Ultrasonic Sensor sa mga robot Tulungan ang mga matatalinong robot na maiwasan ang mga hadlang na "maliit, mabilis at matatag"

1,Panimula

Ultrasonic rangingay isang non-contact detection technique na gumagamit ng ultrasonic waves na ibinubuga mula sa sound source, at ang ultrasonic wave ay sumasalamin pabalik sa sound source kapag ang obstacle ay nakita, at ang distansya ng obstacle ay kinakalkula batay sa propagation speed ng bilis ng tunog sa hangin. Dahil sa magandang ultrasonic directivity nito, hindi ito apektado ng liwanag at kulay ng sinusukat na bagay, kaya malawak itong ginagamit sa pag-iwas sa obstacle ng robot. Nararamdaman ng sensor ang static o dynamic na mga hadlang sa ruta ng paglalakad ng robot, at iulat ang layo at impormasyon ng direksyon ng mga hadlang sa real time. Tamang magagawa ng robot ang susunod na aksyon ayon sa impormasyon.

Sa mabilis na pag-unlad ng teknolohiya ng robot application, ang mga robot sa iba't ibang larangan ng aplikasyon ay lumitaw sa merkado, at ang mga bagong kinakailangan ay iniharap para sa mga sensor. Kung paano umangkop sa aplikasyon ng mga robot sa iba't ibang larangan ay isang problema para sa bawat sensor engineer na pag-isipan at galugarin.

Sa papel na ito, sa pamamagitan ng aplikasyon ng ultrasonic sensor sa robot, upang mas maunawaan ang paggamit ng obstacle avoidance sensor.

2,Panimula ng Sensor

Ang A21, A22 at R01 ay mga sensor na idinisenyo batay sa mga awtomatikong robot control application, na may serye ng mga pakinabang ng maliit na blind area, malakas na kakayahang umangkop sa pagsukat, maikling oras ng pagtugon, interference sa pag-filter, mataas na kakayahang umangkop sa pag-install, dustproof at hindi tinatagusan ng tubig, mahabang buhay at mataas na pagiging maaasahan ,atbp. Maaari nilang iakma ang mga sensor na may iba't ibang mga parameter ayon sa iba't ibang mga robot.

srg (4)

A21, A22, R01 mga larawan ng produkto

Abstract ng function:

•malawak na supply ng boltahe, gumaganang boltahe3.3~24V;

•blind area ay maaaring hanggang 2.5cm minimum;

•Maaaring itakda ang pinakamalayong hanay, ang kabuuang 5-level na hanay na 50cm hanggang 500cm ay maaaring itakda sa pamamagitan ng mga tagubilin;

• May iba't ibang output mode, UART auto / controlled, PWM controlled, switch volume TTL level(3.3V), RS485,IIC, etc. (Ang pagkonsumo ng kuryente na kinokontrol ng UART at kontrolado ng PWM ay maaaring suportahan ang ultra-low sleep power consumption≤5uA);

•Ang default na baud rate ay 115,200, Sinusuportahan ang pagbabago;

• Ms-level response time, data output time ay maaaring hanggang 13ms pinakamabilis;

•Maaaring pumili ng isa at dobleng anggulo, kabuuang apat na antas ng anggulo ang sinusuportahan para sa iba't ibang sitwasyon ng aplikasyon;

•Built-in na function ng pagbabawas ng ingay na maaaring suportahan ang 5-grade na setting ng antas ng pagbabawas ng ingay;

•Intelligent na teknolohiya sa pagpoproseso ng acoustic wave, built-in na intelligent na algorithm para mag-filter ng interference sound waves, matukoy ang interference sound waves at awtomatikong magsagawa ng pag-filter;

• Hindi tinatagusan ng tubig na disenyo ng istraktura, hindi tinatablan ng tubig na grado IP67;

• Malakas na kakayahang umangkop sa pag-install, ang paraan ng pag-install ay simple, matatag at maaasahan;

•Suportahan ang pag-upgrade ng malayuang firmware;

3,Mga parameter ng produkto

(1)Mga pangunahing parameter

srg (1)

(2) Saklaw ng pagtuklas

Ang ultrasonic obstacle avoidance sensor ay may dalawang-anggulo na bersyon ng pagpipilian, Kapag ang produkto ay naka-install nang patayo, ang pahalang na kaliwa at kanang anggulo ng pagtuklas ng direksyon ay malaki, maaaring tumaas ang saklaw ng saklaw ng pag-iwas sa balakid, maliit na vertical na anggulo ng pagtuklas ng direksyon, sa parehong oras, iniiwasan nito ang maling trigger na dulot ng hindi pantay na ibabaw ng kalsada habang nagmamaneho.

srg (2)

Diagram ng hanay ng pagsukat

4,Teknikal na pamamaraan ng sensor ng pag-iwas sa balakid ng ultrasonic

(1) Diagram ng istraktura ng hardware

srg (7)

(2) Daloy ng Trabaho

a、Ang sensor ay pinapagana ng mga de-koryenteng circuit.

b、Sisimulan ng processor ang self-inspection upang matiyak na gumagana nang normal ang bawat circuit.

c、Ang processor ay self-check upang matukoy kung mayroong isang ultrasonic parehong-dalas interference signal sa kapaligiran, at pagkatapos ay i-filter at iproseso ang alien sound wave sa oras. Kapag hindi maibigay ang tamang halaga ng distansya sa user, ibigay ang abnormal na data ng sign upang maiwasan ang mga error, at pagkatapos ay tumalon sa proseso k.

