रोबोट में अल्ट्रासोनिक सेंसर बुद्धिमान रोबोटों को बाधाओं से बचने में मदद करता है "छोटे, तेज और स्थिर"

1 、परिचय

अल्ट्रासोनिकएक गैर-संपर्क पहचान तकनीक है जो ध्वनि स्रोत से उत्सर्जित अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करती है, और अल्ट्रासोनिक लहर ध्वनि स्रोत पर वापस प्रतिबिंबित होती है जब बाधा का पता लगाया जाता है, और बाधा की दूरी की गणना हवा में ध्वनि की गति के प्रसार गति के आधार पर की जाती है। इसकी अच्छी अल्ट्रासोनिक प्रत्यक्षता के कारण, यह प्रकाश और मापा वस्तु के रंग से प्रभावित नहीं होता है, इसलिए इसका व्यापक रूप से रोबोट बाधा से बचने में उपयोग किया जाता है। सेंसर रोबोट के चलने के मार्ग पर स्थिर या गतिशील बाधाओं को महसूस कर सकता है, और वास्तविक समय में बाधाओं की दूरी और दिशा की जानकारी की रिपोर्ट कर सकता है। रोबोट सूचना के अनुसार अगली कार्रवाई सही ढंग से कर सकता है।

रोबोट अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी के तेजी से विकास के साथ, विभिन्न अनुप्रयोग क्षेत्रों में रोबोट बाजार में दिखाई दिए हैं, और सेंसर के लिए नई आवश्यकताओं को आगे रखा गया है। विभिन्न क्षेत्रों में रोबोट के आवेदन के लिए कैसे अनुकूलित करें हर सेंसर इंजीनियर के लिए सोचने और तलाशने के लिए एक समस्या है।

इस पत्र में, रोबोट में अल्ट्रासोनिक सेंसर के आवेदन के माध्यम से, बाधा से बचने वाले सेंसर के उपयोग को बेहतर ढंग से समझने के लिए।

2 、संवेदक परिचय

A21, A22 और R01 स्वचालित रोबोट नियंत्रण अनुप्रयोगों के आधार पर डिज़ाइन किए गए सेंसर हैं, जिनमें छोटे अंधे क्षेत्र, मजबूत माप अनुकूलनशीलता, लघु प्रतिक्रिया समय, फ़िल्टर फ़िल्टरिंग हस्तक्षेप, उच्च स्थापना अनुकूलनशीलता, डस्टप्रूफ और वाटरप्रूफ, लॉन्ग लाइफ और उच्च विश्वसनीयता, आदि के फायदे की एक श्रृंखला है। वे विभिन्न रोबोटों के अनुसार विभिन्न मापदंडों के साथ सेंसर को अनुकूलित कर सकते हैं।

A21, A22, R01 उत्पाद चित्र

समारोह सार ：

• वाइड वोल्टेज सप्लाई ， वोल्टेज वोल्टेज 3.3 ； 24v ；

• अंधा क्षेत्र 2.5 सेमी तक न्यूनतम ； तक कर सकता है

• सबसे दूर की सीमा निर्धारित की जा सकती है, कुल 5-स्तरीय रेंज 50 सेमी से 500 सेमी निर्देशों के माध्यम से सेट की जा सकती है।

• विभिन्न प्रकार के आउटपुट मोड उपलब्ध हैं, UART ऑटो / नियंत्रित, PWM नियंत्रित, स्विच वॉल्यूम TTL स्तर (3.3V), RS485, IIC, आदि। (UART नियंत्रित और PWM नियंत्रित बिजली की खपत अल्ट्रा-लो स्लीप पावर की खपत का समर्थन कर सकती है) ； ； ；

• डिफ़ॉल्ट बॉड दर 115,200 है, संशोधन का समर्थन करता है ；

• एमएस-स्तरीय प्रतिक्रिया समय, डेटा आउटपुट समय 13ms सबसे तेज़ ； तक हो सकता है

• एकल और डबल कोण का चयन किया जा सकता है, विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए कुल चार कोण स्तरों का समर्थन किया जाता है।

• अंतर्निहित शोर में कमी फ़ंक्शन जो 5-ग्रेड शोर में कमी स्तर सेटिंग का समर्थन कर सकता है ；

