Ievads:
Mūsdienās daudzās nozarēs roboti tiek izmantoti to augstā veiktspējas un uzticamības dēļ, un tas ir liels palīgs cilvēkiem. Šķēršļu novēršanas robotika tiek izmantota šķēršļu noteikšanai un sadursmes novēršanai. Tas ir autonoms robots. Lai izveidotu šķēršļu novēršanas robotu, ir nepieciešams integrēt daudzus sensorus atbilstoši viņu uzdevumam.
Šķēršļu noteikšana ir šī autonomā robota galvenā prasība. Robots iegūst informāciju no apkārtējās teritorijas, izmantojot robotā uzstādītus sensorus. Dažas sensoru ierīces, ko izmanto šķēršļu noteikšanai, piemēram, sitiena sensori, infrasarkanie sensori, ultraskaņas sensori utt. Ultraskaņas sensors ir vispiemērotākais šķēršļu noteikšanai, un tam ir zemas izmaksas un tam ir augsta diapazona spēja.
Šķēršļu novēršanas robots transportlīdzeklis
Darba princips:
Šķēršļu novēršana robotu transportlīdzeklis kustībām izmanto ultraskaņas sensorus. Lai sasniegtu vēlamo darbību, tiek izmantots 8051 ģimenes mikrokontrolleris. Motori ir savienoti caur motora piedziņas IC ar mikrokontrolleru. Ultraskaņas sensors ir piestiprināts robota priekšā.
Ikreiz, kad robots iet pa vēlamo ceļu, ultraskaņas sensors nepārtraukti pārraida ultraskaņas viļņus no sensora galvas. Ikreiz, kad tam priekšā ir kāds šķērslis, no objekta tiek atspoguļoti ultraskaņas viļņi, un šī informācija tiek nodota mikrokontrollerim. Mikrokontrolleris, pamatojoties uz ultraskaņas signāliem, kontrolē motorus pa kreisi, pa labi, aizmuguri, priekšā. Lai kontrolētu katra motora ātrumu, tiek izmantota impulsa platuma modulācija (PWM).
Bloku shēma Šķēršļu novēršanas robotizēts transportlīdzeklis
Dažādi sensori, ko izmanto, lai izvairītos no šķēršļiem Robotikas transportlīdzeklis
1. Šķēršļu noteikšana (IR sensors):
IR sensori tiek izmantoti šķēršļu noteikšanai. Sensora izejas signāls tiek nosūtīts uz mikrokontrolleru. Mikrokontrolleris kontrolē transportlīdzekli (uz priekšu / atpakaļ / apstājas), izmantojot līdzstrāvas motoru, kas ievietots transportlīdzeklī. Ja kāds šķērslis, kas novietots iekšpusē, IR sensors nespēj uztvert gaismas starus un dod signālus mikrokontrollerim. Mikrokontrolleris nekavējoties apturēs transportlīdzekli, un sirēna ieslēgsies. Pēc vienas minūtes robots pārbaudīs ceļa statusu, ja tiek noņemts šķērslis, robots pārvietojas tālu, pretējā gadījumā robots atgriezīsies, lai pārvietotos sākuma vietā. Sensors nosaka objektus, izstarojot īsu ultraskaņas sprādzienu un pēc tam klausoties eko. Saimnieka mikrokontrollera kontrolē sensors izstaro īsu 40 kHz sprādzienu. Šis sprādziens uzdrošinās vai pārvietojas pa gaisu, sasniedzot izstrādājumu un pēc tam vēlreiz atlecot pie sensora. Sensors nodrošina izejas impulsu resursdatoram, kas beigsies, kad tiks konstatēta atbalss, tāpēc programma aprēķinos ņem viena impulsa platumu līdz nākamajam, lai nodrošinātu rezultātus objekta attālumā.
divi. Ceļa noteikšana (tuvuma sensors):
Parastais cēlonis: gan sensori, kas dod vadlīnijas, gan robots, seko tam tieši pa ceļu. Kad līnija tajā laikā beidzas, robots brauc atpakaļgaitā pie 180 un pagriežas tajā pašā vietā.
Būt tiešsaistē
Ceļa noteikšanai tiek izmantoti tuvuma sensori. Ja līknes līnijā nav noteikts labais sensors, mikrokontrolleris aktivizē kreiso motoru, lai pagrieztos pa kreisi, līdz signāls no labā sensora. Kad signāls ir atklāts labajā sensorā, abi motori tiek aktivizēti, lai ietu uz priekšu. Kad līnija tajā laikā beidzas, robots brauc atpakaļgaitā pie 180 un pagriežas tajā pašā vietā.
