1、機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用主講人：李富強(qiáng)2機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用6.2 位置傳感器位置傳感器v6.2.1 線位移檢測(cè)傳感器v6.2.2 角位移檢測(cè)傳感器v6.2.3 速度、加速度傳感器v6.2.4 電子羅盤及陀螺儀v6.2.5 GPS全球?qū)Ш较到y(tǒng)3機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用6.2.1 線位移檢測(cè)傳感器線位移檢測(cè)傳感器v一、光柵位移傳感器v二、感應(yīng)同步器v三、磁柵位移傳感器4機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用32411.標(biāo) 尺 光 柵 2.指 示 光 柵3.光 電 元 件 4.光 源5機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用v 2、工作原理ddffddBffddW/2WddW/2指示光柵標(biāo)尺光柵6機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用莫爾條紋具有如下特點(diǎn)：v 1.莫爾

2、條紋的位移與光柵的移動(dòng)成比例。光柵每移動(dòng)過(guò)一個(gè)柵距W，莫爾條紋就移動(dòng)過(guò)一個(gè)條紋間距B v 2.莫爾條紋具有位移放大作用。莫爾條紋的間距B與兩光柵條紋夾角之間關(guān)系為v 3.莫爾條紋具有平均光柵誤差的作用。 WWB2sin27機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 通過(guò)光電元件，可將莫爾條紋移動(dòng)時(shí)光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)換為近似正弦變化的電信號(hào)，如圖所示。 U0UW/2oUm2W3W/2WxWxUUUm2sin08機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 將此電壓信號(hào)放大、整形變換為方波，經(jīng)微分轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)，再經(jīng)辨向電路和可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，則可用數(shù)字形式顯示出位移量，位移量等于脈沖與柵距乘積。測(cè)量分辨率等于柵距。9機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用v 1.感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)1

3、0機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 包括定尺和滑尺，用制造印刷線路板的腐蝕方法在定尺和滑尺上制成節(jié)距T(一般為2mm)的方齒形線圈。定尺繞組是連續(xù)的，滑尺上分布著兩個(gè)勵(lì)磁繞組，分別稱為正弦繞組和余弦繞組。當(dāng)正弦繞組與定尺繞組相位相同時(shí)，余弦繞組與定尺繞組錯(cuò)開1/4節(jié)距。滑尺和定尺相對(duì)平行安裝，其間保持一定間隙（0.050.2mm）。11機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用2.感應(yīng)同步器的工作原理v 在滑尺的繞組中，施加頻率為f（一般為210kHz）的交變電流時(shí)，定尺繞組感應(yīng)出頻率為f的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與滑尺和定尺的相對(duì)位置有關(guān)。v 設(shè)正弦繞組供電電壓為Us，余弦繞組供電電壓為Uc，移動(dòng)距離為x，節(jié)距為T，則正弦繞組單

4、獨(dú)供電時(shí)，在定尺上感應(yīng)電勢(shì)為cos360cos2ssKUTxKUUo12機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 余弦繞組單獨(dú)供電所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)為 sin360sin2ccKUTxKUUosincos222csKUKUUUU13機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用式中 ： v K定尺與滑尺之間的耦合系數(shù)；v 定尺與滑尺相對(duì)位移的角度表示量（電角度）T節(jié)距，表示直線感應(yīng)同步器的周期，標(biāo)準(zhǔn)式直線感應(yīng)同步器的節(jié)距為2mm。v 利用感應(yīng)電壓的變化可以求得位移X，從而進(jìn)行位置檢測(cè)。14機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用v 3. 測(cè)量方法v 根據(jù)對(duì)滑尺繞組供電方式的不同，以及對(duì)輸出電壓檢測(cè)方式的不同，感應(yīng)同步器的測(cè)量方式有鑒相式和鑒幅式兩種工作法。15機(jī)器人技術(shù)及

