用於機器人的超聲波傳感器模塊

2021-01-08 電子發燒友
打開APP
用於機器人的超聲波傳感器模塊

佚名 發表於 2018-05-24 09:10:00

隨著傳感器技術的推廣應用，機器人的發展也備受關注，同時也因為傳感器技術的進步，使得工業機器人的發展有了支持。可見傳感器為推動中國機器人產業快速有序發展立下了汗馬功勞。在機器人中使用的超聲波傳感器是一個電子模塊，測量距離在3cm到400cm之間。它可以用於幫助機器人避開障礙物，或用於其他相關項目的距離測量和避障工程。傳感器可謂是用來檢測機器人自身的工作狀態，以及機器人智能探測外部工作環境和對象狀態的核心部件。不僅能感受規定的被測量，還能按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。

 

由於超聲波指向性強，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等,都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易於做到實時控制，並且在測量精度方面能達到工業實用的要求，因此在移動機器人的研製上也得到了廣泛的應用。

 

為了使移動機器人能自動避障行走，就必須裝備測距系統，以使其及時獲取距障礙物的距離信息（距離和方向）。在三方向（前、左、右）組成超聲波測距系統，就是為機器人了解其前方、左側和右側的環境而提供一個運動距離信息。超聲波傳感器接上電源可以單獨作為超聲波測距使用， 超聲波傳感器還可以指定從單片機I/O埠上輸出分段距離檢測信號，可以直接裝在機器人上，作為尋物、避障探測等應用。下面讓我們以韓國Hagisonic 機器人超聲波傳感器模塊 - HG-M40系列、HG-L40系列一起來了解用於機器人的超聲波傳感器模塊具體方案。

 

一、機器人超聲波傳感器模塊 - HG-M40系列, HG-L40系列產品特性

 

探測物體、測量距離

中距

多方向

「點擊噪聲」低

室內環境

死區最小化

實時信號(5V TTL)

在 40kHz 下工作

3 種模塊 − 收發器(HG-M40D) − 發送器(HG-M40T) − 接收器(HG-M40R)

二、超聲波測距原理

超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時計數器開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來，超聲波兩個接收器分別收到反射波就立即停止計時，並測量每條路徑的距離和飛行時間的比例 (P1+P2, P1+P3)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物面的距離s，即：s=340t/2。

 

三、機器人超聲波傳感器模塊 - HG-M40系列, HG-L40系列模塊與模式的區別

 

1、模塊

 

① 收發器(D) : • 不僅可用作收發器模塊，而且在不同的接線方式下，可以作為接收器或發送器使用。

 

因為收發器要發出超聲波並等待回復，它可探測 30cm~40cm 及更遠的距離。無論怎

 

樣，它會儘可能識別出物體是否在某處。

 

② 發送器(T) : 僅發送超聲波。

 

③ 接收器(R) : 僅接收超聲波。

 

※ 使用 2 套或更多發送器和接收器時，可以進行 1~2cm 的近距離探測。

 

※ 同樣，如果所用的是收發器，當它獨立用作發射器或接收器時，也可以探測到距離短至 1〜2Cm 的障礙物。

 

2、模式

 

觸發輸入模式 (M-type)

脈衝串輸入模式(L-type) 3. M-type 與 L-type 間的差別。

 

由於用超聲波測量距離並不是一個點測量。超聲波傳感器具有一定的擴散特性，發射的超聲能量主要集中在主波瓣上，沿著主波軸兩側呈波浪型衰減，（常規）左右約60°的擴散角（可選）。事實上，距離計算是基於超聲波成功、垂直的反射名義下進行的。但對於移動機器人很難保證其自身運動姿態的穩定性，採用超聲波傳感器固定在移動機器人車身的探測方式，當移動機器人偏離平行牆面時，探測系統往往很難得到實際的距離。另外，超聲波這種發散特性在應用於測量障礙物的時候，只能提供目標障礙物的距離信息，而不能提供目標的方向和邊界信息。因此需要用多個超聲傳感器以及其他傳感器共同工作。