Zaudēt līniju
3. Ultraskaņas sensors:
Ultraskaņas sensors tiek izmantots šķēršļu noteikšanai. Ultraskaņas sensors pārraida ultraskaņas viļņus no sensora galvas un atkal saņem no objekta atstarotos ultraskaņas viļņus.
Ir daudz lietojumu, kuros tiek izmantoti ultraskaņas sensori, piemēram, trauksmes signalizācijas sistēmas, automātiskas durvju atvēršanas ierīces utt. Ultraskaņas sensors ir ļoti kompakts un ar ļoti augstu veiktspēju.
Ultraskaņas sensora vispārējā diagramma
Darba princips:
Ultraskaņas sensors izstaro īsu un augstfrekvences signālu. Tie izplatās gaisā ar skaņas ātrumu. Ja tie ietriecas kādā objektā, tie atstaro atbalss signālu sensoram. Ultraskaņas sensors sastāv no multivibratora, kas piestiprināts pie pamatnes. Multivibrators ir rezonatora un vibratora kombinācija. Rezonators nodrošina vibrācijas radīto ultraskaņas viļņu. Ultraskaņas sensors sastāv no divām izstarotāja daļām, kas rada 40 kHz skaņas viļņu, un detektors nosaka 40 kHz skaņas viļņu un nosūta elektrisko signālu atpakaļ mikrokontrollerim.
Ultraskaņas darba princips
Ultraskaņas sensors ļauj robotam virtuāli redzēt un atpazīt objektu, izvairīties no šķēršļiem, izmērīt attālumu. Ultraskaņas sensora darbības diapazons ir no 10 cm līdz 30 cm.
Ultraskaņas sensora darbība:
Ja ultraskaņas pārveidotājam tiek piemērots augstsprieguma elektriskais impulss, tas vibrē noteiktā frekvenču spektrā un rada skaņas viļņu pārrāvumu. Ikreiz, kad kāds šķērslis nāk priekšā ultraskaņas sensoram, skaņas viļņi atspoguļosies atbalss formā un radīs elektrisko impulsu. Tas aprēķina laiku, kas vajadzīgs starp skaņas viļņu sūtīšanu un atbalss saņemšanu. Lai noteiktu konstatētā signāla stāvokli, atbalss modeļus salīdzinās ar skaņas viļņu modeļiem.
Piezīme: Ultraskaņas uztvērējs uztver signālu no ultraskaņas raidītāja, kamēr raidīšanas viļņi skar objektu. Šo divu sensoru kombinācija ļaus robotam noteikt objektu tā ceļā. Ultraskaņas sensors ir piestiprināts robota priekšā, un šis sensors arī palīdzēs robotam pārvietoties pa jebkuras ēkas zāli.
Ultraskaņas sensora pielietojums:
- Automātiska satiksmes signālu maiņa
- Iebrucēja trauksmes sistēma
- Skaitīšanas instrumentu piekļuve pārslēdz stāvvietas skaitītājus
- Automobiļu aizmugurējais hidrolokators
Ultraskaņas sensora funkcijas:
- Kompakts un viegls
- Augsta jutība un augsts spiediens
- Augsta uzticamība
- Enerģijas patēriņš 20mA
- Pulss iekšā / izejā
- Šaurs pieņemšanas leņķis
- Nodrošina precīzu bezkontakta atdalīšanas novērtējumu 2 cm līdz 3 m robežās
- Sprādziena punkta gaismas diode parāda aplēses progresā
- 3 kontaktu galvene atvieglo savienošanu, izmantojot servo izstrādes saiti
Šķēršļu novēršanas robotu transportlīdzekļa pielietojums:
- Īpaši militāri lietojumi
- To var izmantot pilsētu kariem
Tagad skaidri ieguva ideju par robotu transportlīdzekļa koncepciju, izmantojot šķēršļu noteikšanas ultraskaņas sensoru, ja vēl kādi jautājumi par šo tēmu vai elektrisko un elektronisko projektu koncepciju atstāj zemāk esošos komentārus.
Fotoattēlu kredīts:
- Ultraskaņas sensora vispārējā diagramma Letsmakerobots
- Ultraskaņas sensora darbības princips Mikroskaņas
