Локационные датчики
Эти датчики сообщают роботу о положении в пространстве его самого или некоторой его части. Например, портальному роботу очень важно точно знать позицию инструмента на раме X. Без этой информации он просто не сможет выполнять свои задачи.
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. Метки подсчитываются так же, как и в случае с магнитными маркерами.
Оптические шифраторы действуют по другому принципу. Подвижная часть робота соединена с прозрачной полосой, на которую нанесен некоторый шаблон. Шаблон состоит из четырех или большего количества строк, содержащих прозрачные и непрозрачные прямоугольники. За полосой расположен массив источников света, а соответствующий массив фотоэлементов обнаруживает свет, проходящий через прозрачные секции.
При четырех строках прямоугольник и четырех считывающих датчиках можно получить 16 уникальных состояний. Структура полос основана на коде Грея, в котором четыре бита не следуют нормальной двоичной последовательности счета от 0000 до 1111. В двоичной последовательности две или более цифр могут изменяться одновременно (например с 0111 на 1000). Вероятность того, что все они изменятся в точности одновременно (причина ошибок) крайне мала. В коде Грея одновременно изменяется только одна цифра при каждом перемещении от позиции к позиции.
Для определения угловой позиции можно также воспользоваться штрих-кодом в виде концентрических кругов. Эта методика применима, например, для считывания углов между сегментами манипулятора робота. В мобильном роботе она может использоваться для определения угла поворота колес. Зная радиус колес, и предполагая, что они не скользят, мы получаем точное расстояние, пройденное роботом.
Тем не менее, наверное, наиболее популярными локационными датчиками являются концевые переключатели. Они надежны и не создают трудностей при съеме сигнала. Именно поэтому в этой книге описано так много примеров их использования.
Источник: qwedr.com