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 超聲波避障傳感器及超聲波測距傳感器在機器人中的應用
    當然，這就產生了多傳感器信息的融合處理的問題，增大了信息處理的工作量和難度。除了這種傳感器避障方法，還有很多其他方法融合處理多種傳感器信息，讓全自主機器人實現完美避障，比如：超聲波聲波避障控制法能夠實時監測長距離超聲波傳感器，為機器人搜索開闊路徑。當機器人離障礙物還有一定距離時，超聲波傳感器就能夠檢測到相關信息，並據此控制機器人離開。
  • 超聲波傳感器測距方法詳解
    超聲波傳感器測距方法詳解 2018-03-26 17:57　來源: ISweek 在日常生產生活中，超聲波測距傳感器主要應用於汽車的倒車雷達、及機器人自動避障行走、建築施工工地以及一些工業現場例如
  • 關於超聲波測距儀在機器人系統中的作用
    甚至是工業機器人中最為普遍的傳感器技術之一是超聲波傳感器。 機器人中使用的超聲波傳感器是一個電子模塊，測量距離在3cm到400cm之間。它可以用於幫助機器人避開障礙物，或用於其他相關項目的距離測量和避障工程。傳感器可謂是用來檢測機器人自身的工作狀態，以及機器人智能探測外部工作環境和對象狀態的核心部件。不僅能感受規定的被測量，還能按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。 由於超聲波指向性強，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等,都可以通過超聲波來實現。
  • 超聲波傳感器在AGV機器人中的應用詳解
    打開APP 超聲波傳感器在AGV機器人中的應用詳解 工採網 發表於 2020-11-30 11:35:28 得益於在物流行業、工廠生產線以及服務領域越來越多的落地應用，移動機器人行業處於一片廣闊的藍海中，很可能成為下一個風口。隨著機器人性能的不斷完善，物流和3C行業等迅速發展，AGV的應用範圍也大幅度擴展，已廣泛應用於工業、農業、交通運輸、醫療、服務等領域。 AGV機器人作為輪式移動機器人的分支，它最關鍵的技術就是定位和導航。
  • 外國牛人DIY超聲波傳感器檢測避障機器人(圖文)
    外國牛人DIY超聲波傳感器檢測避障機器人（圖文） 春波綠影 發表於 2012-07-27 15:52:37 　　電子發燒友網訊：這是我做的第一個機器人，我會詳細記錄下每個程序
  • 超聲波傳感器應用場景案例分析
    他們還可以滿足不同的應用需求，因此超聲波傳感器的多樣化應用領域可歸納為以下幾個方面：液體或物料的液位/料位測量、行人檢測、機器人避障/防護、以及AVG檢測等。本文主要圍繞超聲波傳感器應用場景案例提供相對應的解決方案。
  • 基於MEMS 的「矽晶片聲納」超聲波ToF傳感器擴大了感應範圍
    TDK公司宣布現在可以選擇擴大了感應範圍的基於 Chirp CH-201 MEMS的超聲波飛行時間（ToF）傳感器的原始設備製造商（OEM）。此款ToF傳感器利用微型超聲換能器晶片發射超聲波脈衝，然後收聽從位於傳感器視場中的目標返回的回波。
  • 帶超聲波傳感器和Atmega328p的自動洗手模塊設計
    打開APP 帶超聲波傳感器和Atmega328p的自動洗手模塊設計 電路設計技能 發表於 2020-11-19 09:24:44
  • 簡單的超聲波測距模塊製作_HC-SR04超聲波測距模塊及製作圖詳解
    _u=ukgdp5a7629&id=524088004171】由於超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易於做到實時控制，並且在測量精度方面能達到工業實用的要求，因此在移動機器人研製上也得到了廣泛的應用。
  • 超聲波傳感器簡介
    超聲波傳感器是利用超聲波的特性研製而成的傳感器。超聲波距離傳感器可以廣泛應用在物位(液位)監測，機器人防撞，各種超聲波接近開關，以及防盜報警等相關領域，工作可靠，安裝方便， 防水型，發射夾角較小，靈敏度高，方便與工業顯示儀表連接，也提供發射夾角較大的探頭。
  • Arduino教程:認識超聲波傳感器(簡明版)
