近距离检测方法、近距离传感器和机械臂与流程

本发明涉及检测，具体涉及一种近距离检测方法、近距离传感器和机械臂。

背景技术：

1、距离传感器的工作原理多种多样，主要可以分为接触式和非接触式两大类。接触式传感器包括行程开关和二维矩阵式位置传感器等，行程开关通过物理接触动作来控制，广泛应用于加工中心的轴向移动控制，二维矩阵式位置传感器则用于检测物体接触的位置。非接触式传感器：包括电磁式、光电式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等，它们在物体接近到设定距离时发出动作信号，无需与物体直接接触，例如，光电式位置传感器通过发射和接收光线来检测物体的位置。对于一些应用场景，例如电机控制、机械臂控制中接触式传感器不适用，一般采用非接触式传感器。

2、然而目前的非接触式传感器在一些干扰性较强的环境下，会对位置传感器产生干扰，精度较低、容易产生误判，导致位置传感器的性能下降。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的第一个目的在于提出一种近距离检测方法。

2、本发明的第二个目的在于提出一种近距离传感器。

3、本发明的第三个目的在于提出一种机械臂。

4、本发明采用的技术方案如下：

5、本发明第一方面的实施例提出了一种近距离检测方法，包括以下步骤：在测试环境中设置近距离位置传感器和目标物体；控制所述近距离位置传感器的压电晶体换能器从第一i/o(输入/输出)口输出方波声波信号，所述方波声波信号遇到目标物体后自动返回至所述近距离位置传感器的接收端；当接收端接收到返回信号后控制所述压电晶体换能器从第二i/o口输出高电平声波信号，所述高电平声波信号遇到目标物体后自动返回至所述近距离位置传感器的接收端；根据所述高电平声波信号的从发出到接收端接收到返回信号的持续时间t计算近距离位置传感器与目标物体的距离作为测试距离，并获取当前近距离位置传感器和目标物体的实际距离；采用以上方式获取不同位置的近距离位置传感器和目标物体的测试距离和实际距离数据，形成多组距离数据并存储；根据多组距离数据计算近距离位置传感器的修正参数；实际检测中，根据修正参数对所述近距离位置传感器的测试距离进行修正以生成所述近距离位置传感器的检测结果。

6、本发明上述提出的近距离检测方法还可以具有如下附加技术特征：

7、根据本发明的一个实施例，根据多组距离数据计算近距离位置传感器的修正参数，具体包括：计算多组所述测试距离和实际距离数据的差值绝对值；根据所述差值绝对值形成距离矩阵a，所述距离矩阵a包括m行n列，m和n为正整数；随机选取所述距离矩阵a中的任一列作为基准列a0，计算其余列与所述基准列a0的欧式距离，根据所述欧式距离形成损失矩阵c；根据所述损失矩阵c计算修正距离p，其中修正距离为矩阵c的元素，n为正整数；根据修正距离获取所述近距离位置传感器的修正参数。

8、根据本发明的一个实施例，所述压电晶体换能输出的方波声波信号包括：8个周期的40khz的方波声波信号。

9、根据本发明的一个实施例，测试距离＝(高电平声波信号持续时间t*340m/s)/2。

10、本发明的第二方面实施例提出了一种近距离传感器，包括：压电晶体换能器，所述压电晶体换能器用于输出方波声波信号和高电平声波信号；控制器，所述控制器用于控制所述近距离位置传感器的压电晶体换能器从第一i/o口输出方波声波信号，所述方波声波信号遇到目标物体后自动返回至所述近距离位置传感器的接收端，当接收端接收到返回信号后控制所述压电晶体换能器从第二i/o口输出高电平声波信号，所述高电平声波信号遇到目标物体后自动返回至所述近距离位置传感器的接收端；所述控制器还用于：采用以上方式获取不同位置的近距离位置传感器和目标物体的测试距离和实际距离数据并存储，形成多组距离数据并存储，以及根据多组距离数据计算近距离位置传感器的修正参数，以及在实际检测中，根据修正参数对所述近距离位置传感器的测试距离进行修正以生成所述近距离位置传感器的检测结果。

11、本发明上述提出的近距离传感器还可以具有如下附加技术特征：

12、根据本发明一个实施例，所述控制器具体用于：计算多组所述测试距离和实际距离数据的差值绝对值；根据所述差值绝对值形成距离矩阵a，所述距离矩阵a包括m行n列，m和n为正整数；随机选取所述距离矩阵a中的任一列作为基准列a0，计算其余列与所述基准列a0的欧式距离，根据所述欧式距离形成损失矩阵c；根据所述损失矩阵计算修正距离p，其中修正距离为矩阵c的元素，n为正整数；根据修正距离获取所述近距离位置传感器的修正参数。

13、根据本发明一个实施例，所述控制器控制所述压电晶体换能输出的方波声波信号包括：8个周期的40khz的方波声波信号。

14、根据本发明一个实施例，所述控制器具体根据以下公式获取所述测试距离：测试距离＝(高电平声波信号持续时间t*340m/s)/2。

15、本发明的第三方面实施例提出了一种机械臂，包括本发明第二方面实施例所述的近距离传感器。

16、本发明的有益效果：

17、本发明中采用不同的端口发送不同的声波信号，从而可以提高距离检测的准确性，并且实际应用时根据修正参数对测试距离进行修正，进一步提高了近距离位置传感器检测的精确性。

技术特征：

1.一种近距离检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的近距离检测方法，其特征在于，根据多组距离数据计算近距离位置传感器的修正参数，具体包括：

3.根据权利要求1所述的近距离检测方法，其特征在于，所述压电晶体换能输出的方波声波信号包括：8个周期的40khz的方波声波信号。

4.根据权利要求1所述的近距离检测方法，其特征在于，测试距离＝(t*340m/s)/2，t为高电平声波信号持续时间。

5.一种近距离传感器，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的近距离传感器，其特征在于，所述控制器具体用于：

7.根据权利要求5所述的近距离传感器，其特征在于，所述控制器控制所述压电晶体换能输出的方波声波信号包括：8个周期的40khz的方波声波信号。

8.根据权利要求5所述的近距离传感器，其特征在于，所述控制器具体根据以下公式获取所述测试距离：

9.一种机械臂，其特征在于，包括根据权利要求5-8中任一项所述的近距离传感器。

技术总结本发明提供一种近距离检测方法、近距离传感器和机械臂，所述方法包括：控制压电晶体换能器从第一I/O口输出方波声波信号；当接收端接收到返回信号后控制压电晶体换能器从第二I/O口输出高电平声波信号；根据高电平声波信号的从发出到接收端接收到返回信号的持续时间计算近距离位置传感器与目标物体的距离作为测试距离；采用以上方式获取不同位置检查出的测试距离和实际距离数据形成多组距离数据；根据多组距离数据计算修正参数；实际检测中根据修正参数对测试距离进行修正。本发明中采用不同的端口发送不同的声波信号，从而可以提高距离检测的准确性，并且实际应用时根据修正参数对测试距离进行修正，进一步提高了近距离位置传感器检测的精确性。技术研发人员：张晓鹏,赵家丰,许中受保护的技术使用者：江苏道达智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2