5、應(yīng)用(1)鑒相式工作法v 滑尺的兩個(gè)勵(lì)磁繞組分別施加相同頻率和相同幅值，但相位相差90o的兩個(gè)電壓，設(shè)tmsUUsintUUmccos222UUU)sin(sincoscossintKUtKUtKUmmmTxo36016機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用v 2.鑒幅工作法v 在滑尺的兩個(gè)勵(lì)磁繞組上分別施加相同頻率和相同相位，但幅值不等的兩個(gè)交流電壓：tmUUssinsintmUUcsincostKUUUUmsin)sin(22217機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用v 1.磁柵式位移傳感器的結(jié)構(gòu) 輸 出 信 號(hào)勵(lì) 磁 電 源654SS3N NS SS7N N1SNN200a bx18機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用2.原理：v 在用軟磁材料制成

6、的鐵芯上繞有兩個(gè)繞組，一個(gè)為勵(lì)磁繞組，另一個(gè)為拾磁繞組，將高頻勵(lì)磁電流通入勵(lì)磁繞組時(shí)，當(dāng)磁頭靠近磁尺時(shí)在拾磁線圈中感應(yīng)電壓為：txUUsin2sin0 19機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用3.測(cè)量方式v(1)鑒幅測(cè)量方式 如前所述，磁頭有兩組信號(hào)輸出，將高頻載波濾掉后則得到相位差為/2的兩組信號(hào) 兩組磁頭相對(duì)于磁尺每移動(dòng)一個(gè)節(jié)距發(fā)出一個(gè)正（余）弦信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理后可進(jìn)行位置檢測(cè)。這種方法的檢測(cè)線路比較簡(jiǎn)單，但分辨率受到錄磁節(jié)距的限制，若要提高分辨率就必須采用較復(fù)雜的信頻電路，所以不常采用。 xUU2sin0120機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用2.鑒相測(cè)量方式v將一組磁頭的勵(lì)磁信號(hào)移相90，則得到輸出電壓為v在求和電路中相加

7、，則得到磁頭總輸出電壓為txUUcos2sin01txUUsin2cos02txUU2sin0 21機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用2 角位移檢測(cè)傳感器角位移檢測(cè)傳感器v一、旋轉(zhuǎn)變壓器v二、光電編碼器22機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器1. 結(jié)構(gòu)如圖所示旋轉(zhuǎn)變壓器一般做成兩極電機(jī)的形式。在定子上有激磁繞組和輔助繞組，它們的軸線相互成90。在轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)輸出繞組正弦輸出繞組和余弦輸出繞組，這兩個(gè)繞組的軸線也互成90，一般將其中一個(gè)繞組（如Z1、Z2）短接。Z12ZDD21UD13U24DZ3U3Z423機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器2. 原理v 旋轉(zhuǎn)變壓器在結(jié)構(gòu)上與兩相繞組式異步電機(jī)相

8、似，由定子和轉(zhuǎn)子組成。當(dāng)以一定頻率（頻率通常為400Hz、500Hz、1000Hz及5000Hz等幾種）的激磁電壓加于定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成正比關(guān)系。前一種旋轉(zhuǎn)變壓器稱為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器，適用于大角位移的絕對(duì)測(cè)量；后一種稱為線性旋轉(zhuǎn)變壓器，適用于小角位移的相對(duì)測(cè)量。24機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器3. 測(cè)量方式v當(dāng)定子繞組中分別通以幅值和頻率相同、相位相差為90的交變激磁電壓時(shí)，便可在轉(zhuǎn)子繞組中得到感應(yīng)電勢(shì)U3，根據(jù)線性疊加原理，U3值為激磁電壓U1和U2的感應(yīng)電勢(shì)之和，即tUUmsin1tUUmcos2)cos