    超聲波傳感器是一個輸入模塊，提供了非常好的非接觸範圍檢測，性能穩定，易於使用，盲區小，準確度高，測距距離從2釐米到400釐米不等，關鍵是還很便宜，在創客圈應用最為廣泛，包括：機器人測距避障，液位檢測等。
  • 超聲波傳感器——短距離應用的明智選擇
    如果您正在尋找一種傳感器，它不僅可以檢測目標的存在，還可以告訴您目標有多遠，則超聲波可能是您的理想選擇。超聲波是指超出人類聽力範圍（> 20 kHz）的信號，通常在40至70 kHz範圍內。這些信號像雷達一樣使用，它們會向目標輻射並反射回源。它們價格低廉，靈活，並且特別適用於短距離應用，尤其是汽車，家庭和工業機器人設計。
  • 超聲波距離傳感器設計原理性能指標及傳感器結構
    ，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。　超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。利用這一原理，當給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個金屬片構成的振動器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個電信號時，就會因彎曲振動發射出超聲波。相反，當向雙壓電晶片元件施加超聲振動時，就會產生一個電信號。基於以上作用，便可以將壓電陶瓷用作超聲波傳感器。如超聲波傳感器，一個複合式振動器被靈活地固定在底座上。
  • python超聲波傳感_樹莓派超聲波傳感器python - CSDN
    超聲波測距應用廣泛，本次實戰通過樹莓派B+連接HC-SR04超聲波測距傳感器，用python GPIO控制傳感器完成距離測定，並將距離顯示在屏幕上。
  • 智能輪椅和傳感器
    在運動過程中，輪椅既需要接受用戶的指令，又需結合環境信息啟動自身避障、導航等功能模塊，與移動機器人不同的是，在使用過程中，輪椅與用戶成為一個協同工作的系統。
  • 多傳感器智能輪椅的硬體系統設計
    在運動過程中，輪椅既需要接受用戶的指令，又需結合環境信息啟動自身避障、導航等功能模塊，與移動機器人不同的是，在使用過程中，輪椅與用戶成為一個協同工作的系統。其中傳感器模塊主要有內部狀態感知和外部環境感知兩部分構成，通過姿態傳感器確定輪椅自身的位姿信息;通過編碼器的位移速度和距離獲得自定位信息;視覺、超聲波和接近開關主要負責持續獲得周圍環境和障礙物的距離信息。驅動控制模塊我們採用後輪驅動的方式，每一個後輪配置一個電動機，在控制器的操作下實現電動輪椅的前進、後退和轉向。
  • 松下開發用於氫氣的超聲波氣體流量和濃度傳感器
    日本電子產品製造商松下已開發出一種用於氫氣的超聲波氣體流量和濃度傳感器。該公司稱這是業內首創，該傳感器可在高度潮溼的環境下實時同時測量氫氣的流量和濃度。近年來，隨著人們對氫作為下一代能源的日益增長的興趣，旨在利用氫能的行動正在全世界範圍內積極地推廣。
  • 智能輪椅上傳感器的綜合應用
    智能輪椅和移動的機器人不同，雖然都結合了傳感器的操作，但是在使用過程中，輪椅與用戶成為一個協同工作的系統才是稚嫩輪椅的突破點。智能輪椅的構造相當的複雜，它結合了超聲波傳感器、接近開關、自定位傳感器、角度傳感器和視覺傳感器等等。整個系統主要由傳感器模塊、驅動控制模塊和人機互動模塊3部分組成。
  • 松下開發了一種用於氫氣的超聲波氣體流量和濃度傳感器
    日本電子產品製造商松下已開發出一種用於氫氣的超聲波氣體流量和濃度傳感器。該傳感器能夠在高度潮溼的環境下實時同步測量氫氣的流量和濃度，該公司稱這在業內尚處於首次。然而，傳統的熱流量傳感器和濃度傳感器在潮溼條件下性能不佳，難以準確測量未反應氫。松下表示，通過開發燃氣表設備，利用超聲波氣體測量技術，松下的技術能夠在高度潮溼的環境下同時測量氫氣的流量和濃度，並在家用燃料電池領域處於領先地位。
  • 超聲波測距與超聲測距傳感器是這樣玩起來的
    超聲波傳感器應用起來原理簡單，也很方便，成本也很低。但是目前的超聲波傳感器都有一些缺點，比如，反射問題，噪音，交叉問題。 1. 反射問題 如果被探測物體始終在合適的角度，那超聲波傳感器將會獲得正確的角度。但是不幸的是，在實際使用中，很少被探測物體是能被正確的檢測的。