PATRONI ROBOTYKI:
 

TEORIA ROBOTYKI

 

2.3.3.3 Orientacja robota

Kompas - znany już 2000 p.n.e., korzysta z pola magnetycznego Ziemi do absolutnego wyznaczania orientacji (pomiar mechaniczny, bezpośredni pomiar pola (efekt Halla, czujniki magnetorezystywne). Wady: pole Ziemi jest słabe, zakłócenia wprowadzane przez inne obiekty i źródła pola magnetycznego, niepraktyczne wewnątrz budynków.

/grafika/edytor/teoria robotyki/11.png

Rysunek 2.18 Sparkfun HMC6352 - dokładność kursu 0.5°, powtarzalność 1°, 2 sensory magneto-rezystywne

 

Żyroskop - wykorzystuje właściwości inercyjne szybko obracającego się wirnika, moment reakcji jest proporcjonalny do prędkości obrotowej, szybkości precesji i bezwładności rotora. Ich trzy wektory są wzajemnie prostopadłe, jeśli oś obrotu leży na linii N-S, obrót ziemi nie ma żadnego wpływu na żyroskop, jeśli oś leży w linii W-E oś pozioma odczytuje obrót ziemi.

 

/grafika/edytor/teoria robotyki/12.png

/grafika/edytor/teoria robotyki/13.png
                         Rysunek 2.19 Schematy żyroskopu

 

/grafika/edytor/teoria robotyki/14.png

Rysunek 2.20 Sparkfun LPR5150AL- maksymalne odchylenie 1500°/s, sercem płytki jest układ MEMS firmy STMicroelectronics, pomiar w dwóch osiach

 

Żyroskop optyczny - zawiera zwój (do 5km) światłowodu. Dwa promienie światła, generowane przez laser podróżują wzdłuż zwoju w przeciwstawnych kierunkach. System optyczny kieruje je na fotodetektor. Gdy obrót ω jest zerowy wówczas przesunięcie fazowe wynosi 180; ich amplitudy się zerują i wyjście fotodetektora jest na niskim poziomie. Gdy występuję obrót ω≠0 wokół osi zwoju, przesunięcie fazowe zmienia się. Jest to spowodowane różnicą długości dróg do przebycia przez dwa promienie światła. W efekcie fotodetektor wykrywa zwiększone oświetlenie. Wartość na wyjściu jest proporcjonalna do prędkości obrotowej ω.

/grafika/edytor/teoria%20robotyki/16.png

Rysunek 2.21 KSV DSP-1750- maksymalne odchylenie 200°/s, używany przy stabilizacji anten, platform z zamontowanym sprzętem lub uzbrojeniem

 

Inklinometr - określa przechylenie robota wokół osi. Rozwiązania mechaniczne: elementy pływające, elektrolityczny, wahadło. Scalony czujnik przechyłu (MEMS) - wykorzystuje pomiar przyspieszenia ziemskiego.

/grafika/edytor/teoria%20robotyki/17.png /grafika/edytor/teoria%20robotyki/18.png /grafika/edytor/teoria%20robotyki/19.png
Rysunek 2.22 Przykładowe inklinometry

Rysunek 2.23 - Zhichuan Electronics ZCT245AN – wykrywa wychył w 2kierunkach, zakres ± 45◦, dokładność 0.5◦

 

 

Akcelerometr - główne elementy składowe (wykonanie MEMS): masa, elementy tłumiące, element pomiarowy (położenie, częstotliwość drgań, naprężenie).

 

/grafika/edytor/teoria%20robotyki/21.png /grafika/edytor/teoria%20robotyki/22.png
Rysunek 2.24 Schematy akcelerometra

 

/grafika/edytor/teoria%20robotyki/23.png

Rysunek 2.24 Sparkfun ADXL345 – oparty o układ ADXL345 firmy Analog Devices, pomiar w trzech osiach, rozdzielczość 13-bit, zakres ±16g