了解HYDAC賀德克角度傳感器的應用
賀德克角度傳感器是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔,可以配合樂高的軸。當連結到RCX上時,軸每轉過1/16圈,角度傳感器就會計數一次。往一個方向轉動時,計數增加,轉動方向改變時,計數減少。計數與角度傳感器的初始位置有關。當初始化角度傳感器時,它的計數值被設置為0,如果需要,你可以用編程把它重新復位。
HAT 3000是高分辨率測量單圈編碼器。由于采用非接觸式電磁測量方法及其堅固的設計,HAT 3000適用于移動和固定應用中的旋轉角度測量,尤其是在需要高分辨率數據采集的情況下。
在安全版本中,編碼器符合SIL2(IEC 61508)或PL d(ISO 13849)的安全要求。因此,編碼器可以有利地用于車輛構造和移動機器的許多應用中,特別是對于增加的安全性要求。
HAT 3000具有符合ECE類型認證的E13道路認證,尤其適用于在公共道路上使用的車輛。
你可以很容易的測出位置和速度。當在機器人身上連接上輪子(或通過齒輪傳動來移動機器人)時,可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉換成速度,你也可以用它除以所用時間。實際上,計算距離的基本方程式為:
距離=速度×時間
由此可以得到:
速度=距離/時間
如果把HYDAC賀德克角度傳感器連接到馬達和輪子之間的任何一根傳動軸上,必須將正確的傳動比算入所讀的數據。舉一個有關計算的例子。在你的機器人身上,馬達以3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是說,角度傳感器轉三周,主動輪轉一周。賀德克角度傳感器每旋轉一周計16個單位,所以16*3=48個增量相當于主動輪旋轉一周。我們需要知道齒輪的圓周來計算行進距離。幸運地是,每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標有自身的直徑。我們選擇了體積大的有軸的輪子,直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位),因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。已知量都有了:齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256。我們總結一下。稱R為角度傳感器的分辨率(每旋轉一周計數值),G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉一周角度傳感器的增量。
后,我再為大家介紹一下HYDAC賀德克角度傳感器的主要應用領域:
在程序不僅僅會用到乘法和除法的數學運算,還有更多的需要多留心。
使用HYDAC賀德克角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單:如果馬達運轉,而齒輪不轉,說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單,而且非常有效;要求就是運動的輪子不能在地板上打滑(或者說打滑次數太多),否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題,這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它:在驅動輪旋轉的過程中,如果惰輪停止了,說明你碰到障礙物了。
在許多情況下賀德克角度傳感器是非常有用的:控制手臂,頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是,當運行速度太慢或太快時,RCX在的檢測和計數方面會受到影響。事實上,問題并不是出在RCX身上,而是它的操作系統,如果速度超出了其范圍,RCX就會丟失一些數據。Steve Baker用實驗證明過,轉速在每分鐘50到300轉之間是一個比較合適的范圍,在此之內不會有數據丟失的問題。然而,在低于12rpm或超過1400rpm的范圍內,就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內時,RCX也偶會出現數據丟失的問題。
HYDAC賀德克角度傳感器在軍事上的應用
大家熟知的火炮是利用燃氣壓力等能源拋射彈丸,口徑等于和大于20毫米的身管射擊武器。火炮通常由炮身和炮架兩大部分組成。早在1332年,供應的元朝就在裝備了早的金屬身管火炮:青銅火銃。火炮通常由炮身和炮架兩大部分組成。火炮射擊時對炮床傾角的要求很高,利用角度傳感器設計的數字式象限儀,可明顯提高校正炮床的速度,降低操作難度。
賀德克角度傳感器是作為炮彈發射的準確性,穩定性提供大的幫助。大家都知道火炮身管用來賦予彈丸初速和飛行方向,炮尾用來裝填炮彈,炮閂用以關閉炮膛,擊發炮彈。如今炮架由反后坐裝置、方向機、高低機、瞄準裝置、大架和運動體,賀德克角度傳感器等組成,而反后坐裝置用以保證火炮發射炮彈后的復位,方向機和高低機用來保證火炮發射炮彈后復位,方向機和高低機用來操縱炮身變換方向和高低,瞄準裝置由角度傳感器,瞄準具和瞄準鏡組成,用以裝定火炮射擊數據,實施瞄準射擊,大架和運動體用于射擊時支撐火炮,行軍時作為炮車。
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