9、()90sin(sin213tkUkUkUUmo25機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器v 線性旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)際上也是正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器，不同的是線性旋轉(zhuǎn)變壓器采用了特定的變壓比k和接線方式，如右圖。這樣使得在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)（一般為60），其輸出電壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。此時(shí)輸出電壓為cos1sin13kkUU3DZ2U11DZ43D24DU3Z1Z26機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用27機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用2.增量式編碼器工作原理 鑒向盤與主碼盤平行，并刻有a、b兩組透明檢測(cè)窄縫，它們彼此錯(cuò)開1/4節(jié)距，以使A、B兩個(gè)光電變換器的輸出信號(hào)在相位上相差90。工作時(shí)，鑒向盤靜止不動(dòng)，主碼盤與轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，光源發(fā)

10、出的光投射到主碼盤與鑒向盤上。當(dāng)主碼盤上的不透明區(qū)正好與鑒向盤上的透明窄縫對(duì)齊時(shí)，光線被全部遮住，光電變換器輸出電壓為最小；當(dāng)主碼盤上的透明區(qū)正好與鑒向盤上的透明窄縫對(duì)齊時(shí)，光線全部通過(guò)，光電變換器輸出電壓為最大。主碼盤每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)刻線周期，光電變換器將輸出一個(gè)近似的正弦波電壓，且光電變換器A、B的輸出電壓相位差為90。經(jīng)邏輯電路處理就可以測(cè)出被測(cè)軸的相對(duì)轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 28機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用3.絕對(duì)式編碼器原理 絕對(duì)式編碼器是把被測(cè)轉(zhuǎn)角通過(guò)讀取碼盤上的圖案信息直接轉(zhuǎn)換成相應(yīng)代碼的檢測(cè)元件。編碼盤有光電式、接觸式和電磁式三種。 光電式碼盤是目前應(yīng)用較多的一種，它是在透明材料的圓盤上精確地印制上二

11、進(jìn)制編碼。如圖所示為四位二進(jìn)制的碼盤，碼盤上各圈圓環(huán)分別代表一位二進(jìn)制的數(shù)字碼道，在同一個(gè)碼道上印制黑白等間隔圖案，形成一套編碼。 29機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 黑色不透光區(qū)和白色透光區(qū)分別代表二進(jìn)制的“0”和“1”。在一個(gè)四位光電碼盤上，有四圈數(shù)字碼道，每一個(gè)碼道表示二進(jìn)制的一位，里側(cè)是高位，外側(cè)是低位，在360范圍內(nèi)可編數(shù)碼數(shù)為24=16個(gè)。1 1 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 00 1 1 10 1 0 01 0 1 01 0 0 11 0 0 01 0 1 11 1 1 10 0 0 10 0 1 00 0 0 01 1 1 01 1 0 130機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 工作時(shí)，碼盤的

12、一側(cè)放置電源，另一邊放置光電接受裝置，每個(gè)碼道都對(duì)應(yīng)有一個(gè)光電管及放大、整形電路。碼盤轉(zhuǎn)到不同位置，光電元件接受光信號(hào)，并轉(zhuǎn)成相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)放大整形后，成為相應(yīng)數(shù)碼電信號(hào)。 1 1 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 00 1 1 10 1 0 01 0 1 01 0 0 11 0 0 01 0 1 11 1 1 10 0 0 10 0 1 00 0 0 01 1 1 01 1 0 131機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 4.絕對(duì)式編碼器非單值性誤差的消除(1).循環(huán)碼盤(或稱格雷碼盤)右圖所示為四位二進(jìn)制循環(huán)碼。這種編碼的特點(diǎn)是任意相鄰的兩個(gè)代碼間只有一位代碼有變化，即“0”變?yōu)椤?”或“1”變

