سنسور اولتراسونیک در روبات ها به روبات های هوشمند کمک می کند تا از موانع "کوچک ، سریع و پایدار" جلوگیری کنند

1مقدمه

ماوراءسولیکیک روش تشخیص غیر تماسی است که از امواج اولتراسونیک ساطع شده از منبع صدا استفاده می کند ، و موج اولتراسونیک هنگام شناسایی مانع به منبع صدا باز می گردد و فاصله مانع بر اساس سرعت انتشار سرعت صدا در هوا محاسبه می شود. به دلیل هدایت خوب اولتراسونیک ، تحت تأثیر نور و رنگ شیء اندازه گیری شده قرار نمی گیرد ، بنابراین به طور گسترده در جلوگیری از مانع روبات استفاده می شود. این سنسور می تواند موانع استاتیک یا پویا را در مسیر پیاده روی ربات حس کند و اطلاعات فاصله و جهت موانع را در زمان واقعی گزارش دهد. ربات می تواند به درستی عمل بعدی را مطابق با اطلاعات انجام دهد.

با توسعه سریع فناوری کاربرد روبات ، روبات ها در زمینه های مختلف کاربردی در بازار ظاهر شده اند و الزامات جدیدی برای سنسورها مطرح می شود. نحوه سازگاری با کاربرد روبات ها در زمینه های مختلف مشکلی برای هر مهندس سنسور است که در مورد آن فکر و کاوش کنید.

در این مقاله ، از طریق استفاده از سنسور اولتراسونیک در ربات ، برای درک بهتر استفاده از سنسور اجتناب از مانع.

2معرفی سنسور

A21 ، A22 و R01 سنسورهایی هستند که بر اساس برنامه های کنترل خودکار ربات طراحی شده اند ، با یک سری از مزایای منطقه کوچک کور ، سازگاری اندازه گیری قوی ، زمان پاسخ کوتاه ، تداخل فیلتر فیلتر ، سازگاری نصب بالا ، ضد گرد و غبار و ضد آب ، عمر طولانی و با قابلیت اطمینان زیاد و غیره. آنها می توانند سنسورها را با پارامترهای مختلف با توجه به روبات های مختلف تطبیق دهند.

تصاویر محصول A21 ، A22 ، R01

عملکرد انتزاعی

• عرضه ولتاژ گسترده ， ولتاژ کار 3.3 ～ 24 ولت

• منطقه کور می تواند حداکثر 2.5 سانتی متر حداقل

• دورترین محدوده را می توان تنظیم کرد ، دامنه 5 سطح 50 تا 500 سانتی متر را می توان از طریق دستورالعمل ها تنظیم کرد

• انواع مختلفی از حالت های خروجی در دسترس است ، UART AUTO / کنترل شده ، کنترل شده PWM ، میزان سوئیچ سطح TTL (3.3V) ، RS485 ، IIC و غیره. .

• نرخ پیش فرض Baud 115.200 است ، از اصلاح پشتیبانی می کند

• زمان پاسخ به سطح MS ، زمان خروجی داده ها می تواند تا 13MS سریعترین ；

• زاویه تک و دوتایی را می توان انتخاب کرد ، در کل چهار سطح زاویه برای سناریوهای مختلف برنامه پشتیبانی می شود

• عملکرد کاهش سر و صدای داخلی که می تواند از تنظیم سطح 5 درجه کاهش سر و صدا پشتیبانی کند

• فناوری پردازش موج آکوستیک هوشمند ، الگوریتم هوشمند داخلی برای فیلترها امواج صوتی تداخل ، می تواند امواج صوتی تداخل را شناسایی کرده و به طور خودکار فیلتر را انجام دهد.

• طراحی ساختار ضد آب ، درجه ضد آب IP67

• سازگاری قوی نصب ، روش نصب ساده ، پایدار و قابل اعتماد است

• پشتیبانی از راه دور از سیستم عامل از راه دور

3پارامترهای محصول

(1) پارامترهای اساسی

(2) دامنه تشخیص

سنسور اجتناب از مانع اولتراسونیک دارای نسخه دو زاویه ای از انتخاب است ، هنگامی که محصول به صورت عمودی نصب می شود ، زاویه تشخیص جهت افقی چپ و راست بزرگ است ، می تواند دامنه پوشش جلوگیری از مانع ، زاویه تشخیص جهت عمودی کوچک را افزایش دهد ، در عین حال ، از ماشه اشتباه ناشی از سطح جاده نانوایی در حین رانندگی جلوگیری می کند.

نمودار دامنه اندازه گیری

4طرح فنی سنسور جلوگیری از مانع اولتراسونیک

(1) نمودار ساختار سخت افزار

(2) گردش کار

یک سنسور از مدارهای الکتریکی تغذیه می شود.

b 、 پردازنده برای اطمینان از اینکه هر مدار به طور عادی کار می کند ، از خود بازرسی می کند.

C 、 خود پردازنده را برای مشخص کردن اینکه آیا یک سیگنال تداخل همان فرکانس اولتراسونیک در محیط وجود دارد ، بررسی کنید و سپس امواج صوتی بیگانه را به موقع فیلتر و پردازش کنید. هنگامی که نمی توان مقدار صحیح فاصله را به کاربر داده شد ، برای جلوگیری از خطاها ، داده های علامت غیر طبیعی را ارائه دهید و سپس به فرآیند k پرش کنید.

