Magnetyczne czujniki wieloobrotowe wykorzystujące efekt GMR (gigantyczny magnetoopór) działają bezdotykowo, zapewniają absolutne wartości położenia, nie wymagają przebiegu referencyjnego i nie potrzebują zasilania ani baterii buforowej do wykrywania obrotów. W wielu zastosowaniach mobilnych i przemysłowych stanowią więc praktyczną alternatywę dla potencjometrów wieloobrotowych lub enkoderów optycznych.
Te wszechstronne czujniki są obecnie stosowane również w robotyce, na przykład w robotach dla jednostek wojskowych lub policyjnych, które są wykorzystywane na przykład do wykrywania zagrożeń bombowych.

W przypadku wielu zastosowań, wieloobrotowe czujniki kąta oparte na konwencjonalnych zasadach działania są raczej nieodpowiednie, np. ponieważ wymagają stałego zasilania, współpracują z podatnymi na zużycie przekładniami lub są zbyt złożone, a zatem zbyt drogie dla danego obszaru zastosowania. Aby zaradzić tej sytuacji, firma Novotechnik zintegrowała technologię GMR do wykrywania obrotów w wieloobrotowych czujnikach serii RSM-2800. Bezdotykowe czujniki mogą wykrywać i przechowywać od 2 do 16 obrotów bez zewnętrznego zasilania i baterii buforowej, a wartość można ustawić. Rozdzielczość interfejsu analogowego wynosi 16 bitów. Możliwe są prędkości do 800 obr. Korzystając z interfejsów cyfrowych (SSI, SPI), można uzyskać całkowitą rozdzielczość do 18 bitów (kąt i obrót). Czujniki są również
niezwykle dokładne. typowe odchylenia liniowości są mniejsze niż 0,05% w całym zakresie pomiarowym. Ponieważ czujniki są również bardzo wytrzymałe, mogą być również używane w szerokim zakresie zastosowań terenowych. Na przykład w precyzyjnym manipulatorze telemax PRO firmy Telerob Gesellschaft für Fernhantierungstechnik mbH wykrywają one położenie tak zwanych płetw, na których porusza się zdalnie sterowany robot.

Uniwersalny geniusz o dużym zasięgu

"Nasz telemax PRO można zdecydowanie opisać jako uniwersalnego geniusza ze względu na jego możliwości wspinania się i pokonywania przeszkód, duży zasięg i wysokość manipulatora oraz liczne narzędzia
, które ma na pokładzie", wyjaśnia dr Andreas Ciossek, Product Manager w Telerob. Andreas Ciossek, Product and Innovation Manager w Telerob.
Wszechstronne urządzenie jest bardzo kompaktowe, a jego wymiary transportowe wynoszą 800 mm długości, 400 mm szerokości i 750 mm wysokości. Bez akumulatora waży maksymalnie 77 kg i osiąga prędkość 10 km/h w wersji szybkobieżnej.
W zależności od powierzchni może pokonywać nachylenia do 45°, wspinać się na przeszkody o wysokości 500 mm lub schody, pokonywać rowy o szerokości 600 mm i przenosić ładunki o masie do 20 kg za pomocą 7-osiowego manipulatora. Wszystko to sprawia, że telemax PRO jest idealnym pomocnikiem, jeśli chodzi o docieranie do potencjalnie niebezpiecznych obiektów w trudnych pozycjach w przypadku zagrożenia bombowego, np. w lukach bagażowych lub pod siedzeniami samolotów.

Złożone sekwencje ruchów, np. podczas otwierania drzwi lub części bagażu, można wygodnie kontrolować za pomocą systemu sterowania Tool Centre Point, zwłaszcza że prawie wszystkie typowe sekwencje ruchów są wstępnie zaprogramowane. "Praktyczny jest również magazyn narzędzi z automatyczną wymianą narzędzi.
Operator nie musi cofać robota, jeśli na przykład na miejscu potrzebne jest inne narzędzie", kontynuuje Ciossek. "Oszczędza to czas, co jest bardzo wygodne na przykład dla osób dotkniętych zamknięciem lotniska lub stacji kolejowej".

