移动机器人碰撞接触力传感器的设计
《基于STM32的扫地机器人设计与实现》
《基于STM32的扫地机器人设计与实现》一、引言随着科技的不断发展，智能家居已成为现代生活的重要组成部分。
扫地机器人作为智能家居领域中的一员，以其便捷、高效、智能的特点受到了广泛关注。
本文将详细介绍基于STM32的扫地机器人的设计与实现过程，包括硬件设计、软件设计、系统实现以及测试与优化等方面。
二、硬件设计1. 微控制器：选用STM32系列微控制器，具有高性能、低功耗的特点，满足扫地机器人对控制系统的要求。
2. 电机与驱动：扫地机器人采用直流电机，配合电机驱动模块，实现机器人的运动控制。
3. 传感器：包括红外线测距传感器、超声波测距传感器、碰撞传感器等，用于实现机器人的避障、定位等功能。
4. 电源模块：采用可充电锂电池，为扫地机器人提供稳定的电源。
5. 其他硬件：包括电源开关、充电接口、LED指示灯等辅助模块。
三、软件设计1. 操作系统：采用实时操作系统（RTOS），实现多任务调度，提高系统响应速度和稳定性。
2. 算法设计：包括路径规划算法、避障算法、清洁模式算法等，实现扫地机器人的智能控制。
3. 通信协议：设计扫地机器人与上位机通信的协议，实现远程控制、状态反馈等功能。
4. 软件架构：采用模块化设计，将软件分为多个功能模块，便于后期维护和升级。
四、系统实现1. 路径规划：扫地机器人采用激光雷达或视觉传感器进行环境感知，通过路径规划算法生成清洁路径。
2. 避障功能：通过红外线测距传感器和超声波测距传感器检测障碍物，实现避障功能。
3. 清洁模式：扫地机器人可设置多种清洁模式，如自动模式、沿边模式、重点清洁模式等，以满足不同需求。
4. 远程控制：通过上位机与扫地机器人通信，实现远程控制功能。
5. 状态反馈：扫地机器人通过LED指示灯和上位机界面反馈工作状态和电量等信息。
五、测试与优化1. 测试：对扫地机器人进行功能测试、性能测试和稳定性测试，确保各项功能正常工作。
2. 优化：根据测试结果对算法和硬件进行优化，提高扫地机器人的工作效率和清洁效果。
机器人与环境间力位置控制技术研究与应用
机器人与环境间力位置控制技术研究与应用一、概述随着科技的不断进步和智能化浪潮的推进，机器人技术作为现代科技的重要代表，已经深入到各个领域，并在诸多方面发挥着不可替代的作用。
机器人与环境间的力位置控制技术，作为机器人技术的核心组成部分，对于提高机器人的操作精度、增强人机交互的柔顺性、保障机器人系统的稳定性和安全性等方面都具有重要的意义。
机器人与环境间力位置控制技术主要研究如何在机器人与环境交互过程中，实现精确的位置控制和力控制。
它要求机器人在执行任务时，不仅能够按照预定的轨迹进行精确运动，还要在与环境接触时，根据环境的反馈信息进行实时的力调整，以确保任务的顺利完成。
这一技术涉及到机器人动力学、控制理论、传感器技术、人工智能等多个领域的知识，是一个综合性很强的研究领域。
在实际应用中，机器人与环境间力位置控制技术广泛应用于工业制造、医疗康复、航空航天、服务机器人等领域。
例如，在工业制造中，机器人需要精确地抓取和放置工件，这就需要对机器人进行精确的位置和力控制在医疗康复领域，机器人需要与患者进行柔性的交互，以辅助患者进行康复训练，这也需要机器人具备力位置控制的能力。
研究和发展机器人与环境间力位置控制技术，对于推动机器人技术的进一步应用和发展具有重要的意义。
本文将对机器人与环境间力位置控制技术的研究现状进行梳理，分析当前研究中存在的问题和挑战，并探讨未来的发展趋势和应用前景。
同时，本文还将介绍一些典型的力位置控制算法和实验方法，以期能够为相关领域的研究人员提供一些有益的参考和启示。
1. 机器人技术背景与发展概述随着科技的飞速进步，机器人技术已经渗透到了众多领域，从工业生产到医疗服务，从深海探索到宇宙航行，机器人的身影无处不在。
机器人技术的发展，不仅极大地提高了生产效率，降低了人力成本，还在很大程度上拓宽了人类的活动范围，增强了人类对各种复杂环境的适应能力。
