角度傳感器與傾角傳感器工作原理的區(qū)別
傾角傳感有三種不同工作原理,傾角傳感器有氣體.液體.固定三種不同基本原理的傾角傳感器,工業(yè)等行業(yè)大多數(shù)使用的是MEMS傾角傳感器,基本原理可以參考
https://www.zc-sensor.com/news/news-1767(傾角傳感器的原理)
角度傳感器結(jié)構(gòu)原理如下圖

機(jī)器人有兩個(gè)角度傳感器,通過(guò)傳動(dòng)鏈將每一個(gè)角感連接到主動(dòng)輪上。輪子的直徑為D,R為角感的分辨率,G為編碼器與輪子的傳動(dòng)比,你
能得到一個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)F,它將角度傳感器的每一個(gè)單位轉(zhuǎn)換成響應(yīng)的運(yùn)動(dòng)距離:
F = (D x π) / (G x R)
這個(gè)比的分子是D x π,表示輪子的圓周長(zhǎng),它剛好等于輪子轉(zhuǎn)動(dòng)一周運(yùn)動(dòng)的距離。這個(gè)比的分母是G x R,定義編碼器計(jì)數(shù)的增量剛好等于輪子的一轉(zhuǎn)。F就表示每跳動(dòng)一下移動(dòng)的單位距離。
機(jī)器人使用最大的輪子,它的直徑是81.6mm。角度傳感器每一轉(zhuǎn)有16的分辨率,她與輪子的傳動(dòng)比是1;5(輪子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,角度傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)5圈)。結(jié)果是:
F = 81.6 mm x 3.1416 / (5 x 16 ticks) =3.2 mm/tick
就是說(shuō)每次傳感器計(jì)數(shù)一次,輪子就會(huì)運(yùn)動(dòng)3.2mm。在任何給定的時(shí)間間隔,左輪運(yùn)動(dòng)的距離TL等于角度傳感器計(jì)數(shù)的增量IL乘以系數(shù)F
TL = IL x F
同樣,對(duì)右輪:
TR = IR x F
機(jī)器人的中心點(diǎn),就是在連接兩輪的的中線上的一點(diǎn),它移動(dòng)的距離是TC
TC = (TR + TL) / 2
為了計(jì)算方向ΔO的變化你需知道機(jī)器人的另一個(gè)參數(shù),輪子間的距離B,或更精確一點(diǎn),輪子與地接觸的那兩點(diǎn)間的距離。
ΔO = (TR – TL) / B
這個(gè)公式返回的值ΔO是弧度,使用下面的關(guān)系式將弧度轉(zhuǎn)變?yōu)榻嵌取?/p>
ΔODegrees = ΔORadians x 180 /π
你現(xiàn)在可以計(jì)算機(jī)器人的相對(duì)方位,在I時(shí)刻的新方位ΔO是建立在I-1時(shí)刻的方位變化ΔO
O是機(jī)器人所指的方位,為ΔO選擇同樣的單位的結(jié)果是:
Oi = Oi-1 + ΔO
同樣的,新的中心點(diǎn)卡迪爾坐標(biāo)是根據(jù)前一中心點(diǎn)移動(dòng)距離的增量:
xi = xi-1 + TC x cos
yi = yi-1 + TC x sin Oi
這兩個(gè)三角函數(shù)把移動(dòng)距離的矢量表示轉(zhuǎn)換成卡迪爾坐標(biāo)。
不幸的是,在進(jìn)行定位時(shí)你無(wú)法除去三角式中角度O,還好,有些特殊的情況,你可以避免三角函數(shù),比如,當(dāng)機(jī)器人在某個(gè)位置精確的轉(zhuǎn)動(dòng)90度,并按照你所期望的筆直往前走。在這種情況下,x或y有一個(gè)是常量,其它運(yùn)動(dòng)距離的增量TC也同樣。使用雙差速齒你只需要一個(gè)角度傳感器,安裝在左或右輪上。這個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)保證了當(dāng)一個(gè)馬達(dá)打開(kāi)時(shí)機(jī)器人直線驅(qū)動(dòng),當(dāng)另一個(gè)馬達(dá)打開(kāi)時(shí)機(jī)器人就轉(zhuǎn)彎,在第一種情況下,角度傳感器,角度傳感器將會(huì)測(cè)量小車運(yùn)動(dòng)的直線距離TC,而在第二中情況下,你必須要根據(jù)角度傳感器的增量讓它以90度的倍數(shù)旋轉(zhuǎn)。同步驅(qū)動(dòng)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)只能限制在90度范圍內(nèi),關(guān)于這個(gè)方向改變角度的物理約束,你確信使用右角度來(lái)處理。將角度傳感器連接到馬達(dá)上。
角度傳感器與傾角傳感器使用范圍的區(qū)別
傾角傳感器主要應(yīng)用于角度測(cè)量,零位調(diào)整,水平調(diào)整
傾角開(kāi)關(guān)(十二路開(kāi)關(guān)信號(hào))
安全控制,報(bào)警,監(jiān)控
機(jī)械臂,大壩,建筑,橋梁角度測(cè)量
對(duì)準(zhǔn)控制,彎曲控制。
初始位置控制,傾角姿態(tài)記錄儀
汽車四輪定位
高空作業(yè)車
角度傳感器主要應(yīng)用于系列傾角,角度傳感器,距離傳感器,加速度傳感器,以及測(cè)量方位用的數(shù)字羅盤(pán),電子羅盤(pán)和陀螺儀已經(jīng)廣泛的應(yīng)用應(yīng)用于石油,煤炭,鋼鐵,船舶,隧道,醫(yī)療設(shè)備,大壩,機(jī)械,物探儀器,地質(zhì),巖土,石油,礦山,管道,測(cè)斜導(dǎo)管,鐵路、港口、水利、高層建筑,墻洞,礦井、隧道、船塢、抗滑樁和板樁,煤礦,動(dòng)態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn),地質(zhì),衛(wèi)星GPS系統(tǒng),風(fēng)水,越野車,航海,實(shí)驗(yàn)儀器,數(shù)字水平儀,醫(yī)療,機(jī)械調(diào)平,角度測(cè)量和監(jiān)視,汽車,起重機(jī)械運(yùn)動(dòng)檢測(cè),康復(fù)系統(tǒng),生物工程系統(tǒng),虛擬現(xiàn)實(shí)、現(xiàn)實(shí)放大,體育,慣性導(dǎo)航系統(tǒng),人體姿態(tài)測(cè)量工業(yè)機(jī)械,摩托車陀螺儀,光纖,制導(dǎo),平衡,導(dǎo)向,方向測(cè)量,動(dòng)態(tài)跟蹤,捷聯(lián),慣性,導(dǎo)航,方位角,角速度,速率,機(jī)械,爆轉(zhuǎn),測(cè)量等行業(yè)。