Optikai jeladó, robotosha

optikai jeladók

Az első optikai kódolók fejlesztették a közép-1940-es, „Baldwin Piano Társaság” használható, mint a „Tone Wheel”, ami lehetővé teszi az elektromos orgona utánozzák más eszközökkel. A jelenlegi készülékek elsősorban miniatűr változatai a közelség érzékelő segítségével megszakítás fény. A kódoló fókuszált fénysugár irányul fotodetektor kombinálva egy adó, periodikusan megszakított egy forgó lemez között elhelyezett adó és a vevő távolsági fény és a tengelyre szerelt az ellenőrzött objektum. A lemez lehet átlátszatlan, lyukakkal vagy átlátszó bevont kódolt mintázat. Összehasonlítva kifinomultabb AC átalakítók, egyszerű kódolási séma megvalósítja lényegében digitális kimeneti eredmények egy olcsó optikai érzékelők a robosztus felépítés, jó zavarérzéketlenség.

Két alaptípusa optikai kódolók: inkrementális és abszolút. Inkrementális jeladó méri a fordulatszámot, és így a relatív pozícióját, míg az abszolút jeladó közvetlenül méri a szöghelyzet és a kimenet a sebességet. Ha nem veszi figyelembe a változás a helyen információkat inkrementális jeladó általában könnyebb vele dolgozni, és ez biztosítja a egyenértékű felbontású jóval alacsonyabb költséggel, mint az abszolút optikai jeladók.

Inkrementális optikai jeladó

Optikai inkrementális forgó jeladók, ahogy még ma is a forgatási szöget érzékelők váltak a legnépszerűbb mérőeszköz, amely a szögsebesség és helyzetét a motorok, a kerekek vagy a kormány tengely. A mobil robotok, jeladók szabályozására használható pozíció vagy sebesség a kerekek és egyéb motorok vezérelhető kapcsolatokat. Tekintettel arra, hogy a jeladók proprioceptív szenzorok. azok értékelése a helyzet a legjobb robot koordinátarendszerben, és a döntést a robot lokalizációs problémát (lásd. Diák „A probléma a mobil robot lokalizáció”), igényel jelentős módosításokat.

A működési elve egy inkrementális jeladó

Ezek a viszonylag olcsó eszközök alkalmazták, mint az ellenőrző rendszerek sebességérzékelők a visszacsatoló áramkör, működő közepes és nagy sebességgel, de nagyon alacsony sebességgel zajra érzékeny és a problémák a stabilizációs a kvantálási hibák miatt. Itt kell keresni a kompromisszumot a felbontás és a frissítési gyakoriság: jobb tranziens válasz megköveteli a nagyobb frissítési sebessége, ami egy adott sorok számát csökkenti a lehetséges jeladóimpulzusok a mintavételi intervallumot.

A működési elve a merőleges inkrementális optikai jeladó

A következménye az inkrementális jellegét bevezetett kvadratúra- kimeneti jelek, hogy bármilyen felbontású szöghelyzetbe nem lehet abszolút értékben, de csak bizonyos vonatkoztatási rendszerhez képest pontot. A létesítmény egy ilyen referencia pont lehet több szempontból is. Alkalmazások esetében folyamatos forgás 360 fokban, a legtöbb kódolók egy harmadik index csatorna egy speciális kimenet, amely magas szinten megy minden teljes fordulata a tengelyre. Köztes pozíciók a tengely ezután úgy határozzuk meg a számot, amelyre a megnövekedett vagy csökkent impulzusszámláló Ennek az ismert jelölt pozíció. Az egyik hátránya ennek a megközelítésnek az adatvesztést a relatív pozíciója esetén áramkimaradás.

Abban az esetben, korlátozott forgási, például egy alternáló mozgást a sínek mentén (például CNC) lehet használni az elektromos végálláskapcsolók és / vagy mechanikus ütközők a referencia helyzetben. Hogy javítsa az ismételhetőség, reset két szakaszra oszlik. A tengely forog csökkentett sebességgel a megfelelő irányba, amíg, amíg egy ütköző mechanizmus, aminek forgása a visszatérő áramlás következik be az előre meghatározott rövid idő alatt. A tengely forgatása lassan vissza ütközésig az előre meghatározott lassú ebből előre meghatározott kiindulási pont, ezáltal megszüntetve bármilyen változás a tehetetlenségi terhelés, ami befolyásolhatja a végső kiinduló helyzetbe. Ez a kétlépcsős megközelítést használnak, például, ha az indítást léptető motor inicializáló a nyomtatófej pozicionálása egy nyomtatót.

