給機(jī)器人以平衡感的各種方法測(cè)量?jī)A角的傳感器為機(jī)器人提供平衡感的最普通方法之一是用一個(gè)傾角傳感器或傾角開關(guān)。它可以測(cè)量機(jī)器人與地心之間的相對(duì)角度。如果機(jī)器人翻倒了，傳感器或開關(guān)的角度就改變，這可被機(jī)器人中的電子儀器檢測(cè)到，傾角傳感器和開關(guān)有各種形式和包裝，不過(guò)最常見(jiàn)的如下：
(1)裝滿水銀的玻璃瓶就可構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的通／斷開關(guān)。當(dāng)傾角開關(guān)處于一個(gè)位置(比方說(shuō)，水平)液態(tài)水銀合金接觸瓶?jī)?nèi)部的觸點(diǎn)，開關(guān)閉合，當(dāng)開關(guān)旋轉(zhuǎn)為垂直時(shí)，水銀不再接觸觸點(diǎn)，開關(guān)開斷。水銀傾角開關(guān)最主要的缺點(diǎn)是水銀本身為高毒金屬。
(2)籠中球是一種全機(jī)械開關(guān)，其在彈子機(jī)和其它要求水平面變化很小的裝置中很流行。開關(guān)是內(nèi)置一個(gè)金屬小球的方型或圓形容器，容器內(nèi)有兩個(gè)或更多的電觸點(diǎn)。小球的重量使之接觸電觸點(diǎn)，這就形成了一個(gè)開關(guān)。容器可有多個(gè)開關(guān)，故可測(cè)量所有方向的傾角。
(3)電子氣泡水平儀傳感器就是在氣泡水平儀增加上一些接口電路組成。水平儀只不過(guò)是裝有水或其他液體的玻璃管(雖然不是裝得滿滿的)。因其沒(méi)有被完全裝滿，氣泡位于管的頂部。當(dāng)管子傾斜時(shí)，重力使氣泡晃前晃后。光學(xué)傳感器——例如紅外線發(fā)光二極管和檢測(cè)器——用來(lái)測(cè)量氣泡的相對(duì)大小和位置。
(4)電解傾角傳感器和水銀開關(guān)相似，不過(guò)更復(fù)雜且昂貴得多。電解傾角傳感器的玻璃瓶中裝滿特殊電解液，即少量可導(dǎo)電的液體。當(dāng)開關(guān)傾斜時(shí)，容器中的電解液四處晃動(dòng)，改變兩個(gè)(或更多)金屬觸點(diǎn)間的導(dǎo)電性。
1．利用水銀開關(guān)建立平衡系統(tǒng) 可以利用兩個(gè)小水銀開關(guān)為機(jī)器人建立一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的平衡系統(tǒng)。你想讓水銀開關(guān)在相當(dāng)小的角度打開(或關(guān)閉)。也許是30—35度左右——?jiǎng)偤脡蚪o有翻倒危險(xiǎn)的機(jī)器人發(fā)信號(hào)。一般只能在專業(yè)工業(yè)品商店才能買到符合這些規(guī)格的開關(guān)。 豎直安裝開關(guān)，如果機(jī)器人水平放置，就會(huì)觸發(fā)開關(guān)。你可直接把開關(guān)連接到微機(jī)或微型控制器的輸入輸出腳上。但是。因?yàn)樗y開關(guān)的電子“噪音”相當(dāng)大?？赡苄枰陂_關(guān)和輸入輸出線上裝一個(gè)抗震顫電路。
2．利用籠中球開關(guān)建立一個(gè)平衡系統(tǒng) 四觸點(diǎn)籠中球開關(guān)是常見(jiàn)的商品，且非常便宜。如果開關(guān)在任何方向上傾斜度超過(guò)大約25—30度。開關(guān)四觸點(diǎn)中至少一個(gè)會(huì)閉合，從而表明機(jī)器人不穩(wěn)定。需要與籠中球傳感器一起使用抗震顫電路。 因?yàn)榛\中球傳感器有四個(gè)觸點(diǎn)(和一個(gè)公有的中心觸點(diǎn))?？商峁╅_關(guān)的獨(dú)立輸出或公共輸出。利用獨(dú)立輸出，機(jī)器人上的微機(jī)或微型控制器可斷定機(jī)器人向哪個(gè)方向上傾斜。如果閉合了兩個(gè)觸點(diǎn)。球就會(huì)同時(shí)跨立在兩個(gè)觸點(diǎn)上。但是，除非使用特制的接口線路。否則你需要專用微機(jī)或微型控制器上有四個(gè)輸入／輸出線路和開關(guān)觸點(diǎn)——對(duì)應(yīng)。 相反地，利用公共輸出方法你可把所有輸出線串接在一起。球接觸任一觸點(diǎn)開關(guān)都會(huì)關(guān)閉。這種方法只用一個(gè)輸入／輸出線。但是它剝奪了機(jī)器人確切感知哪一方向失去平衡的能力。這種想法的一種改進(jìn)是用特殊大小的電阻形成分壓器。當(dāng)你把電阻接到可進(jìn)行模擬輸入(例如。模擬-數(shù)字變換器)的輸入／輸出線上時(shí)，你可通過(guò)輸入端變化的電壓很容易地判定開關(guān)的哪個(gè)觸點(diǎn)閉合了。