机器人技术最早可以追溯到20世纪初期，当时的研究主要集中在机械臂和自动控制理论上。
机器人的运动控制与力控制算法
机器人的运动控制与力控制算法近年来，随着科技的不断进步和人工智能技术的迅猛发展，机器人技术在各个领域得到了广泛的应用。
机器人作为一种能够自主进行动作的智能设备，其运动控制和力控制算法显得尤为重要。
是指机器人在进行各种操作任务时，通过对其运动轨迹和受力情况进行控制，以实现规定的动作或完成特定的任务。
运动控制算法主要负责控制机器人的运动轨迹和速度，实现精准的定位和移动；而力控制算法则是为了确保机器人在与环境或物体进行接触时能够保持稳定的受力状态，避免因外力干扰导致机器人的不稳定性或损坏。
在实际的机器人操作中，运动控制和力控制算法往往需要结合使用，以实现更加复杂和精密的操作。
例如，在工业生产中，机器人需要完成各种装配、焊接等操作任务，既需要精确的定位和移动能力，又需要保持稳定的受力状态，以确保操作的精度和安全性。
因此，研究和优化机器人的运动控制与力控制算法对于提高机器人操作效率和可靠性具有重要意义。
机器人的运动控制算法主要涉及到机器人的轨迹规划、运动学建模和控制器设计等方面。
轨迹规划是指确定机器人在空间中的运动路径，以实现特定的运动目标。
通常情况下，机器人需要在给定的工作空间中完成特定的操作任务，因此需要通过轨迹规划算法确定合适的运动路径，避开障碍物和碰撞，实现高效的运动轨迹。
运动学建模是指描述机器人运动学特性的数学模型，以便进行控制和仿真分析。
机器人的运动学模型描述了机器人的关节运动和末端执行器的运动之间的关系，是进行轨迹规划和控制设计的基础。
通过建立准确的运动学模型，可以实现对机器人运动的精确控制，提高机器人的定位精度和运动速度。
控制器设计是运动控制算法中的重要部分，其主要任务是根据实时的传感器反馈信息对机器人进行控制，实现期望的运动轨迹和速度。
常用的机器人控制器包括PID控制器、模糊控制器和神经网络控制器等。
这些控制器各有特点，适用于不同类型和复杂度的控制任务。
通过优化和调整控制器参数，可以实现对机器人运动的精确控制和鲁棒性。
智能移动机器人运动控制系统及算法的设计
智能移动机器人运动控制系统及算法设计1、本文概述随着技术的快速发展，智能移动机器人已经渗透到我们生活的每一个角落，从工业制造到家庭服务，从深海探测到太空旅行，到处都是智能移动机器人。
为了使这些机器人能够自主、高效、安全地移动，强大而精确的运动控制系统和算法至关重要。
本文将详细探讨智能移动机器人运动控制系统和算法的设计，以期为相关领域的研究人员和技术人员提供宝贵的参考和启发。
本文将首先概述智能移动机器人的运动控制系统，包括其基本组件、主要功能和设计要求。
接下来，将详细介绍几种常见的运动控制算法，如PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等，并分析它们的优缺点和适用性。
本文将根据具体的应用场景和需求，深入探讨如何设计和优化智能移动机器人的运动控制系统和算法。
在此过程中，将使用示例详细说明算法设计过程、实现方法和性能评估。
本文还将展望智能移动机器人运动控制系统和算法的未来发展趋势，包括与深度学习、强化学习等人工智能技术的结合，以及在自动驾驶、智能家居等新兴领域的应用前景。
通过本文的讲解，读者可以全面深入地了解智能移动机器人的运动控制系统和算法，为未来的研究和应用奠定坚实的基础。
2、智能移动机器人运动控制系统的基本组成传感器模块：传感器是机器人感知外部环境的关键部件，包括距离传感器（如激光雷达和超声波传感器）、视觉传感器（如相机）、姿态传感器（如陀螺仪和加速度计）等。
这些传感器为机器人提供周围环境的信息，如物体的位置、形状、颜色等。
控制决策模块：控制决策模块是机器人的“大脑”，负责处理传感器收集的信息，并根据预设的任务目标或环境变化做出决策。
该模块通常包括一个或多个处理器，运行复杂的控制算法和决策逻辑。
