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標(biāo)題: 機(jī)械臂定位中激光測距傳感器的技術(shù)應(yīng)用 [打印本頁]
作者: 摩天射頻 時(shí)間: 2024-7-16 16:27
標(biāo)題: 機(jī)械臂定位中激光測距傳感器的技術(shù)應(yīng)用
近年來，隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高，機(jī)械臂被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其優(yōu)點(diǎn)時(shí)可以較準(zhǔn)確地完成各項(xiàng)空間任務(wù)。機(jī)械手臂由以下幾部分組成：運(yùn)動元件，導(dǎo)向裝置，手臂等。手臂的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性、承載能力和定位精度都直接影響機(jī)器手臂的工作性能。一般機(jī)器手臂有3個(gè)自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和生姜（或俯仰）運(yùn)動。手臂回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動是通過基座的立柱實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運(yùn)動通常由驅(qū)動機(jī)構(gòu)和各種傳動機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，不僅承受被抓取工件的重量，還承受末端執(zhí)行器、手臂和手腕自身的重量。
應(yīng)用過程中，機(jī)械臂的精確定位與軌跡跟蹤問題成為制約其性能的關(guān)鍵因素。機(jī)械臂精確定位技術(shù)的基本原理基于傳感器與控制器的緊密配合。通過在機(jī)械臂上安裝精準(zhǔn)的傳感器，并通過傳感器采集的數(shù)據(jù)，控制器可以計(jì)算和控制機(jī)械臂的運(yùn)動。常用的機(jī)械臂精確定位技術(shù)包括視覺定位、激光測距、觸覺傳感等。其中，視覺定位是最常用的方式。通過攝像頭獲取機(jī)械臂末端的圖像，并通過圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺算法，確定機(jī)械臂的位置和姿態(tài)。
而在在非結(jié)構(gòu)的未知環(huán)境中實(shí)現(xiàn)精確定位并抓取目標(biāo)物，一直是機(jī)器人與傳感器研究領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)問題。對該問題的研究主要集中在如何準(zhǔn)確定位目標(biāo)物與機(jī)械手的相對位置，或目標(biāo)物在事物坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)。但距離目標(biāo)較遠(yuǎn)時(shí)，就需要采用雷達(dá)，視覺，傳感器等方式對目標(biāo)進(jìn)行檢測。距離目標(biāo)較近時(shí)，傳統(tǒng)測量的方法的精度和穩(wěn)定性較差， 激光測距傳感器可以高精度的完成任務(wù)，滿足機(jī)械臂對目標(biāo)進(jìn)行檢測的要求。
激光定位法是利用機(jī)械臂上的激光傳感器發(fā)射激光束，通過反射光束測量物體相對于機(jī)械臂末端的距離和方位角度，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂定位。這種方法具有精度較高、對光照和物體表面造型較不敏感等優(yōu)點(diǎn)，但是需要復(fù)雜的光傳輸系統(tǒng)和時(shí)間測量設(shè)備，成本相對較高。摩天射頻激光測距傳感器L3s是一種采用650nm可見紅色單點(diǎn)激光，進(jìn)行無接觸式測量的距離傳感器。它在室內(nèi)3米白墻處靜止測量，精度±1mm，速率最大10Hz(4-20mA接口)，量程最大支持80米(反射點(diǎn)需加裝反射板)。通常，縮短量程不會導(dǎo)致精度的提升。它不同的接口，返回的數(shù)據(jù)速率會有差異。一般來講，TTL＞232＞485＞4-20mA模擬電流接口的傳輸速率。
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