13、為“0”。因此，在兩數(shù)變換過(guò)程中，所產(chǎn)生的讀數(shù)誤差最多不超過(guò)“1”，只可能讀成相鄰兩個(gè)數(shù)中的一個(gè)數(shù)。 1 0 0 10 1 1 11 1 1 10 1 0 00 1 0 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 0 1 01 0 1 10 0 0 10 1 1 00 0 1 00 0 1 00 0 1 10 0 0 01 0 0 032機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用(2).帶判位光電裝置的二進(jìn)制循環(huán)碼盤 該碼盤最外圈上的信號(hào)位的位置正好與狀態(tài)交線錯(cuò)開，只有當(dāng)信號(hào)位處的光電元件有信號(hào)時(shí)才讀數(shù)，這樣就不會(huì)產(chǎn)生非單值性誤差。 0 1 0 01 1 0 11 1 1 111101 0 1 01 1 0 01

14、0 1 00 1 1 10 1 1 00 0 1 00 0 1 11 0 1 11 0 0 01 0 0 10 0 0 00 0 0 133機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用v一、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)v二、光電式速度傳感器v三、差動(dòng)變壓器式速度傳感器v四、加速度傳感器6.2.3 速度、加速度傳感器速度、加速度傳感器34機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用一、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)一、直流測(cè)速發(fā)電機(jī) 測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)有多種，但原理基本相同。圖所示為永磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)原理電路圖。恒定磁通由定子產(chǎn)生，當(dāng)轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組中即產(chǎn)生交變的電勢(shì)，經(jīng)換向器和電刷轉(zhuǎn)換成正比的直流電勢(shì)。 MI0RLV035機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 光電脈沖測(cè)速原理如下圖所示。物

15、體以速度V通過(guò)光電池的遮擋板時(shí)，光電池輸出階躍電壓信號(hào)，經(jīng)微分電路形成兩個(gè)脈沖輸出，測(cè)出兩脈沖之間的時(shí)間間隔t，則可測(cè)得速度為x00ett光電池?fù)醢錠速度測(cè)量0e微分電路txV/36機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 光電式轉(zhuǎn)速傳感器是由裝在被測(cè)軸（或與被測(cè)軸相連接的輸入軸）上的帶縫圓盤、光源、光電器件和指示縫隙圓盤組成，如下圖所示。光源發(fā)出的光通過(guò)縫隙圓盤和指示縫隙盤照射到光電器件上，當(dāng)縫隙圓盤隨被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤每轉(zhuǎn)一周，光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖，根據(jù)測(cè)量時(shí)間t內(nèi)的脈沖數(shù)N，則可測(cè)得轉(zhuǎn)速為透 鏡光 源光 電 器 件帶 縫 隙 圓 盤指 示 縫 隙 盤tZNn6037機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 差動(dòng)變壓器式

16、除了可測(cè)量位移外，還可測(cè)量速度。其工作原理如下圖所示。差動(dòng)變壓器式的原邊線圈同時(shí)供以直流和交流電流，即tItimsin)(0I交 流電 源直 流電 源加 法 器跟 隨 器跟 隨 器i( t )xd xd t減法器低通濾波器放大器U38機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 當(dāng)差動(dòng)變壓器以被測(cè)速度V=dx/dt移動(dòng)時(shí)，在其副邊兩個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，將它們的差值通過(guò)低通濾波器濾除勵(lì)磁高頻角頻率后，則可得到與速度v（m/s）相對(duì)應(yīng)的電壓輸出，即 差動(dòng)變壓器漂移小，其主要性能為：測(cè)量范圍102000mm/s（可調(diào)），輸出電壓10V（max），輸出電流10mA（max），頻帶寬度500Hz。vkIUv0239機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)

17、用v 作為加速度檢測(cè)元件的加速度傳感器有多種形式，它們的工作原理大多是利用慣性質(zhì)量受加速度所產(chǎn)生的慣性力而造成的各種物理效應(yīng)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成電量，來(lái)間接度量被測(cè)加速度。最常用的有應(yīng)變片式和壓電式等。 40機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 電阻應(yīng)變式加速度計(jì)結(jié)構(gòu)原理如下圖所示。它由重塊、懸臂梁、應(yīng)變片和阻尼液體等構(gòu)成。當(dāng)有加速度時(shí)，重塊受力，懸臂梁彎曲，按梁上固定的應(yīng)變片之變形便可測(cè)出力的大小，在已知質(zhì)量的情況下即可計(jì)算出被測(cè)加速度。殼體內(nèi)灌滿的粘性液體作為阻尼之用。這一系統(tǒng)的固有頻率可以做得很低。應(yīng)變片m懸臂梁Z (t)0Z (t)1充以阻尼液體的殼體41機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 壓電加速度傳感器結(jié)構(gòu)原理如右圖所示。使