执行器模块：执行器是机器人实现运动的直接部件，如电机、伺服等。
根据控制决策模块的输出，执行器将驱动机器人进行相应的运动，如向前、向后、转弯等。
电源模块：电源模块为整个运动控制系统提供所需的电能。
对于移动机器人，电源模块可以包括电池、电源管理电路等，以确保机器人在执行任务期间有足够的能量供应。
智能化移动机器人系统的设计与控制
智能化移动机器人系统的设计与控制第一章：引言随着科技的不断进步，人们对人工智能和机器人等先进技术的需求逐渐增加。
智能化移动机器人系统作为一种典型的人工智能应用，其研发和应用受到了越来越多的关注和重视。
本文将详细探讨智能化移动机器人系统的设计和控制等方面，旨在为该领域的研究和应用提供一些有益的参考。
第二章：智能化移动机器人系统的组成智能化移动机器人系统由多个部分组成，包括机器人本体、传感器、控制器等。
在这些部分中，机器人本体是智能化移动机器人系统的核心组成部分。
机器人本体主要由底盘、摄像头、机械臂等组成。
传感器则主要包括激光雷达、摄像头、声纳、距离传感器等。
控制器则是整个智能化移动机器人系统的“大脑”。
控制器通过接收传感器捕捉到的数据和机器人本体的反馈信号来进行决策和控制。
第三章：智能化移动机器人系统的设计智能化移动机器人系统的设计是整个系统的关键。
设计的好坏直接影响系统的性能和稳定性。
设计时需要考虑的因素包括机器人本体的重量、形状、速度、功率以及传感器的种类和数量等。
同时还需要考虑传感器和控制器之间的信息传递速度，以及控制系统是否可以快速响应机器人的变化。
在设计智能化移动机器人系统时，需要确定机器人的目标和应用环境。
例如，若机器人用于室内清洁，则需要考虑机器人本体的大小，以便在狭小的空间内行走。
同时还需要考虑机器人本体的动力是否充足，以覆盖室内较大的面积。
如果机器人用于监测环境，则需要考虑传感器的种类和数量，以便获取与任务相关的数据。
第四章：智能化移动机器人系统的控制智能化移动机器人系统的控制是整个系统的关键。
控制系统需要实现机器人的自主导航和控制。
机器人的自主导航需要通过传感器获取周围环境的数据，然后通过控制器对机器人进行决策和控制。
同时，控制系统还需要具备自我学习的能力，以提高机器人的智能性。
在智能化移动机器人系统的掌控下，机器人可以行走、转向、提取和运载物品、进行信息传递、调整自身位置、检测和记录环境变化等。
扫地机器人设计范文
扫地机器人设计范文一、引言在现代社会，科技发展迅猛，人们的生活便捷度也不断提高。
然而，有些繁琐的家务活却依然需要人工操作，对大部分忙碌的现代人来说，清扫地面是一项费时费力的工作，因此设计一款智能、高效的扫地机器人具有非常重要的意义。
本文将从硬件和软件两个方面设计一款扫地机器人，旨在解决人们的清扫困扰。
二、硬件设计1.结构设计扫地机器人主要由底盘、电机、传感器、软管和集尘盒等组成。
底盘是整个机器人的基础，承载着其他模块的安装，同时需要具备良好的平衡性和移动性；电机为机器人提供动力，可分为主动轮和被动轮两种；传感器模块包括碰撞传感器、红外传感器和触摸传感器等，用于检测环境和障碍物；软管用于吸尘，需要具备一定的弹性和耐用性；集尘盒用于收集垃圾，可设计成拆卸式，方便清洁。
2.控制系统设计控制系统是扫地机器人的核心，主要包括主控板、传感器模块和电机驱动模块。
主控板负责对各个部分的控制和数据处理，可采用微控制器或单片机；传感器模块负责感知环境并将数据传输给主控板，需要具备高精度和稳定性；电机驱动模块负责控制电机的转动，可采用直流电机驱动器或步进电机驱动器。
3.功能设计扫地机器人的功能设计是为了提高清扫效率和用户体验。
可以设计以下功能：定时清扫，根据用户设置的时间自动开启清扫功能；智能导航，通过激光传感器或摄像头实时感知环境，规划清扫路径，避开障碍物；避障功能，通过碰撞传感器和红外传感器检测障碍物，自动绕过；边角清扫，通过侧刷和边刷清扫边缘和角落；自动充电，当电量低于一定阈值时，自动返回充电座充电。
