旋轉編碼器

旋轉編碼器是一種小型感測器，它盯著轉動的軸，報告這根軸轉過了多少。機器人的每個關節、輪子和馬達都需要知道自己的角度——否則機器人就是在盲目地動，就像閉著眼睛去指東西。編碼器回答「我轉了多少」這個問題的辦法，是讀取隨軸一起轉動的圓盤上的刻度；通常是圓盤的圖案不斷遮住又放開一束細小的光線，不過也有些編碼器改讀磁性或電學的圖案。

它主要有兩類，區別很關鍵。增量式編碼器只在軸轉動時計數——每轉過一小段就發出一個脈衝，機器人把脈衝累加起來追蹤運動。它便宜又精確，但沒有記憶：斷電再上電，它就不知道自己處在什麼角度，除非有別的東西來告訴它。相比之下，絕對式編碼器給每個位置一個獨一無二的編碼，就像錶盤上每個點都有自己的門牌號。一通電，它立刻就知道軸到底停在哪裡。

其中的取捨還是那個老問題：成本與方便。增量式編碼器更簡單、更便宜，所以隨處可見，但它需要一個已知的起點——許多機器人在啟動時會做一個小小的「回零」動作來找到它。絕對式編碼器更貴，內部也稍複雜，但它永遠不會丟失自己的位置，而這正是機械臂最需要的：重新上線時就清楚自己真正的姿態，不必胡亂揮動去重新校準。