Методы измерения расстояния используемые в локационных датчиках.
Введение
Создание физических эквивалентов человеческих органов чувств — это одна из наиболее сложных проблем, стоящих перед специалистами по робототехнике и автоматизации производственных процессов. Созданные датчики и системы, реагирующие на внешние воздействия, могут превратить промышленные роботы, которые пока действуют чисто механически, в машины, обладающие способностью к адаптации, умеющие самостоятельно реагировать на изменения окружающей среды и принимать простейшие решения. Необходимо создать роботы, которые обладали бы зрением, слухом, осязанием, а в идеале они должны общаться друг с другом и с людьми на человеческом языке.
Технический прогресс уже давно открыл пути для создания эффективных приборов и устройств, возможности которых значительно превосходят человеческие. Например, радиолокаторы, позволяющие обнаруживать различные объекты за многие километры от наблюдателя. Однако истинные трудности заключаются не в сборе информации, а в ее переработке и наделении робота способностью приходить к правильному выводу, решению.
Необходимость использования оперативной информации появляется, когда робот имеет дело с неориентированными в пространстве предметами различных размеров и форм, с хрупкими изделиями, которые нельзя сильно сжимать, но и нельзя ронять, с деталями на движущемся транспортере, когда робот занимается сборкой, электромонтажом, сваркой или окраской поверхности по сложному контуру, когда мобильный робот встречает неожиданное препятствие.
Для того чтобы получать информацию об окружающей среде, робот наделяется датчиками или сенсорами. При большом потоке данных от сенсорного устройства используют дополнительную ЭВМ.
По принципу получения информации и ее физическому содержанию системы очувствления ПР делятся на тактильные, реагирующие на прикосновения силомоментного очувствления, технического зрения, локационные и системы контроля качества.
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДАТЧИКАХ
Датчик – это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы. Или проще, датчик – это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования.
Совершенно иные возможности появляются у роботов, использующих бесконтактные датчики для работ, при которых не нужно непосредственное механическое воздействие. Бесконтактное очувствление необходимо роботу, например, для обнаружения предметов и определения расстояния до них, для определения контуров объектов, для захватывания движущихся деталей и предотвращения возможности столкновения с ними, для чтения чертежей и маркерных знаков на упаковках различной продукции. Бесконтактные датчики реагируют на различные излучения, в том числе на те, которые недоступны для восприятия человеком. Пьезоэлектрические датчики реагируют на звуковые колебания различной частоты, в том числе на те, которые не слышит ухо человека. Фотодатчики реагируют как на видимые, так и на невидимые излучения
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. Различные радиоэлектронные системы чувствительны к электромагнитному излучению, они применяются в радиолокации, позволяющей не только обнаружить объект, например самолет, но и определить направление и скорость его движения.
Наиболее совершенной системой для оснащения роботов является система технического зрения, обеспечивающая получение изображения рабочей сцены, его преобразование, анализ, обработку с помощью микроЭВМ или микропроцессора и передачу результатов измерения управляющему устройству робота.
Локационные датчики предназначены для определения и измерения физических параметров среды путем излучения и приема отраженных от объектов сигналов. По значениям этих параметров формируется локационный образ среды, который используется для идентификации ее объектов.
В робототехнике применяются активные и пассивные локационные системы. Активные локационные системы содержат передающее устройство, излучающие сигнал, и приемное, принимающее отраженный сигнал.
К числу первых относятся, например, акустические (ультразвуковые), радиоволновые, пневматические, лазерные системы.
Пассивные локационные системы имеют только приемное устройство, роль излучения играют сами объекты внешней среды. К ним относятся тепловые, магнитные, радиационные, оптические системы, их аналогом в природе является слух человека и животных
2 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЛОКАЦИОННЫХ ДАТЧИКАХ
Эти датчики сообщают о положении в пространстве. Например, портальному роботу очень важно точно знать позицию инструмента на раме X. Без этой информации он просто не сможет выполнять свои задачи.
Рисунок 1- Локационные датчики
Для локализации робота (или чаще - некоторой его части) в диапазоне нескольких десятков миллиметров можно использовать методику, основанную на использовании линейного потенциометра - переменно резистора ползункового типа, наподобие тех, которые часто используются для регулировки частотной характеристики звукового усилителя. Концы его проводящей дорожки подключены к положительному полюсу источника питания и к О В. Объект прикреплен к ползунку Механически. Выходное напряжение на ползунке изменяется пропорционально положению контакта на дорожке. Другими словами, это прямолинейный сервомеханизм.Длина проводящей дорожки потенциометра ограничена, из-за чего данный Тип датчиков применим только на небольших дистанциях. Для более длинных расстояний можно использовать маркеры. Например, маленькие магниты располагаются снаружи вдоль рельса, по которому перемещается рама портального робота. Рама несет датчик на эффекте Холла, который формирует импульс, проходя мимо магнита. Робот положение рамы путем простого подсчета импульсов. Он также должно направление движения, и потому увеличивает или уменьшает счетчик импульсов.При использовании метода маркеров начало движения должно быть в фиксированной позиции. Именно поэтому портальный робот начинает с вывода рамы в базовое положение, используя концевые переключатели. В качестве альтернативы можно применить оптические маркеры (например, равномерно распределенные черные метки). Подвижная деталь несет на себе фотоэлемент, формирующий импульс при прохождении мимо метки
50% реферата недоступно для прочтения
Закажи написание реферата по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Задать вопрос