三、软件设计1.控制算法设计控制算法是扫地机器人运行的核心，需要根据传感器数据和环境变化做出相应的决策。
可以将控制算法分为三个主要部分：感知、决策和执行。
感知部分通过传感器模块获取环境数据，并进行数据处理和信息提取；决策部分根据感知结果进行路径规划、障碍物避开等决策；执行部分负责控制电机运动，控制机器人的行动。
2.用户界面设计用户界面设计是为了方便用户操控和设置扫地机器人的功能。
如何进行移动机器人开发和控制
如何进行移动机器人开发和控制移动机器人开发和控制是一个复杂的过程，涉及到硬件设计、软件编程、运动控制、传感器集成等多个方面。
本文将向您介绍移动机器人开发和控制的基本步骤和技术要点。
移动机器人开发主要包括以下几个步骤：硬件设计、软件编程、运动控制和传感器集成。
下面我们来详细介绍每个步骤。
硬件设计是移动机器人开发的重要环节。
首先，您需要确定机器人的底盘类型，例如四轮驱动、三轮驱动、履带驱动等。
然后，选择合适的驱动系统和电机来控制机器人的移动。
接下来，您需要考虑机器人的传感器配置，例如距离传感器、摄像头、激光雷达等。
此外，还需要选择一个合适的控制器来控制机器人的运动和传感器。
软件编程是移动机器人开发的核心环节。
首先，您需要选择一个合适的开发平台或框架来编写机器人的控制程序。
常用的开发平台包括ROS（Robot Operating System）、Arduino等。
然后，您需要编写机器人的控制算法，例如路径规划、避障、SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）等。
此外，还需要编写机器人的传感器数据处理程序，将传感器获取的数据转化为机器人运动的命令。
最后，将编写好的控制程序上传到机器人的控制器中进行测试和调试。
运动控制是移动机器人开发的关键环节。
在运动控制中，您需要实现机器人的运动控制算法，例如速度控制、方向控制等。
首先，您需要获取机器人的运动状态，例如位置、速度等。
然后，根据控制算法计算机器人的运动命令，例如前进、后退、转向等。
最后，将运动命令发送到机器人的驱动系统上，控制机器人的运动。
传感器集成是移动机器人开发的重要环节。
传感器可以为机器人提供环境感知和定位信息。
常用的传感器包括摄像头、激光雷达、超声波传感器、惯性测量单元等。
在传感器集成中，您需要配置传感器并将其连接到机器人的控制器上。
然后，您需要编写传感器数据处理程序，将传感器获取的数据转化为机器人的控制命令。
家用清扫机器人的结构设计
家用清扫的结构设计家用清扫的结构设计一：引言家用清扫是一种智能化的家居，能够自动清扫地面上的灰尘和垃圾。
本文将详细介绍家用清扫的结构设计，包括的外观设计、控制系统、传感器、清扫机构等。
二：外观设计1. 尺寸与外形家用清扫需要具备足够的尺寸和外形，以便在各种居家环境中自由移动和清扫。
通常采用圆形或方形的外形设计，并具备合适的直径或边长。
2. 外壳材料外壳应采用高强度、耐磨损的材料，如ABS塑料或铝合金等。
外壳表面设计要光滑易清洁，以方便日常维护。
3. 底部设计底部应设计成平整且光滑的结构，以确保在地面上的稳定移动和清扫效果。
同时，底部还应安装清扫刷和集尘箱等清扫机构。
三：控制系统1. 主控芯片家用清扫的控制系统采用嵌入式主控芯片，具备高速运算和强大的数据处理能力。
常用的主控芯片有ARM、DSP等。
2. 电源管理控制系统应具备合理的电源管理能力，包括电池充电管理、电池容量检测、电源供电自动切换等功能。
3. 通信模块为了实现与用户的交互和远程控制功能，控制系统需要配置无线通信模块，如Wi-Fi或蓝牙模块。
同时，还需要具备数据加密和安全传输的功能。
四：传感器1. 碰撞传感器为了避免与障碍物碰撞，需要配置碰撞传感器。
常用的碰撞传感器有红外线传感器和超声波传感器。
2. 跌落传感器为了避免从楼梯等高处坠落，需要配置跌落传感器。
常用的跌落传感器有红外线传感器和压敏传感器。
3. 地面传感器为了识别不同地面的类型和硬度，需要配置地面传感器。