d、Ang processor ay nagpapadala ng mga tagubilin sa boost excitation pulse circuit upang kontrolin ang excitation intensity ayon sa anggulo at saklaw.

e、Ang ultrasonic probe T ay nagpapadala ng mga acoustic signal pagkatapos magtrabaho

f、Ang ultrasonic probe R ay tumatanggap ng mga acoustic signal pagkatapos magtrabaho

g、Ang mahinang acoustic signal ay pinalakas ng signal amplifier circuit at ibinalik sa processor.

h、Ang pinalakas na signal ay ibinalik sa processor pagkatapos mahubog, at ang built-in na intelligent na algorithm ay sinasala ang interference sound wave na teknolohiya, na maaaring epektibong i-screen out ang tunay na target.

i、Temperature detection circuit, tuklasin ang feedback sa temperatura ng panlabas na kapaligiran sa processor

j、Ang processor ay kinikilala ang oras ng pagbabalik ng echo at binabayaran ang temperatura na pinagsama sa panlabas na kapaligiran, kinakalkula ang halaga ng distansya (S = V *t/2).

k、Ang processor ay nagpapadala ng kalkuladong signal ng data sa kliyente sa pamamagitan ng linya ng koneksyon at bumabalik sa a.

(3) Proseso ng panghihimasok

Ang ultratunog sa larangan ng robotics, ay haharap sa iba't ibang mga mapagkukunan ng interference, tulad ng power supply ng ingay, drop, surge, lumilipas, atbp. Radiation interference ng robot internal control circuit at ang motor. Gumagana ang ultratunog sa hangin bilang daluyan. Kapag ang isang robot ay nilagyan ng maraming ultrasonic sensor at maraming robot ang gumagana nang magkatabi, magkakaroon ng maraming di-katutubong ultrasonic signal sa parehong espasyo at oras, at ang magkaparehong interference sa pagitan ng mga robot ay magiging napakaseryoso.

Dahil sa mga problemang ito sa interference, ang sensor ay naka-built-in ng isang napaka-flexible adaptation na teknolohiya, maaaring suportahan ang 5 level na setting ng antas ng pagbabawas ng ingay, ang parehong frequency interference filter ay maaaring itakda, range at anggulo ay maaaring itakda, gamit ang echo filter algorithm, ay may isang malakas na anti-interference na kakayahan.

Pagkatapos ng laboratoryo ng DYP sa pamamagitan ng sumusunod na paraan ng pagsubok: gumamit ng 4 na ultrasonic obstacle avoidance sensors upang pigilan ang pagsukat, gayahin ang multi-machine working environment, i-record ang data, ang rate ng katumpakan ng data ay umabot sa higit sa 98%.

srg (3)

Diagram ng pagsubok sa teknolohiyang anti-interference

(4) Naaayos ang anggulo ng sinag

Ang software configuration sensor beam angle ay may 4 na antas: 40,45,55,65, upang matugunan ang mga kinakailangan sa aplikasyon ng iba't ibang mga sitwasyon.

srg (6)

5,Teknikal na pamamaraan ng sensor ng pag-iwas sa balakid ng ultrasonic

Sa larangan ng application ng pag-iwas sa obstacle ng robot, ang sensor ay ang mata ng robot, Kung ang robot ay maaaring gumalaw nang may kakayahang umangkop at mabilis ay nakasalalay sa kalakhan sa impormasyon ng pagsukat na ibinalik ng sensor. Sa parehong uri ng ultrasonic obstacle avoidance sensors, ito ay isang maaasahang mga produkto ng pag-iwas sa balakid na may mababang gastos at mababang bilis, ang mga produkto ay naka-install sa paligid ng robot, komunikasyon sa robot control center, simulan ang iba't ibang mga ranging sensor para sa pagtuklas ng distansya ayon sa direksyon ng paggalaw ng robot, makamit ang mabilis na pagtugon at on-demand na mga kinakailangan sa pagtuklas. Samantala, ang ultrasonic sensor ay may malaking FOV field angle upang matulungan ang makina na makakuha ng mas maraming sukat na espasyo upang masakop ang kinakailangang lugar ng pagtuklas nang direkta sa harap nito.

srg (5)

6,Mga highlight ng application ng ultrasonic sensor sa robot obstacle avoidance scheme

• Ultrasonic obstacle avoidance radar FOV ay katulad ng depth camera, nagkakahalaga ng halos 20% ng depth camera;

• Full-range millimeter-level precision resolution, mas mahusay kaysa sa depth camera;

• Ang mga resulta ng pagsubok ay hindi naaapektuhan ng panlabas na kulay ng kapaligiran at intensity ng liwanag, ang mga transparent na materyal na hadlang ay maaaring matatag na matukoy, tulad ng salamin, transparent na plastik, atbp.;

• Malaya sa alikabok, putik, fog, acid at alkalina na panghihimasok sa kapaligiran, mataas na pagiging maaasahan, nakakatipid sa pag-aalala, mababang antas ng pagpapanatili;

• Maliit na sukat upang matugunan ang mga robot panlabas at naka-embed na disenyo, maaaring ilapat sa iba't ibang mga sitwasyon ng mga robot serbisyo, upang matugunan ang mga magkakaibang mga pangangailangan ng mga customer, bawasan ang mga gastos.


Oras ng post: Ago-16-2022