D 、 پردازنده برای کنترل شدت تحریک با توجه به زاویه و دامنه ، دستورالعمل هایی را به مدار پالس تحریک می فرستد.

e 、 پروب اولتراسونیک بعد از کار سیگنال های صوتی را منتقل می کند

f 、 پروب اولتراسونیک بعد از کار سیگنال های صوتی دریافت می کند

G 、 سیگنال صوتی ضعیف توسط مدار تقویت کننده سیگنال تقویت می شود و به پردازنده باز می گردد.

H 、 سیگنال تقویت شده پس از شکل گیری به پردازنده بازگردانده می شود و الگوریتم هوشمند داخلی ، فناوری موج صدا تداخل را فیلتر می کند ، که می تواند به طور مؤثر هدف واقعی را نشان دهد.

من 、 مدار تشخیص دما ، بازخورد دمای محیط خارجی را به پردازنده تشخیص دهید

J 、 پردازنده زمان بازگشت اکو را مشخص می کند و دمای همراه با محیط محیط خارجی را جبران می کند ، مقدار فاصله را محاسبه می کند (S = V *T/2).

K 、 پردازنده سیگنال داده محاسبه شده را از طریق خط اتصال به مشتری منتقل می کند و به a باز می گردد.

(3) فرآیند تداخل

سونوگرافی در زمینه رباتیک ، با انواع منابع تداخل مانند سر و صدای منبع تغذیه ، قطره ، افزایش ، گذرا و غیره روبرو خواهد شد. تداخل تابش مدار کنترل داخلی ربات و موتور. سونوگرافی با هوا به عنوان متوسط ​​کار می کند. هنگامی که یک ربات به چندین سنسور اولتراسونیک مجهز شده و چندین روبات در همان زمان کار می کنند ، بسیاری از سیگنال های اولتراسونیک غیر بومی در همان فضا و زمان وجود خواهند داشت و تداخل متقابل بین روبات ها بسیار جدی خواهد بود.

با توجه به این مشکلات تداخل ، سنسور داخلی یک فناوری سازگاری بسیار انعطاف پذیر ، می تواند از 5 سطح کاهش سطح سر و صدای پشتیبانی کند ، می توان همان فیلتر تداخل فرکانس را تنظیم کرد ، دامنه و زاویه ای را می توان تنظیم کرد ، با استفاده از الگوریتم فیلتر اکو ، توانایی ضد مداخله ای قوی دارد.

پس از آزمایشگاه DYP از طریق روش آزمایش زیر: از 4 سنسور جلوگیری از مانع اولتراسونیک برای محافظت از اندازه گیری ، شبیه سازی محیط کار چند ماشین ، ضبط داده ها ، میزان دقت داده ها به بیش از 98 ٪ استفاده کنید.

نمودار تست فناوری ضد دخانیات

(4) زاویه پرتو قابل تنظیم است

زاویه پرتو سنسور پیکربندی نرم افزار دارای 4 سطح است: 40،45،55،65 ، برای پاسخگویی به نیازهای کاربردی سناریوهای مختلف.

5طرح فنی سنسور جلوگیری از مانع اولتراسونیک

در زمینه برنامه اجتناب از مانع روبات ، سنسور چشم ربات است ، خواه ربات بتواند انعطاف پذیر حرکت کند و به سرعت تا حد زیادی به اطلاعات اندازه گیری برگرفته شده توسط سنسور بستگی دارد. در همان نوع سنسورهای اجتناب از مانع اولتراسونیک ، این محصولات قابل اطمینان از جلوگیری از مانع با هزینه کم و سرعت کم است ، محصولات در اطراف ربات نصب می شوند ، با مرکز کنترل ربات ارتباط برقرار می کنند ، سنسورهای مختلف را برای تشخیص فاصله با توجه به حرکت ربات شروع می کنند ، به پاسخ سریع و نیازهای تشخیص بر روی تقاضا می رسند. در همین حال ، سنسور اولتراسونیک دارای زاویه میدان FOV بزرگی برای کمک به دستگاه برای دستیابی به فضای اندازه گیری بیشتر برای پوشاندن منطقه تشخیص مورد نیاز به طور مستقیم در مقابل آن است.

6نکات برجسته استفاده از سنسور اولتراسونیک در طرح جلوگیری از مانع ربات

• FOV جلوگیری از مانع اولتراسونیک شبیه به دوربین عمق است و حدود 20 ٪ از دوربین عمق هزینه دارد.

• وضوح دقیق سطح میلی متر با برد کامل ، بهتر از دوربین عمق

• نتایج آزمایش تحت تأثیر رنگ محیط خارجی و شدت نور قرار نمی گیرد ، موانع شفاف مواد را می توان به طور پایدار تشخیص داد ، مانند شیشه ، پلاستیک شفاف و غیره.

• عاری از تداخل محیط زیست ، لجن ، مه ، مه ، اسید و قلیایی ، قابلیت اطمینان بالا ، نگرانی ، صرفه جویی در نگرانی ، نرخ نگهداری پایین.

• اندازه کوچک برای برآورده کردن ربات طراحی خارجی و تعبیه شده ، می تواند برای انواع سناریوهای ربات های خدماتی ، برای تأمین نیازهای متنوع مشتریان ، کاهش هزینه ها استفاده شود.