常用的地面传感器有红外线传感器和电容传感器。
五：清扫机构1. 清扫刷底部应配备高效的清扫刷，能够有效清除地面上的灰尘和垃圾。
常用的清扫刷有旋转刷和滚刷。
2. 集尘箱清扫刷将灰尘和垃圾刷进集尘箱，在集尘箱内部进行存储。
集尘箱需要具备一定的容量和密封性能。
3. 过滤系统清扫还需要配置过滤系统，能够对收集的灰尘和垃圾进行过滤，以保持空气的清洁。
常用的过滤系统有滤网和高效过滤器。
六：附件本文档附件包括家用清扫的外观设计图纸、控制系统原理图、传感器连接图和清扫机构示意图等。
机器人系统的安全防护和设计规范实施细则
机器人系统的安全防护和设计规范实施细则指南1.机器人系统的设计1.1概要和用途在设计和布置机器人系统时，为使操作员、编程员和维修人员能得到恰当地安全防护，应按照机器人制造厂的规范进行（目前）。
为确保机器人及其系统与预期的运行状态相一致，则应评价分析所有的环境条件，包括爆炸性混合物、腐蚀情况、湿度、污染、湿度、电磁干扰（EMI）和振动等是否符合要求，否则应采取相应的措施。
机器人系统的设计还应遵循其他相关设计规范。
他可能还包括机械设计、电气设计、系统连接、调试以及机器人程序等相关的设计要求。
本规范实施细则指南仅适用所有机器人系统的安全防护和设计，不包括机器人系统的所有其他设计内容。
他是机器人系统设计必不可少的重要组成部分。
1.2安全防护空间安全防护空间是由机器人外围的安全防护装置（如安全栅栏、安全栏杆或安全光栅等）所组成的空间。
安全防护空间是机器人系统安全防护设计的重要要素之一。
确定安全防护空间的大小是通过风险评价来确定超出机器人限定空间而需要增加的空间，一般应考虑当机器人在作业过程中，所有人员身体的各部分应不能接触到机器人运动部件和末端执行器或工件的运动范围（参见GB11291-1997中的图1）。
机器人系统防护空间不仅要大于机器人运动部件和末端执行器或工件的运动范围所需的空间，还应包括除机器人以外的其它相配套的运动部件（如机械手、传送传动机构等）中需要安全防护要求的周边系统部件。
1.3机器人系统的布局a)控制装置的机柜宜安装在安全防护空间外。
这可使操作人员在安全防护空间外进行操作、启动机器人运动完成工作任务，并且在此位置上操作人员应具有开阔的视野，能观察到机器人运行情况及是否有其他人员处于安全防护空间内。
若控制装置被安装在安全防护空间内时，则其位置和固定方式能满足在安全防护空间内各类人员安全性的要求（GB11291-1997的7.6和第8章的要求）：（一）安全防护装置的复位。
联锁门或现场传感装置区的恢复，其本身不应重新擗动自动操作。
移动机器人的避障实验设计源程序流程图
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 移动机器人的避障实验设计+源程序+流程图摘要:随着科学技术的日益，机器人越来越融入到人们的生活。
近年来，特别是智能机器人的开发与研究引起了很多学者的关注。
其中，机器人的避障问题成为了机器人研究的热点。
传统的避障方法如可视图法、栅格法、自由空间法等算法可以解决障碍物信息己知时的情况。
但在试验条件确定的情况下，很多方法就比较复杂，因此，我根据现有的红外探头进行了简单的避障算法设计。
算法设计出来之后，对小车建立运动学模型，主要分为两块，一个是小车自身的运动学模型，一个是避障算法的建模。
建好之后就编程控制小车的运动，试验得到数据。