Másrészt, a funkció az abszolút index alapja lehet valamilyen külső intézkedés egy referenciapont, amely elkülönül a közvetlen szervo hurok. Jó példa erre a helyzetre az inkrementális érzékelőt használnak követni a kormányzási szöget a platform. Például, amikor a robot első bekapcsolásakor, az abszolút szög ismeretlen, és el kell indítani, kormánymű egy „pillanat” akció a jelzők a dokkolóállomás, egy közeli fal, vagy bármilyen más, amely egy sor látványosság. Növekedése vagy csökkenése a számláló értéke az elektronikus dekóder használatával megváltoztathatjuk az irányt a járműre vonatkozóan az regiszter formájában.

Mint a legtöbb proprioceptív szenzorok, jeladók általában található egy ellenőrzött környezetben belül a mobil robot szerkezete, és ezért a szisztematikus hiba és a határokon érzékenység lehet szüntetni. A pontosság az optikai szenzorok gyakran feltételezzük, hogy 100% -os, és bár lehet, hogy nem egészen helyes, az esetleges hibákat optikai érzékelő hiba eltörpül, hogy mi történik a motor tengelyét.

Az abszolút optikai jeladó

Abszolút jeladók általában alkalmazásokban használják, lassan forgatva, ahol elfogadhatatlan potenciális veszteség információt a helyzetet. Diszkrét elemei a detektor a fotovoltaikus tömb egyedileg igazodik a koncentrikus sávok svetopreryvatele, ami a hatását végrehajtására érintés jeladó ecsettel kapcsolatokat. Hozzárendelése egy külön pálya minden egyes, kis felbontású a kapott lemezek vezet nagyobb méretű (képest a szerkezet a inkrementális jeladó), és megfelelő csökkentését a megengedett elhajlása ható rázkódást és rezgést. Ezen kívül minden további sáv jeladó megduplázza a felbontást, de megnégyszerezi az érték az érzékelőt.

A működési elve az abszolút optikai jeladó

Ahelyett, hogy a soros bitfolyam mint inkrementális érzékelő, abszolút optikai jeladók párhuzamos kimenő adatok szót sablon egyedi kód minden diszkrét helyzetben a tengelyre. A leggyakrabban használt Gray-kód, bináris és BCD kódolás. A jellemző Gray-kód (elnevezett Franka Greya a feltaláló a Bell Labs), hogy csak egy kicsit változik egy időben, így segít elkerülni az aszinkron kétségek okozta elektronikai és mechanikai tűrések elemekkel. Másrészt, bináris kód magában foglal több véglegesen megváltoztatták bitek növeljük vagy csökkent egy számlálási. Például, az átmenetet a helyzetben 255 0 pozícióba, a nyolc bites változott 1 és 0. Mivel nincs garancia arra, hogy az összes küszöbértéket érzékelők elemei a nyomkövető érzékelő egyszerre működik idején az átmenet van jelen, jelentős bizonytalanságot a kódoló séma. Ezért további jel adatok érvényesítését, ha egynél több bit változás egymást követő jeladó helyzetét.

8-bites lemez csavar, szürke Kódolt

Az ábra bal oldalán fordulattal jobbra egy pozícióval változást okoz az egyetlen bit. A jobboldali ábra ugyanaz bináris kódolású lemez forgása okoz változásokat az összes bitet az adott esetben (255-0), ezzel jelezve azt a referencia vonalat 12 óra.

Abszolút jeladók a legalkalmasabbak lassabb és / vagy ritka fordulattal, mint például kódoló a kormánykerék szögét, ellentétben a mérés a nagy sebességű, folyamatos (például hajtókerék) forgása, ami megkövetelné kiszámításához mentén való elmozdulását mozgáspálya. Bár nem olyan megbízható, mint rezolverek magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz vagy nagy ütésállóság, abszolút kódolók működhet hőmérsékleten több mint 125 fok, és közepes felbontású (1000 beütés per fordulat). Egy potenciális hátránya abszolút jeladók az, hogy párhuzamos a kimeneti adatok, amely megköveteli egy összetettebb felületet miatt a nagyobb számú vezetékek. 13-bites abszolút jeladó segítségével további kimenet zavarérzé- lesz szükség 28 eres kábel (13 jel pár, plusz teljesítmény és őrölt) hat helyett az esetben, ha a rezolver vagy inkrementális jeladó.

Hogyan értékeli ezt a kiadványt? (9 szavazat, átlag: 4.56 kívül 5)

További ebben a témában

• 
  Az új alváz és a kerék jeladók Robotoshi DFRobot
• 
  ToF technológia és gépi látás
• 
  Microsoft Kinect érzékelő
• 
  Cloud pontot és Time-of-Flight
• 
  besorolása érzékelők
• 
  LIDAR egy chip: egy gyors és alacsony költségű vizsgál
• 
  Érzékelők robotika
• 
  LIDAR érzékelő $ 100
• 
  TelePresence robot DÓRA ad hihetetlen realitásérzék
• 
  A világ első „intelligens” 6-tengelyes érzékelő ANN származó Fairchild