传感器和通信集成电路（IC）的进步，在当今最新一代机器人中发挥了重要作用。但是，正是小小部件，为机器人实现各种复杂的动作和执行不同的任务发挥出重要的作用。然而，随着大规模的生产，小型的和低成本的传感技术出现并产生了融合。

我们现在梳理，在下一代机器人中，起主要作用的几种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、力扭矩传感器、环境传感器和电源管理传感器。

然而，磁性位置传感器，却是机器人革命中鲜为人知的英雄。

磁性角度位置传感器集成电路（IC）是消费机器人、服务机器人、社交和工业机器人中最广泛使用的传感器技术之一。参见图1.0。如今，消费机器人、服务机器人、社交和工业机器人中，几乎每个关节都使用两个或多个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。当今许多机器人都使用小型但功能强大的无刷直流电动机（BLDC）来移动机器人的关节和四肢。为了正确驱动电动机，需要电动机位置反馈。

图1.0-带有目标定位磁铁的磁性位置传感器

越来越多地使用磁性角度位置传感器IC向联合电动机控制器提供电动机换向反馈。参见图2.0。此外，还需要关节齿轮角度位置反馈来控制机器人关节的闭环电机。因此，对于机器人关节，在每个运动轴上都需要两个磁性角度位置传感器。

例如，在需要在俯仰和滚动中都进行轴向运动的机器人脚踝的情况下，总共使用四个磁性位置传感器。通过每个关节具有这种类型的多重连接，以及对大多数机器人所需的大量关节的认识，为什么磁性角位置传感器在当今最新的机器人产品中如此多产很快就变得显而易见。

图2.0–带有磁性位置传感器的机械臂

为什么机器人要选择磁性角度位置传感器IC呢？

今天最新的磁性角度位置传感器，例如ams（一家机器人公司）的AS5047P和AS5600L，具有比以前在机器人关节中采用的竞争性位置传感器技术更多的优势。这些新型磁性角度位置传感器IC具有高分辨率和可重复性。

另外，由于它们是用CMOS（互补对称金属氧化物半导体）硅制成的，所以与以往性位置传感器技术（例如光学编码器和分解器）相比，它们需要的功率、重量和空间都非常小。此外，磁性位置传感器IC可以在非常严酷的环境中运行，包括极端温度以及肮脏多尘的环境。某些磁性位置传感器（例如ams的整个磁性位置传感器IC系列）甚至不受机器人工作环境中常见的杂散磁场的影响。

最后，由于它们是非接触式的并且没有移动的机械部件，因此它们不会磨损，例如，不同于低成本社会/玩具机器人中使用的传统伺服电机组件中常见的电阻式电位计。正是由于所有这些固有的优势，磁性角度位置传感器才在当今的消费者，专业服务和社交机器人，甚至现在的工业机器人中得到普遍使用。

存在传感器

当今的机器人中已经集成了多种临场传感器技术，并且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立体视觉摄像头普遍出现在当今的许多新型消费者和专业服务机器人中。

但是，包括激光检测和测距（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提供了机器人正在操作的空间和周围环境的高分辨率3D映射，以便它可以更好地执行任务并向内移动。请参见图3.0。

图3.0-激光雷达映射