• इंटेलिजेंट ध्वनिक वेव प्रोसेसिंग टेक्नोलॉजी, बिल्ट-इन इंटेलिजेंट एल्गोरिथ्म फ़िल्टर करने के लिए हस्तक्षेप ध्वनि तरंगों, हस्तक्षेप ध्वनि तरंगों की पहचान कर सकते हैं और स्वचालित रूप से फ़िल्टरिंग कर सकते हैं ；

• वाटरप्रूफ स्ट्रक्चर डिज़ाइन, वॉटरप्रूफ ग्रेड IP67 ；

• मजबूत स्थापना अनुकूलनशीलता, स्थापना विधि सरल, स्थिर और विश्वसनीय है ；

• रिमोट फर्मवेयर अपग्रेड का समर्थन करें ；

3 、उत्पाद पैरामीटर

(१) बुनियादी पैरामीटर

(२) डिटेक्शन रेंज

अल्ट्रासोनिक बाधा परिहार सेंसर में पसंद का एक दो-कोण संस्करण होता है, जब उत्पाद को लंबवत रूप से स्थापित किया जाता है, तो क्षैतिज बाएं और दाएं दिशा का पता लगाने वाला कोण बड़ा होता है, बाधा से बचने की कवरेज रेंज को बढ़ा सकता है, छोटे ऊर्ध्वाधर दिशा का पता लगाने के कोण, एक ही समय में, यह असमान सड़क की सतह के कारण गलत ट्रिगर से बचता है।

माप सीमा का आरेख

4 、अल्ट्रासोनिक बाधा परिहार सेंसर तकनीकी योजना

(1) हार्डवेयर संरचना का आरेख

(२) वर्कफ़्लो

A 、 सेंसर विद्युत सर्किट द्वारा संचालित होता है।

B 、 प्रोसेसर यह सुनिश्चित करने के लिए आत्म-निरीक्षण शुरू करता है कि प्रत्येक सर्किट सामान्य रूप से काम करता है।

C 、 प्रोसेसर स्व-जांच करने के लिए यह पहचानने के लिए कि क्या पर्यावरण में एक अल्ट्रासोनिक समान-आवृत्ति हस्तक्षेप संकेत है, और फिर समय में विदेशी ध्वनि तरंगों को फ़िल्टर और संसाधित करें। जब उपयोगकर्ता को सही दूरी मान नहीं दिया जा सकता है, तो त्रुटियों को रोकने के लिए असामान्य साइन डेटा दें, और फिर प्रक्रिया के लिए कूदें।

D 、 प्रोसेसर कोण और सीमा के अनुसार उत्तेजना की तीव्रता को नियंत्रित करने के लिए प्रोसेसर बूस्ट उत्तेजना पल्स सर्किट को निर्देश भेजता है।

e 、 अल्ट्रासोनिक जांच टी काम करने के बाद ध्वनिक संकेतों को प्रसारित करती है

f 、 अल्ट्रासोनिक जांच आर काम करने के बाद ध्वनिक संकेत प्राप्त करता है

G 、 कमजोर ध्वनिक संकेत सिग्नल एम्पलीफायर सर्किट द्वारा प्रवर्धित किया जाता है और प्रोसेसर पर लौटता है।

H 、 प्रवर्धित सिग्नल को आकार देने के बाद प्रोसेसर में वापस कर दिया जाता है, और अंतर्निहित बुद्धिमान एल्गोरिथ्म हस्तक्षेप ध्वनि तरंग प्रौद्योगिकी को फ़िल्टर करता है, जो प्रभावी रूप से सही लक्ष्य को स्क्रीन कर सकता है।

मैं 、 तापमान का पता लगाने वाले सर्किट, प्रोसेसर के लिए बाहरी पर्यावरण तापमान प्रतिक्रिया का पता लगाता हूं

J 、 प्रोसेसर इको के वापसी समय की पहचान करता है और बाहरी परिवेश वातावरण के साथ संयुक्त तापमान की भरपाई करता है, दूरी मूल्य (s = v *t/2) की गणना करता है।

K 、 प्रोसेसर कनेक्शन लाइन के माध्यम से क्लाइंट को गणना किए गए डेटा सिग्नल को प्रसारित करता है और A पर लौटता है।