18、用時(shí)，傳感器固定在被測(cè)物體上，感受該物體的振動(dòng)，慣性質(zhì)量塊產(chǎn)生慣性力，使壓電元件產(chǎn)生變形。壓電元件產(chǎn)生引 出 線3質(zhì) 量 塊1 殼 體壓 電 晶 片m4 2 42機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 下下圖為一種空氣阻尼的電容式加速度傳感器。該傳感器采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，有兩個(gè)固定電極，兩極板之間有一用彈簧支撐的質(zhì)量塊，此質(zhì)量塊的兩端經(jīng)過(guò)磨平拋光后作為可動(dòng)極板。當(dāng)傳感器測(cè)量垂直方向的振動(dòng)時(shí)，由于質(zhì)量塊的慣性作用，使兩固定極相對(duì)質(zhì)量塊產(chǎn)生位移，使電容C1、C2中一個(gè)增大，另一個(gè)減小，它們的差值正比于被測(cè)加速度。這種加速度傳感器的精度較高，頻率響應(yīng)范圍寬，可以測(cè)得很高的加速度值。3241C12C43機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 。6.

19、2.4 電子羅盤及陀螺儀電子羅盤及陀螺儀44機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用6.2.4 電子羅盤及陀螺儀電子羅盤及陀螺儀電子磁羅盤的原理是利用磁傳感器測(cè)量地磁場(chǎng)。地球的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.5-0.6 高斯，與地平面平行，永遠(yuǎn)指向磁北極，磁場(chǎng)大致為雙極模式：在北半球，磁場(chǎng)指向下，赤道附近 指向水平，在南半球，磁場(chǎng)指向上。無(wú)論何地，地球磁場(chǎng)的方向的水平分量，永遠(yuǎn)指向磁北極，由此，可以用電子羅盤系統(tǒng)確定方向。 電子羅盤有以下幾種傳感器組合： 雙軸磁傳感器系統(tǒng)：由兩個(gè)磁傳感器垂直安裝于同一平面組成，測(cè)量時(shí)必需持平，適用于手持、低精度設(shè)備。 三軸磁傳感器雙軸傾角傳感器系統(tǒng)：由三個(gè)磁傳感器構(gòu)成X、Y、Z軸磁系統(tǒng)，加上雙軸傾角傳

20、感器進(jìn)行傾斜補(bǔ)償，同時(shí)除了測(cè)量航向還可以測(cè)量系統(tǒng)的俯仰角和橫滾角。適合于需要方向和姿態(tài)顯示的精度要求較高的設(shè)備。 45機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用1 三軸磁阻傳感器測(cè)量平面地磁場(chǎng)，雙軸傾角三軸磁阻傳感器測(cè)量平面地磁場(chǎng)，雙軸傾角補(bǔ)償。補(bǔ)償。2 高速高精度高速高精度A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。3 內(nèi)置溫度補(bǔ)償，最大限度減少傾斜角和指向內(nèi)置溫度補(bǔ)償，最大限度減少傾斜角和指向 角的溫度漂移。角的溫度漂移。4 內(nèi)置微處理器計(jì)算傳感器與磁北夾角。內(nèi)置微處理器計(jì)算傳感器與磁北夾角。5 具有簡(jiǎn)單有效的用戶標(biāo)校指令。具有簡(jiǎn)單有效的用戶標(biāo)校指令。6 具有指向零點(diǎn)修正功能。具有指向零點(diǎn)修正功能。7 外殼結(jié)構(gòu)防水，無(wú)磁外殼結(jié)構(gòu)防水，無(wú)磁.

