一种轮式机器人行走电机转速的测定方法以及测量装置

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	一种轮式机器人行走电机转速的测定方法以及测量装置
其他题名	一种轮式机器人行走电机转速的测定方法以及测量装置
	姜春雷; 高丙坤; 王金玉; 王源; 段玉波; 邢思远
	2014-04-30
专利权人	东北石油大学
公开日期	2014-04-30
授权国家	中国
专利类型	发明申请
摘要	一种轮式机器人行走电机转速的测定方法以及测量装置，主要为了解决轮式机器人采用光电码盘进行转速测量易磨损且测量精度不高的问题。其特征在于：在轮式机器人的行走轮外粘贴倾角为Φ的反光薄片，测量装置包括可产生稳定波长的激光二极管、反光薄片、准直透镜和可使光回馈水平处于中等回馈水平的衰减片，激光二极管发出的激光经过透镜和衰减片按照激光二极管发出的出射光平行于电机转动轴的方向打到反光薄片的表面边缘处,发生激光自混合现象；反光薄片每移动激光半个波长的距离，光电二极管输出的电流信号产生一个条纹的变化,从而获得轮式机器人行走电机转速。本发明需要的装置结构简单、测量精度高、价格低廉，可以用于替代光电码盘。
其他摘要	一种轮式机器人行走电机转速的测定方法以及测量装置，主要为了解决轮式机器人采用光电码盘进行转速测量易磨损且测量精度不高的问题。其特征在于：在轮式机器人的行走轮外粘贴倾角为Φ的反光薄片，测量装置包括可产生稳定波长的激光二极管、反光薄片、准直透镜和可使光回馈水平处于中等回馈水平的衰减片，激光二极管发出的激光经过透镜和衰减片按照激光二极管发出的出射光平行于电机转动轴的方向打到反光薄片的表面边缘处,发生激光自混合现象；反光薄片每移动激光半个波长的距离，光电二极管输出的电流信号产生一个条纹的变化,从而获得轮式机器人行走电机转速。本发明需要的装置结构简单、测量精度高、价格低廉，可以用于替代光电码盘。
主权项	一种轮式机器人行走电机转速的测定方法，该方法由如下步骤组成：（1）在轮式机器人的行走轮外粘贴一个反光薄片，所述反光薄片的外表面与行走轮之间形成倾斜角，角度为Φ( )；（2）在轮式机器人的行走轮外，搭建一套测量装置，所述测量装置包括可产生稳定波长的激光二极管、反光薄片、准直透镜和可使光回馈水平处于中等回馈水平的衰减片，激光二极管LD发出的激光经过透镜和衰减片按照激光二极管发出的出射光平行于电机转动轴的方向打到步骤（1）中所述的带有倾斜角Φ的反光薄片的倾斜面表面边缘处；（3）调整步骤（2）中的激光二极管的驱动电流，并且调整反光角度使反射光进入激光腔内部，使其处于激光二极管驱动阈值电流的1～1倍区间,以确保激光自混合现象发生；（4）当发生激光自混合现象后，反光薄片平行电机转轴方向每移动激光半个波长的距离，反射光散射到激光器腔内就会引起功率的变化，从而测量装置中的光电二极管PD输出的电流信号就会产生一个条纹的变化；根据条纹个数可以判断车轮转动过的位移; （5）调整光反馈水平，使光反馈水平处于中等反馈水平下，将步骤（4）中光电二极管输出的信号经过信号放大电路放大形成类锯齿波信号,电机转轴转动方向与所获得锯齿波倾斜方向一致; （6）步骤（5）中的类锯齿波信号经微分信号处理电路处理后送给单片机进行数据处理，按照以下方式计算，即可获得轮式机器人行走轮车轮走过的弧长: 因为一个自混合干涉条纹代表半个波长的位移,系统中采用的激光器波长为650nm,所以半波波长即325nm,所以车轮（电机）转过的圈数可以表示为： ,为车轮转动一周倾斜斜面转动引起的平行于电机转轴的位移；式中Q为旋转车轮转动圈数； c为自混合干涉条纹个数；D反光薄片平行于电机转轴方向的位移，R为车轮半径，为车轮斜面倾角(); （7）将步骤（6）中获得的车轮走过的弧长乘以车轮转过的圈数即可测量出行走电机的转速。
申请日期	2014-01-10
专利号	CN103760377A
专利状态	授权
申请号	CN201410012254.5
公开（公告）号	CN103760377A
IPC 分类号	G01P3/36
专利代理人	李建华
代理机构	大庆知文知识产权代理有限公司
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/63838
专题	半导体激光器专利数据库
作者单位	东北石油大学
推荐引用方式 GB/T 7714	姜春雷,高丙坤,王金玉,等. 一种轮式机器人行走电机转速的测定方法以及测量装置. CN103760377A[P]. 2014-04-30.

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CN103760377A.PDF（826KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文