Precyzyjne wykrywanie pozycji dla zdalnego sterowania

Pozycja flippera, tj. konstrukcji składającej się z napędu kół i gąsienic, musi być precyzyjnie rejestrowana, aby telemax PRO mógł zostać przeniesiony do miejsca użytkowania w ukierunkowany sposób. Zadanie to wykonują magnetyczne czujniki wieloobrotowe firmy Novotechnik, które są zainstalowane na każdej z czterech osi napędowych. W rzeczywistości czujnik wieloobrotowy nie jest wymagany do tego zastosowania, ale telemax PRO okazał się właściwym wyborem. Ze względu na kompaktowe wymiary pojazdu, przestrzeń montażowa jest bardzo ograniczona. Dlatego też czujniki nie są
montowane z tyłu osi koła, jak to zwykle ma miejsce, ale przesunięte w bok, aby zaoszczędzić miejsce na instalację. W tym celu średnica osi jest przekładana na znacznie mniejsze koło zębate dla czujnika. W ten sposób jeden obrót osi koła napędowego staje się na przykład sześcioma obrotami, które czujnik zlicza w celu dokładnego wykrycia pozycji.

Wybór odpowiedniego czujnika nie był łatwy dla specjalistów od technologii zdalnej obsługi; przetestowano wiele alternatyw. "Ostatecznie było wiele powodów przemawiających za RSM-2800", podsumowuje Ciossek. "Pracuje bardzo płynnie, a dzięki funkcjom, na których nam zależało, jest to najmniejszy i najtańszy produkt, jaki znaleźliśmy na rynku". Dzięki
średnicy wynoszącej zaledwie 28 mm, łatwo było go zintegrować." Zasada działania również pasowała do zastosowania:

Dzięki efektowi GMR liczba obrotów może być przechowywana bez prądu

Multiturn działa na zasadzie mikromagnetycznej i wykorzystuje efekt GMR (gigantyczny magnetoopór). Jest on obserwowany w strukturach, które składają się z naprzemiennie magnetycznych i niemagnetycznych cienkich warstw o grubości kilku nanometrów. Efekt ten oznacza, że opór elektryczny struktury zależy od wzajemnej orientacji namagnesowania warstw magnetycznych; jest on znacznie wyższy przy namagnesowaniu w przeciwnych kierunkach niż przy namagnesowaniu w tym samym kierunku. Różnicę tę można wykorzystać do wykrywania i jednoczesnego zapisywania obrotów za pomocą specjalnie zaprojektowanego elementu czujnika z kilkoma segmentami rezystancyjnymi, nawet w stanie beznapięciowym. Wartość pozycji jest wyprowadzana na przykład jako sygnał SSI. Dostępne są warianty z interfejsem cyfrowym SPI lub analogowym.

RSM-2800 jest również bardzo wytrzymały i dlatego idealnie nadaje się do użytku z telemax PRO. Standardowo spełnia wymagania klasy ochrony IP67, tj. jest pyłoszczelny i zabezpieczony przed czasowym zanurzeniem. Nie ma zatem żadnych problemów, gdy manipulator pracuje na zewnątrz w deszczu lub podczas podróży przez kałużę. Wstrząsy i wibracje również nie wpływają negatywnie na jego działanie. Obudowa czujnika wykonana jest z wysokiej jakości, odpornego na temperaturę tworzywa sztucznego.
Uchwyty montażowe z otworami szczelinowymi umożliwiają łatwy montaż i wygodną regulację mechaniczną. Bezluzowe złącze wtykowe umożliwia szybką i łatwą instalację. Czujnik jest niewrażliwy na zabrudzenia i wilgoć. Połączenie elektryczne odbywa się za pomocą ekranowanego kabla, który jest uformowany w obudowie. Dostępne są również wstępnie zmontowane wtyczki przyłączeniowe, np. M12, umożliwiające podłączenie typu plug-and-play.

Funkcje te otwierają przed RSM-2800 szeroki zakres zastosowań. Kompaktowe rozwiązanie wieloobrotowe może wyeliminować potrzebę stosowania złożonych przekładni w wielu miejscach, a tym samym pomóc obniżyć ogólne koszty. Obszary zastosowań obejmują maszyny drukarskie, układy napędowe i sterujące, jako enkodery długości liny, do napędów drzwi i bram, w maszynach mobilnych, maszynach papierniczych, platformach podnoszących lub ogólnie jako zamiennik wieloobrotowych potencjometrów lub enkoderów