機(jī)器人接觸式物體探測技術(shù)電路設(shè)計(jì)

　　探測物體的一種穩(wěn)妥的方法就是和物體進(jìn)行物理的接觸。接觸可能是物體探測的最常見的形式，而且通常只用簡單的開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)。在這里，我們將介紹一些接觸方式，其中包括“軟接觸”技術(shù)，使用這項(xiàng)技術(shù)的機(jī)器人能通過細(xì)微的接觸來進(jìn)行探測。

　　下圖中給出使用導(dǎo)電橡膠片的比較合理的接口電路。導(dǎo)電橡膠片和一個(gè)3.3k電阻串聯(lián)在地與電源正電壓之間形成了分壓器。當(dāng)導(dǎo)電橡膠片受壓時(shí)，傳感器的輸出端的電壓就會變化。傳感器的輸出端就是壓電片和電阻之間的一點(diǎn)，此信號連接到比較器339的反向輸入端引腳上。當(dāng)壓電片的電壓超過了比較器的參考電壓時(shí)，比較器輸出狀態(tài)改變，就表示碰撞發(fā)生了。這個(gè)比較器的輸出可以用來驅(qū)動一個(gè)控制馬達(dá)方向的繼電器上或者直接連接到一個(gè)微處理器或計(jì)算機(jī)端口上。

　　多路碰撞開關(guān)

　　當(dāng)有許多開關(guān)或者近距離探測設(shè)備布置在機(jī)器人的周圍時(shí)會怎樣呢？不得不把每個(gè)開關(guān)的輸出連接到電腦里，但是那樣做浪費(fèi)了很多外設(shè)端口。一個(gè)比較好的解決辦法是利用一個(gè)優(yōu)先編碼器或者多路轉(zhuǎn)換器。這兩個(gè)方案允許在一條公共控制線路上連接多個(gè)開關(guān)。機(jī)器人的微處理器或計(jì)算機(jī)將查詢這條控制線，而不是每個(gè)開關(guān)或近距離探測設(shè)備。

　　使用優(yōu)先編碼器電路設(shè)計(jì)

　　下圖中的電路使用了一塊74148優(yōu)先編碼器集成塊。

　　集成塊的輸入端就是那些開關(guān)的輸出?！‘?dāng)一個(gè)開關(guān)閉合，相應(yīng)的二進(jìn)制編碼就會出現(xiàn)在A-B-C輸出引腳處。對于優(yōu)先編碼器，只有開關(guān)中最高的值才能在輸出端顯示出來。換句話說，如果開關(guān)4和7都閉合了，那么輸出端只能反應(yīng)引腳4閉合。

　　使用電阻分壓排

　　如果機(jī)器人的計(jì)算機(jī)或者微控制器中有模一數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）或者可以添加一個(gè)，就能以另一種技術(shù)實(shí)現(xiàn)多路開關(guān)接口：電阻分壓排。概念十分簡單，像圖18 所示。每個(gè)開關(guān)通過一個(gè)電阻的一端接地，而+V電壓串接另一電阻到各開關(guān)上。多個(gè)開關(guān)則并行接入ADC的輸入端，如圖所示。這些電阻形成了一個(gè)分壓器。由于每個(gè)電阻值都不同，所以當(dāng)某一開關(guān)閉合時(shí)，對應(yīng)的電壓值都是獨(dú)一無二的。注意，由于電阻是并聯(lián)的，所以一次可能有多個(gè)開關(guān)閉合。從而得到一個(gè)中間值。要對連接每個(gè)開關(guān)的電阻值進(jìn)行摸索實(shí)驗(yàn)以獲得最大的靈活性。