Anwendungslösungen für Ultraschallsensoren in Robotern

- Jun 04, 2019-

ultrasonic sensors in robots


Der Roboter ist ein komplexer Computer, der von einem Computer gesteuert wird. Es hat menschenähnliche Gliedmaßen und Sinnesfunktionen; Das Aktionsprogramm ist flexibel. es gibt ein gewisses Maß an Intelligenz; und es kann ohne menschliches Zutun manipuliert werden. Robotersensoren spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Steuerung von Robotern. Aufgrund der Sensoren haben Roboter die gleiche menschliche Wahrnehmung und Reaktionsfähigkeit. Daher können Roboter Menschen bei allen Arten von Arbeiten ersetzen oder unterstützen. Alle langweiligen, gefährlichen, giftigen und schädlichen Arbeiten können von Robotern gezeigt werden. Roboter sind nicht nur in der Fertigungsindustrie weit verbreitet, sondern werden auch in den Bereichen Ressourcenforschung und -entwicklung, Katastrophenhilfe, medizinische Versorgung, Heimunterhaltung, Militär und Luftfahrt eingesetzt. Roboter sind wichtige Produktions- und Servicegeräte für die industrielle und nichtindustrielle Industrie und unverzichtbare Automatisierungsgeräte für fortschrittliche Fertigungstechnologien. Dieser Artikel dient hauptsächlich der einfachen Einführung von Ultraschallsensoren in die Anwendung der Maschine.


Ultraschallsensoren sind eine der gebräuchlichsten Sensoren zur Vermeidung und Entfernung von Hindernissen in mobilen Robotern. Gleichzeitig wird damit auch der Abstand des Objekts gemessen. Zunächst sendet der Ultraschallsensor einen Satz hochfrequenter Schallwellen aus, in der Regel 40-45 kHz. Wenn die Schallwelle auf das Objekt trifft, wird es zurückgeworfen und akzeptiert. Durch Berechnung der Zeit vom Schall bis zur Rückkehr der Schallwelle multiplizieren Sie diese mit der Geschwindigkeit der Schallwelle im Medium (344 m / s in der Luft). Der Abstandswert des Objekts relativ zum Sensor kann erhalten werden. In praktischen Anwendungen wird für die Anwendung des Roboters der Ultraschallsensor hauptsächlich verwendet, um den Abstand des Objekts und die Ausrichtung in Bezug auf den Sensor zu erfassen, so dass die Hindernisvermeidungsaktion durchgeführt werden kann. Das Ideal ist ein Rechteck, das nicht nur den Abstandswert des Objekts genau ermitteln kann, sondern auch den Orientierungswert, der direkt vor ihm liegt, genau ermittelt. In der Realität hat der Ultraschallstrahl je nach Anwendung einen breiten und einen schmalen Strahl. Befindet sich das zu erkennende Objekt im richtigen Winkel, erhält der Ultraschallsensor das richtige Testergebnis. Wenn der Winkel des Messobjekts jedoch abweicht, enthält das Messergebnis des Sensors einen Fehler. Fehler, die auftreten können, umfassen Dreiecksfehler, Spiegelreflexionen, Mehrfachreflexionen und dergleichen. Wenn der Sensor am Roboter montiert ist, sollte er daher nicht zu nahe am Boden und nicht zu nahe am Störsignal sein, und es ist einfach, das umkippbare Hindernis als unüberwindbares Hindernis zu behandeln. Der Abstand zwischen den beiden Sonden des Sensors sollte nicht zu weit oder zu eng sein, zu weit ist der Messfehler zu groß, zu nah ist das Übersprechsignal zu stark.


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Bei der Verwendung von Ultraschallsensoren sollten die folgenden Probleme berücksichtigt werden: Erstens arbeiten die meisten Ultraschallsensoren mit einer Frequenz von 40 bis 45 kHz, die weit über dem Frequenzbereich liegt, der vom menschlichen Ohr gehört werden kann. Die Umgebung erzeugt jedoch manchmal Geräusche mit ähnlicher Frequenz. Diese Geräusche können die Messergebnisse des Ultraschallsensors beeinflussen. Zu diesem Zeitpunkt kann dies durch Codieren der übertragenen Ultraschallwellen gelöst werden, beispielsweise durch Übertragen eines Satzes von Schallwellen unterschiedlicher Länge, und die Entfernungsberechnung wird nur durchgeführt, wenn die Sonde dieselbe kombinierte Schallwelle erfasst. Dadurch können Fehlinterpretationen durch Umgebungsgeräusche effektiv vermieden werden. Zweitens muss beim Zusammenwirken mehrerer Ultraschallsensoren auch auf die Genauigkeit der Messergebnisse geachtet werden, da Schallwellen reflektiert werden. Dieser Effekt kann durch sorgfältiges Design der Position des Ultraschallsensors und seiner eigenen Leistungsindikatoren beseitigt werden. Die Größe des zuletzt gemessenen Objekts hat auch einen gewissen Einfluss auf die Erkennungsfähigkeit des Ultraschallsensors. Generell gilt: Je größer das Volumen des Messobjekts für denselben Ultraschallsensor ist, desto größer ist das reflektierte Ultraschallecho und desto größer ist der entsprechende Erfassungsabstand. Umgekehrt ist der Erfassungsabstand des Ultraschallsensors relativ gering, wenn das gemessene Objekt klein ist.


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