量升降桅桿高度時(shí)更加可靠。

SIKO提供的三種傳感器產(chǎn)品，包括線驅(qū)動(dòng)編碼器，角度傳感器和傾斜角度傳感器，專為叉車等工業(yè)車輛設(shè)計(jì)。

SG32，SG42和SG62線驅(qū)動(dòng)編碼器通過(guò)特殊的完整冗余傳感器技術(shù)來(lái)提供更高的安全性，用于測(cè)量絕對(duì)位置。兩個(gè)完全分開傳感器系統(tǒng)測(cè)量絕對(duì)位置并將其作為模擬信號(hào)單獨(dú)給出。這些線驅(qū)動(dòng)編碼器的測(cè)量范圍在3米到6米之間，非常適合測(cè)量無(wú)人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)上升降桅桿的絕對(duì)高度。對(duì)于叉車，可以使用長(zhǎng)達(dá)15米的版本。所有的傳感器都配有冗余接口，電位計(jì)，模擬電流或電壓以及CANopen。

這些編碼器的補(bǔ)充是角度傳感器。首先是稱為AH25S的節(jié)省空間和堅(jiān)固的角度傳感器，專門用于測(cè)量無(wú)人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度。與此類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員密切合作開發(fā)了一種帶有盲孔空心軸的精確微型角度傳感器，使其易于組裝，并以其堅(jiān)固的壓鑄外殼為現(xiàn)有的塑料傳感器提供真正的替代品。精確的感應(yīng)能夠以12位的分辨率在360°上進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量，并通過(guò)模擬接口提供無(wú)時(shí)間延遲的角度位置。

最后，為了可靠地檢測(cè)升降桅桿以及整個(gè)車輛的傾斜角度，SIKO提供了兩個(gè)傾斜角度傳感器IK360和IK360L。基于MEMS的傾角傳感器采用IP69K高防護(hù)等級(jí)完全密封，可提供兩種精度（0.1°和0.5°）的變體。兩個(gè)傳感器都可以作為單軸變量（0到360°）或雙軸變量（+/- 80°）。