超声波传感器可以应用在生活中的哪些领域?
机器人代表了超声波传感器已经找到家的另一个领域,例如机器人真空吸尘器、割草机和窗户清洗机、办公室中的远程呈现机器人以及建筑物的建造和拆除。这些应用以及更多应用需要机器人设备在不撞到墙壁、家具、设备、人员或其他机器人的情况下找到出路。障碍物检测是实现这一要求的关键。机器人必须及时检测或“看到”几英尺到几厘米外的障碍物以避免碰撞。
超声波传感器是一种让机器人看到的廉价方式。传感器发出声波来检测物体。尽管玻璃和大多数塑料是阻碍声音的固体物体,但传声材料与超声波传感器配合得很好。一些传声材料是扬声器格栅布和特殊塑料,以及金属丝网和网。
大多数现代车辆将超声波传感器覆盖在一个特殊的塑料外壳中,以防止对换能器的环境损害,例如雨水、泥土、污垢等。
超声波传感器是如何工作的?
机器人超声波系统的设计类似于车内的防撞和停车系统。例如,超声波传感器嵌入在机器人真空吸尘器的侧面,以提供360度覆盖。传感器的间距和数量取决于真空的形状和超声波传感器的视野。当真空或其他机器人设备在智能家居或建筑物周围漫游时,超声波传感器将绘制障碍物,计算与障碍物的距离,并将此信息提供给电子设备以应对挑战。与人类并肩工作的协作机器人是超声波。传感器的另一个应用。在工业流水线工厂和仓库地板之外,协作机器人已在医疗和医院大厅中得到认可。除了它们的温和性,医疗协作机器人和移动机器人不会感染COVID-19等生物冠状病毒。机器人系统在临床护理中必不可少,例如疾病预防、诊断和筛查以及患者护理。
使用声波技术设计机器人只需要几个基本组件。压控压电振荡器用于产生超声波。信号处理器和换能器驱动芯片与换能器相连,启动声波,对返回的电信号进行处理,并计算出相关回波所需的算法。需要一个CPU来解释来自机器人周围多个超声波传感器的信息,以绘制障碍物并停止或帮助导航远离它们。
超声波系统还用于提高用户便利性并优化楼宇和住宅自动化的性能。例如,许多产品需要一种仅在需要时激活的方法,否则保持睡眠模式以节省电量。当检测到人类或其他机器人的早期存在时,设备应自动唤醒以执行关键功能。一旦检测到,这些系统会打开或关闭灯,调整暖通空调(HVAC)系统设置,在按下电子门铃之前打开它们,通知房主(或录制视频),或激活防盗警报.
超声波传感还为智能建筑中的占用检测和高级运动检测器提供了一种方法。由于超声波技术依赖于目标被击中后回波的强度,因此可以轻松区分人与昆虫或宠物的存在。一旦反射超声波检测到指定目标,调整输出将激活特定设备,例如打开视频门铃或监控摄像头中的摄像功能。
作为旁注,确定占用率的另一种方法是使用被动红外技术。PIR传感器依靠红外辐射(IR)来检测是否存在发热物体而不是无生命物体(例如,超声波传感器)。通常,热释电传感器测量周围环境的平均温度,但这种测量在试图跟踪运动时并不是特别有用。
回到超声波技术,另一个流行的智能建筑应用是检测机场、购物中心和其他商业设施车库中的开放停车位。一旦检测到停放的车辆,安装在天花板上的普通绿色(或打开)灯将读取并通知驾驶员该位置已被占用。