[發(fā)明專利]研究信號強(qiáng)度指示和距離之間映射關(guān)系的實驗方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310491193.0
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103763042A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張榮標(biāo);陳超;張業(yè)成;宋永獻(xiàn)
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種研究信號強(qiáng)度指示和距離之間映射關(guān)系的實驗裝置，其特征是：地面上具有一個箱體結(jié)構(gòu)（17），箱體結(jié)構(gòu)（17）上部固定有工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)，工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)頂端固定有第一超聲波收發(fā)器（1-1）和接收節(jié)點（14）；箱體結(jié)構(gòu)（170內(nèi)部固定有控制電路板（12），接收節(jié)點（14）及第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）分別通過數(shù)據(jù)線和控制電路板（12）相連；第一超聲波收發(fā)器（1-1）和接收節(jié)點（14）的外部有飄在空中的風(fēng)箏（3），風(fēng)箏（3）通過風(fēng)箏線固定在箱體結(jié)構(gòu)（17）上，風(fēng)箏（3）面向地面的一側(cè)上固定有發(fā)射節(jié)點（2），發(fā)射節(jié)點（2）上有第二超聲波收發(fā)探頭（1-2）；所述工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動微調(diào)使第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）的空間位置和第二超聲波收發(fā)探頭（1-2）自動對準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征是：所述工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括臂部（7）、腰部（8）、大臂步進(jìn)電機(jī)（9）、回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（16）和基座（10），基座（10）水平固定在箱體結(jié)構(gòu)17的上表面上，回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)16垂直固定在基座（10）上表面上且輸出軸連接腰部（8），腰部（8）底部中心位置開有圓柱形凹槽（19），在圓柱形凹槽（19）的側(cè)翼各有一個卡槽（20），回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（16）輸出軸上的對應(yīng)位置設(shè)有配合卡槽（20）的卡榫，腰部（8）的頂部連接水平安裝的大臂步進(jìn)電機(jī)（9），腰部（8）的頂部鉸接臂部（7），臂部（7）的頂部固定有超聲波收發(fā)器支撐板（6），超聲波收發(fā)器支撐板（6）上部固定有第一超聲波收發(fā)器（1-1）和接收節(jié)點（14）；大臂步進(jìn)電機(jī)（9）和回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（16）分別通過控制線和控制電路板（12）相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征是：控制電路（12）包括電源模塊、MCU控制處理單元、放大電路、檢波電路、回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)控制器及大臂步進(jìn)電機(jī)控制器；接收節(jié)點（14）通過數(shù)據(jù)線和控制電路板（12）相連；第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）內(nèi)部的超聲波接收頭依次通過放大電路、檢波電路與MCU控制處理單元相連，第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）內(nèi)部的超聲波發(fā)射頭通過檢波電路同與MCU控制處理單元相連；大臂步進(jìn)電機(jī)（9）通過控制線和大臂步進(jìn)電機(jī)控制器相連，回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（16）通過控制線和回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)控制器相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征是：箱體結(jié)構(gòu)（17）下端固定有帶走輪的行走架（13），用于宏觀調(diào)整第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）的位置。

5.一種如權(quán)利要求1所述實驗裝置的實驗方法，其特征是包括以下步驟：

A、調(diào)整工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制電路板（12）控制第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）發(fā)送一束測試超聲波信號，待第二超聲波收發(fā)探頭（1-2）接收到信號后停止發(fā)送測試超聲波，使第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）和第二超聲波收發(fā)探頭（1-2）對準(zhǔn)；

B、控制電路板（12）控制第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）發(fā)送一束超聲波，并記錄此時的時間T₁，第二超聲波收發(fā)探頭（1-2）一旦接收到此超聲波信號就返回一束超聲波信號，控制電路板（12）記錄第一超聲波收發(fā)探頭（1-1）接收到第二超聲波收發(fā)探頭（1-2）返回的超聲波信號時的時間T₂，計算出兩者的距離d₁=?，接收節(jié)點（14）將接收到的信號強(qiáng)度指示值傳給控制電路板（12）；

C、改變風(fēng)箏（3）的高度以改變第一、第二超聲波收發(fā)探頭（1-1、1-2）之間的距離，待風(fēng)箏（3）在空中穩(wěn)定之后，重復(fù)步驟A和B；

D、對多組信號強(qiáng)度指示值和其對應(yīng)的距離進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，分析出信號強(qiáng)度指示和距離之間映射關(guān)系。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實驗方法，其特征是：步驟A中，控制電路（12）中的MCU控制處理單元發(fā)出一個電脈沖信號給回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)控制器，回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（16）帶動腰部（8）回轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動臂部（7）繞輸出軸水平轉(zhuǎn)動一個步距角；MCU控制處理單元連續(xù)發(fā)送多個脈沖波給大臂步進(jìn)電機(jī)控制器，驅(qū)動大臂步進(jìn)電機(jī)（9）繞其輸出軸方向持續(xù)轉(zhuǎn)動；回轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)（16）每水平轉(zhuǎn)動一個步距角，大臂步進(jìn)電機(jī)（9）帶動臂部（7）繞其輸出軸持續(xù)轉(zhuǎn)動直至極限位置，最終完成第一、第二超聲波收發(fā)探頭（1-1、1-2）之間的自動對準(zhǔn)。?