Wykrywanie kontaktu kończyny robota z przeszkodą - dobór sensora i koncepcji.

[mathmed]

Jestem w trakcie budowy robota kroczącego i chciałbym przedyskutować z Wami możliwe sposoby wykrywania osiągnięcia przez kończynę robota docelowego położenia końcowego i ewentualne rozpoznanie mechanicznych przeszkód. Do poruszania kończyną używam serwomechanizmów - chciałbym użyć wersji cyfrowych oraz nie modyfikować ich konstrukcji. Przy spełnieniu założeń widzę przynajmniej cztery metody.

1. Monitorowanie prądu serwomechanizmów przez boczniki prądowe - jeśli prąd się wyzeruje pdp. położenie docelowe jest osiągnięte. W serwach analogowych można szacować kątowe odstępstwo od założonego położenia (czym większe wypełnienie sygnału aktywacji dla silnika tym dalej od założonego położenia). Serwa cyfrowe nie umożliwiają takiego szacowania.

2. Naklejenie kropelką sensora tensometrycznego na wydrukowany w 3D element kończyny i monitorowanie jego odkształcenia powstałego wskutek naprężenia związanego z kolizją z przeszkodą.

3. Zastosowanie zewnętrznego potencjometru lub enkodera w obrębie "stawu" robota i sczytywanie jego położenia.

4. Użycie akcelerometru w sąsiedztwie punktu końcowego kończyny i weryfikacja danych nt. położenia - problemy wiążą się z kosztami (choć są niedrogie układy), dodatkowe okablowanie i moc obliczeniowa.

Dodatkowe sposoby z wyraźniejszymi wadami:

5. W przypadku modyfikacji serwomechanizmu można podpiąć się pod jego potencjometr i mieć dane zwrotne na temat położenia. Wadą jest tutaj sam fakt modyfikacji fabrycznego elementu i utrata gwarancji na nieraz dość drogą część.

6. W obrębie punktu końcowego można wkleić rodzaj przycisku, ale daje to bardzo ograniczony i w zasadzie progowy sposób weryfikacji tylko niektórych miejsc kontaktu.

Jaki sposób jest Waszym zdaniem najlepszy? Czy znacie lepsze sposoby? Z pewnością jest coś o czym nie pomyślałem. Do mnie najbardziej przemawia 1, 2 lub 4.

[Treker (Damian Szymański)]

Najprostsze są oczywiście przyciski "na stopach" i takie rozwiązania spotyka się chyba najczęściej w konstrukcjach DIY. Ma to jednak swoje ograniczenia. Jeśli zależy Ci na precyzyjnym odczycie położenia to na pewno najlepszy wynik dadzą enkodery/potencjometry na stawach. Pytanie tylko jak wtedy wykrywać przeszkody - byłoby dość ciężko. Najlepiej byłoby chyba połączyć dwie metody, czyli mierzyć pobór prądu napędów (co pozwala wykryć kolizję), a dokładne położenie nogi podczas kolizji można odczytać za pomocą enkoderów. Jednak to są tylko moje domysły, nie sprawdzałem tego w praktyce 😉

Może @deshipu doradzi coś okiem praktyka?