5267关键词：移动机器人避障算法运动学红外测距Mobile robot obstacle avoidance test design1 / 22Abstract:With the growing science and technology, robots become more integrated into people's lives.In recent years, in particular the development and research of intelligent robots has aroused the concern of many scholars.Robot obstacle avoidance has become a hot research spot.Traditional obstacle avoidance algorithm such as view method, grid method, free space method can solve obstacle information knownsituation.However, a lot more complicated in the case of the test condition determining.Therefore, in accordance with existing infrared probe I do simple obstacle avoidance algorithm design,Algorithm is designed, the kinematic model is established on the robot, mainly pided into two, one is the kinematic model of the trolley, another is obstacle avoidance algorithm modeling. Modeling programmed to control the movement of the trolley, then get the test data.Key words：Mobile robot, Obstacle avoidance algorithm, Kinematics, Infrared range目录---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 目录1绪论41.1引言41.2机器人概述41.3移动机器人国内外发展现状6其中移动机器人的智能避障更是机器人研究领域的研究热点。
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４ ５Ｖ 左右 ， 于数据 采集 ． ． 便 电路 的主要部 分如 图 ２ 图 ４所示 ． ～
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图 ２ 电荷 放 大 器 电荷 转 换 部 分 电 路
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图 ３ 电 荷 放 大 器 电 源部 分 电 路 ３ 碰 撞 接 触 传 感 器 的 标 定
碰撞 接 触传感 器 的标定 原 理如 图 ５所 示 ． 锤 受 冲击 后 可 以得 力 到冲击 参数 ， 将这 些参 数作 为 已知 量 ， 用力 锤 敲击 压 电电缆 时 ， 当 依
据 力 的作用 力与 反作 用力原 理 ， 力锤 敲 击 压 电 电缆 后作 用 在 力锤 上 的力 和压 电 电缆 上 的力理论 上 相等 ， 然 敲击 力 是 随 时 间变 化 的动 虽 态力 ， 是 实 质 上 仍 然 是 把 相 同 的 力 施 加 在 两 个 不 同 的 力 传 感 器 但 上． 锤和 压 电电缆 撞 击 后 形 成 一 个 冲 力 ， 力 锤 和 压 电 电 缆 的输 力 在 出上 都加 上 了一个 Ａ／ Ｄ数 据 采集 卡 ， 完全 记 录 这个 瞬态 过 程 ， 可 将
图 ４ 电 压 放 大 电路
这个 瞬态 过程 以数 字量 的形 式存储 后就 可 以建 立 接触传 感器 最大 冲力 和传感 器最 大 电压之 间 的关 系 式
