機器人接觸式物體探測技術(shù)電路設計

　　探測物體的一種穩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(jiàn)的形式，而且通常只用簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現。在這里，我們將介紹一些接觸方式，其中包括“軟接觸”技術(shù)，使用這項技術(shù)的機器人能通過(guò)細微的接觸來(lái)進(jìn)行探測。

　　下圖中給出使用導電橡膠片的比較合理的接口電路。導電橡膠片和一個(gè)3.3k電阻串聯(lián)在地與電源正電壓之間形成了分壓器。當導電橡膠片受壓時(shí)，傳感器的輸出端的電壓就會(huì )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。當壓電片的電壓超過(guò)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(lái)驅動(dòng)一個(gè)控制馬達方向的繼電器上或者直接連接到一個(gè)微處理器或計算機端口上。

　　多路碰撞開(kāi)關(guān)

　　當有許多開(kāi)關(guān)或者近距離探測設備布置在機器人的周?chē)鷷r(shí)會(huì )怎樣呢？不得不把每個(gè)開(kāi)關(guān)的輸出連接到電腦里，但是那樣做浪費了很多外設端口。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換器。這兩個(gè)方案允許在一條公共控制線(xiàn)路上連接多個(gè)開(kāi)關(guān)。機器人的微處理器或計算機將查詢(xún)這條控制線(xiàn)，而不是每個(gè)開(kāi)關(guān)或近距離探測設備。

　　使用優(yōu)先編碼器電路設計

　　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(kāi)關(guān)的輸出?！‘斠粋€(gè)開(kāi)關(guān)閉合，相應的二進(jìn)制編碼就會(huì )出現在A(yíng)-B-C輸出引腳處。對于優(yōu)先編碼器，只有開(kāi)關(guān)中最高的值才能在輸出端顯示出來(lái)。換句話(huà)說(shuō)，如果開(kāi)關(guān)4和7都閉合了，那么輸出端只能反應引腳4閉合。

　　使用電阻分壓排

　　如果機器人的計算機或者微控制器中有模一數轉換器（ADC）或者可以添加一個(gè)，就能以另一種技術(shù)實(shí)現多路開(kāi)關(guān)接口：電阻分壓排。概念十分簡(jiǎn)單，像圖18 所示。每個(gè)開(kāi)關(guān)通過(guò)一個(gè)電阻的一端接地，而+V電壓串接另一電阻到各開(kāi)關(guān)上。多個(gè)開(kāi)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，所以當某一開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，對應的電壓值都是獨一無(wú)二的。注意，由于電阻是并聯(lián)的，所以一次可能有多個(gè)開(kāi)關(guān)閉合。從而得到一個(gè)中間值。要對連接每個(gè)開(kāi)關(guān)的電阻值進(jìn)行摸索實(shí)驗以獲得最大的靈活性。