Senzori položaja

1. Uvod

Senzori položaja predstavljaju ključne komponente u upravljanju robotima, omogućavajući im da precizno odrede svoju poziciju u prostoru. Oni služe za praćenje položaja zglobova, pomeranja alata ili cele robotske ruke u odnosu na referentni sistem.

🔹 Gde se koriste senzori položaja?

• Industrijski roboti za precizno manipulisanje objektima

• Medicinski roboti (hirurški roboti i protetički uređaji)

• Mobilni roboti za navigaciju

• CNC mašine i 3D štampači

2. Vrste senzora položaja

Senzori apsolutnog i relativnog položaja

✅ Apsolutni senzori položaja – Mere tačan položaj u odnosu na referentnu tačku (npr. apsolutni enkoderi).
✅ Relativni senzori položaja – Beleže promene položaja u odnosu na prethodnu poziciju (npr. inkrementalni enkoderi).

Podela senzora položaja prema principu rada

1️⃣ Enkoderi

Široka klasa digitalnih senzorskih sistema koji se koriste za merenje linijskih i ugaonih pomeranja. Uz pomoć raznih elektromehaničkih sklopova kodiraju ugaonu ili linijsku poziciju, i u digitalnom obliku šalju tu informaciju procesoru.

🔹 Inkrementalni enkoderi – Registruju promenu položaja pomoću impulsa.
🔹 Apsolutni enkoderi – Daju preciznu poziciju u svakom trenutku, čak i nakon isključivanja napajanja.

📌 Primena: Industrijski roboti, servo motori, CNC mašine.

2️⃣ Potenciometri

Potenciometri mere ugaona i translatorna pomeranja uz princip linearne zavisnosti električnog otpora od dužine provodnika. Zato se potenciometar sastoji od otpornika i klizača.

• Analogni senzori koji mere ugaoni položaj pomoću promene otpora.

• Jeftini, ali podložni habanju.

📌 Primena: Roboti sa manjom potrebom za preciznošću.

3️⃣ Rezolveri

• Elektromehanički uređaji slični enkoderima, ali rade pomoću elektromagnetnih impulsa.

• Sastoje se od primarnog namotaja (statora) i sekundarnog namotaja (rotora). Kada se na primarni namotaj dovede referntni signal (naizmenična struja), u sekundarnim namotajima se indukuje naizmenični napon konstantne aplitude sa faznim pomerajem koji je jednak uglu zakretanja rotora. Merenjem faznog pomeraja se dobija ugao pomeranja.

• Otporni na vibracije i rad u teškim uslovima.

📌 Primena: Teška industrija, avio i vojna robotika.

4️⃣ Žiroskopi i akcelerometri

• Žiroskopi mere ugaonu brzinu i koriste se za stabilizaciju položaja.

• Akcelerometri mere ubrzanje i promene nagiba.

📌 Primena: Autonomna vozila, dronovi, roboti za balansiranje.

3. Rad i primena senzora položaja u robotici

• Robotske ruke koriste enkodere za precizno pozicioniranje alata.

• Mobilni roboti koriste akcelerometre i žiroskope za stabilnost.

• Industrijski manipulatori koriste kombinaciju enkodera i rešolvera za precizne pokrete.

4. Prednosti i izazovi senzora položaja

✅ Prednosti
✔ Visoka preciznost u određivanju položaja.
✔ Omogućavaju autonomno kretanje robota.
✔ Povećavaju sigurnost u radu robota.

⚠ Izazovi
❌ Osetljivost na vibracije i spoljne smetnje.
❌ Kod nekih senzora potrebna kalibracija.
❌ Trošenje mehaničkih delova kod potenciometara.