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会 向前 冲一小 段距 离 ， 以在 保 护 橡 胶 两 边 都 加上 一 层 缓 冲 所 海 绵层 ７ 以防止 发生 刚性 碰 撞． 护橡 胶 层 是 和 压 电 电 缆配 图 １ 碰 撞接 触 式传 感 器横 断 面结构 图 ， 保 套使 用 的 ， 被橡 胶层 包裹 的压 电电缆 中下部 有 一个 缓 冲空 腔 ， 的作 用 是 使 压 电 电缆 受 到 的应 力分 布 均 它
收 稿 日期 ：Ｏ １０ —９ ２ １—７１ 作者简介 ： ￣ （９ ９ ）女 ， 西 省 礼 泉 县 人 ， 程 师 ， 士 ， 究 方 向 ： 矿 井 下 钻 探 设 备 的 设 计 １７ ～ ， 陕 工 硕 研 煤
＊
・
４ ・ ２
陕 西 科 技 大 学 学 报
第 ２ ９卷
级 为 电压放 大 ， 论上 的放 大倍 数为 １ ０ 但 由于是 脉 冲信 号 ， 理 ０， 衰减 的 幅度 比较大 ， 因此 末端 输 出时仅 为 ０
移 动 机 器 人 碰 撞 接 触 力传 感 器 的设 计
梁 春 苗
（ 中煤 科 工 集 团 西 安 研 究 院 电薄 膜 （ ＶＤ ） 压 敏 特 性 ， 计 了一 种 用 于移 动 机 器 人 碰 撞 力检 测 的传 感 利 Ｐ Ｆ的 设
器 ， 完成 了传 感 器的 电荷 放 大 电路 、 据 采 集和 处 理 系统 的 设 计． 并 数 实验表 明该 传 感 器 不但 能 快速 、 准确地 感知 移 动机 器人碰 撞 ， 而且 还 能 准确 感知碰 撞 发 生时碰 撞 力的 大小． 关键 词 ： 撞 力传 感 器 ；压 电薄膜 ； 撞 力值 碰 碰 中 图法分 类 号 ： ２ ２ ＴＰ １ 文 献标识 码 ： Ａ
匀．
２ 信 号 调 理 及 数 据 采 集
信 号调 理 电路 由两部 分组 成 ， 一是 电荷 放 大 ， 是 电压 放 大 ． 二 当压 电 电缆 在 受 到碰 撞 的瞬 间 会产 生 电 荷 信 号 ， 过 信号 调理 电路 中的第 一级 电荷 放 大 电路将 压 电 电缆 上 产生 的 电荷信 号转 换 为 电压信 号 ， 二 通 第
Ｎ ｏ．５
陕 西 科 技 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ ＣＩ Ｉ ＯＦ Ｓ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥ ＣＨＮ０ＬＯＧＹ
０ｃ ． Ｏ １ ｔ２ １
Ｖｏ ． ９ １２
・４１ ・
文 章 编 号 ：０ ０ ５ １ （ ０ １ ０ — ０ １０ １ ０—８ １２ １ ）５０ ４—３
头等 领 域得 到普 遍应 用 ， 内大型 国有 企业 中物流 上也 在普 遍应 用 ． 国 目前移 动机 器人 碰撞 后 能感 知碰 撞并 能确 定碰 撞 位置 ， 但是 对 于碰 撞力 的大小 尚不 能准 确感 知． 而本 文作 者研 制 了一 种碰 撞接 触传 感器 ， 以压 电薄 膜为 感应 元件 ， 过外 加 电路进 行 电荷 信号 向电压信 号 的转 通 换完 成信 号 的采 集． 当移 动机 器人 与 障碍物 碰撞 后 ， 感器 不 但 能感 知 碰撞 ， 且还 能 准 确 感 知碰 撞 力 的 传 而
０ 前 言
移 动机 器人 是 能够沿 规 定 的路径 行驶 ， 具有 编程 和停 车选 择 装置 、 全保 护装 置 以及各 种 物料移 载 还 安
功 能 的搬运 机器 人． 移动 机器 人在 国外 从 ２ Ｏ世 纪 ５ Ｏ年 代 在仓储 业 开始 使用 ， 目前 已经在 制造 业 、 口、 港 码
大小 ， 些感 知信 息 能指 导移 动机 器人 做 出精确 的避 让 力度 响应 ， 于 防范 冲击力 产 生 的危 害 也具 有重 要 这 对
的理 论 和实 际意 义．
１ 传 感 器 的结构 设计
７
碰撞 接触 式传 感 器 的 横截 面如 图 １所 示 ， 间 两 圈颜 色 中
较深 的 就是 压 电 电缆 的芯 线 １和地线 ３ 芯线 １和地 线之 间有 ，