21、 6.2.4 電子羅盤及陀螺儀電子羅盤及陀螺儀電子羅盤的特點(diǎn)：電子羅盤的特點(diǎn)：46機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用6.2.4 電子羅盤及陀螺儀電子羅盤及陀螺儀 移動(dòng)機(jī)器人在行進(jìn)的時(shí)候可能會(huì)遇到各種地形或移動(dòng)機(jī)器人在行進(jìn)的時(shí)候可能會(huì)遇到各種地形或者各種障礙。這時(shí)即使機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置采用閉環(huán)者各種障礙。這時(shí)即使機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置采用閉環(huán)控制，也會(huì)由于輪子打滑等原因造成機(jī)器人偏離設(shè)控制，也會(huì)由于輪子打滑等原因造成機(jī)器人偏離設(shè)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且這種偏移是旋轉(zhuǎn)編碼器無(wú)法測(cè)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且這種偏移是旋轉(zhuǎn)編碼器無(wú)法測(cè)量到的。這時(shí)就必須依靠電子羅盤或者角速率陀螺量到的。這時(shí)就必須依靠電子羅盤或者角速率陀螺儀來(lái)測(cè)量這些偏移，并

22、作必要的修正，以保證機(jī)器儀來(lái)測(cè)量這些偏移，并作必要的修正，以保證機(jī)器人行走的方向不至偏離。人行走的方向不至偏離。 另外一方面，商用的電子羅盤傳感器精度通常為另外一方面，商用的電子羅盤傳感器精度通常為0.5度或者更差。而如果機(jī)器人運(yùn)動(dòng)距離較長(zhǎng)，度或者更差。而如果機(jī)器人運(yùn)動(dòng)距離較長(zhǎng)，0.5度的航向偏差可能導(dǎo)致機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的線位移偏離值度的航向偏差可能導(dǎo)致機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的線位移偏離值不可接受。不可接受。 47機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用6.2.4 電子羅盤及陀螺儀電子羅盤及陀螺儀 ADXRS150速率陀螺 ADXL203內(nèi)部結(jié)構(gòu) 注意：由于人體容易累積高達(dá)4000V的靜電，雖然ADXRS150ABG本身具有靜電保護(hù)，

23、但仍有可能被高能量的靜電擊穿而不被察覺(jué)。因此，在使用時(shí)應(yīng)遵守恰當(dāng)?shù)姆漓o電準(zhǔn)則，以避免不必要的損失。1)通常應(yīng)用：車輛底盤滾轉(zhuǎn)傳感，慣性測(cè)量單元IMU，平臺(tái)穩(wěn)定，無(wú)人機(jī)控制，彈道測(cè)量等2)規(guī)格數(shù)據(jù)：在環(huán)境溫度 25C,工作電壓 5 V, 角速率 = 0/s, 帶寬 = 80 Hz (Cout = 0.01 F),角速率0/S , 1g, 下測(cè)量。 48機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用6.2.5 GPS全球?qū)Ш较到y(tǒng)全球?qū)Ш较到y(tǒng)GPS是美國(guó)軍方研制的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，即“Global Positioning System”全球定位系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。24顆GPS衛(wèi)星在離地面1萬(wàn)2千公里的高空上，以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行，任

24、意時(shí)刻在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。49機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 6.2.5 GPS全球?qū)Ш较到y(tǒng)全球?qū)Ш较到y(tǒng) 由衛(wèi)星的位置精確可知，在由衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，我觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方個(gè)方程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置程式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置(X,Y,Z)。考慮到衛(wèi)星。考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差，實(shí)際上有4個(gè)個(gè)未知數(shù)，未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第和鐘差，因而需要引入第4顆顆衛(wèi)星，形成衛(wèi)星，形成4個(gè)方程