(३) हस्तक्षेप प्रक्रिया

रोबोटिक्स के क्षेत्र में अल्ट्रासाउंड, विभिन्न प्रकार के हस्तक्षेप स्रोतों का सामना करेगा, जैसे कि बिजली की आपूर्ति शोर, ड्रॉप, सर्ज, क्षणिक, आदि रोबोट आंतरिक नियंत्रण सर्किट और मोटर का विकिरण हस्तक्षेप। अल्ट्रासाउंड माध्यम के रूप में हवा के साथ काम करता है। जब एक रोबोट को कई अल्ट्रासोनिक सेंसर के साथ फिट किया जाता है और एक ही समय में सटे कई रोबोट काम करते हैं, तो एक ही स्थान और समय में कई गैर-देशी अल्ट्रासोनिक सिग्नल होंगे, और रोबोट के बीच पारस्परिक हस्तक्षेप बहुत गंभीर होगा।

इन हस्तक्षेप समस्याओं के मद्देनजर, एक बहुत ही लचीली अनुकूलन तकनीक में निर्मित सेंसर, 5 स्तरीय शोर में कमी स्तर सेटिंग का समर्थन कर सकता है, एक ही आवृत्ति हस्तक्षेप फ़िल्टर सेट किया जा सकता है, रेंज और कोण सेट किया जा सकता है, इको फ़िल्टर एल्गोरिथ्म का उपयोग करके, एक मजबूत एंटी-इंटरफेरेंस क्षमता है।

निम्नलिखित परीक्षण विधि के माध्यम से DYP प्रयोगशाला के बाद: माप को हेज करने के लिए 4 अल्ट्रासोनिक बाधा परिहार सेंसर का उपयोग करें, मल्टी-मशीन कार्य वातावरण का अनुकरण करें, डेटा रिकॉर्ड करें, डेटा सटीकता दर 98%से अधिक तक पहुंच गई।

अंतर्निहित अंतरंग प्रौद्योगिकी परीक्षण का आरेख

(४) बीम कोण समायोज्य

सॉफ़्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन सेंसर बीम कोण में 4 स्तर हैं: विभिन्न परिदृश्यों की आवेदन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए 40,45,55,65।

5 、अल्ट्रासोनिक बाधा परिहार सेंसर तकनीकी योजना

रोबोट बाधा परिहार आवेदन के क्षेत्र में, सेंसर रोबोट की आंख है, क्या रोबोट लचीले ढंग से आगे बढ़ सकता है और जल्दी से सेंसर द्वारा लौटे माप जानकारी पर काफी हद तक निर्भर करता है। एक ही प्रकार के अल्ट्रासोनिक बाधा परिहार सेंसर में, यह कम लागत और कम गति के साथ एक विश्वसनीय बाधा परिहार उत्पाद है, उत्पादों को रोबोट के चारों ओर स्थापित किया जाता है, रोबोट नियंत्रण केंद्र के साथ संचार, रोबोट की गति दिशा के अनुसार दूरी का पता लगाने के लिए अलग-अलग सेंसर शुरू करते हैं, तेजी से प्रतिक्रिया और ऑन-डिमांड का पता लगाने की आवश्यकताओं को प्राप्त करते हैं। इस बीच, अल्ट्रासोनिक सेंसर में एक बड़ा FOV फ़ील्ड कोण है जो मशीन को सीधे इसके सामने आवश्यक पहचान क्षेत्र को कवर करने के लिए अधिक माप स्थान प्राप्त करने में मदद करता है।

6 、रोबोट बाधा परिहार योजना में अल्ट्रासोनिक सेंसर के अनुप्रयोग पर मुख्य आकर्षण

• अल्ट्रासोनिक बाधा परिहार रडार एफओवी गहराई कैमरे के समान है, लागत लगभग 20% गहराई कैमरा है;

• पूर्ण-रेंज मिलीमीटर-स्तरीय प्रिसिजन रिज़ॉल्यूशन, डेप्थ कैमरे से बेहतर ；

• परीक्षण के परिणाम बाहरी वातावरण के रंग और प्रकाश की तीव्रता से प्रभावित नहीं होते हैं, पारदर्शी सामग्री बाधाओं का पता लगाया जा सकता है, जैसे कि कांच, पारदर्शी प्लास्टिक, आदि।

• धूल, कीचड़, कोहरे, एसिड और क्षार पर्यावरण हस्तक्षेप, उच्च विश्वसनीयता, चिंता-बचत, कम रखरखाव दर से मुक्त;

• रोबोट बाहरी और एम्बेडेड डिजाइन को पूरा करने के लिए छोटे आकार, ग्राहकों की विविध आवश्यकताओं को पूरा करने, लागत को कम करने के लिए, सेवा रोबोट के विभिन्न परिदृश्यों पर लागू किया जा सकता है।