CHƯƠNG 3 : HỆ THỐNG CƠ KHÍ
5.4. Hệ thống cảm biến trong robot massage
Cảm biến gắn trên robot bao gồm một bộ chuyển đổi và một mạch điện. Bộ chuyển đổi là một thiết bị chuyển đổi các đại lượng vật lý hay hố học thành tín hiệu điện. Thơng thường tín hiệu từ bộ chuyển đổi rất nhỏ cần phải khuếch đại trước khi sử dụng. Nhiều bộ chuyển đổi đưa ra tín hiệu khơng tuyến tính thì ta phải cho qua bộ làm tuyến tính tín hiệu như hình 5.9. Trong hệ thống robot massage quan trọng nhất là hệ thống thị giác máy, cảm biến lực và các đĩa mã hóa gia lượng encoder.
Đại lượng vật lý Bộ biến đổi Tín hiệu số Mơ hình Mạch điều hồ tín hiệu Giao tiếp máy tính Phân tích và giảm dữ liệu Phân tích mơ hình NHẬN DẠNG Tuyến tính và khuếch đại tín hiệu điện
Hình 5.9 Sơ đồ cảm biến trong robot
5.4.1. Giải thuật thị giác máy
Nguyên lý hoạt động của hệ thống thị giác máy: Camera thu hình ảnh chụp trên đầu người cũng như hệ thống cảm biến chiều sâu xác định trường tọa độ của các điểm
43
trong tầm qt và sau đó trích xuất khoảng kích thước đầu cần sử dụng để truyền về máy tính. Máy tính sẽ dựa trên các giải thuật trí tuệ nhân tạo để xử lý tín hiệu và xác định điểm huyệt massage, quỹ đạo massage, lực bấm tác động lên đầu người dựa trên kích thước chiều rộng, chiều dài, chiều dày đầu cũng như các thông số trong hệ thống quản lý sức khỏe của người cần được trị liệu. Phần mềm được lập trình sẽ phân tích và đưa ra kết quả. Kết quả xử lý này sẽ được nội suy để xác định quỹ đạo đường đi phù hợp và xuất tín hiệu điều khiển thích hợp. Tín hiệu điều khiển được xuất ra cổng COM đến bộ điều khiển. Mơ hình lắp đặt hệ thống thị giác máy trên giường massage như
hình 5.10.
Hình 5.10 Mơ hình lắp đặt hệ thống massage và gội đầu dễ di chuyển kết hợp với
giường massage
5.4.2. Bộ mã hóa gia lượng (Encoder)
44
Encoder là cảm biến để đo vị trí góc của trục động cơ, máy cơng cụ, băng tải, bánh xe, hoặc bất kỳ thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc. Encoder được chia làm 2 loại, là encoder tuyệt đối (absolute) và encoder tương đối (incremental). Encoder được sử dụng trong nghiên cứu này là loại tương đối (incremental) nên phần này chỉ đề cập đến loại encoder này. Cấu tạo như trên hình 5.17 bao gồm một đĩa tròn xoay, quay
quanh trục, được làm bằng nhiều vật liệu khác nhau như: kim loại, nhựa, đĩa từ... Trên đĩa có các lỗ (rãnh), hoặc vạch mực. Cấu tạo của encoder incremental: gồm hai đĩa, một đĩa đứng yên và một đĩa quay. Tuỳ vào loại encoder mà đĩa quay gồm hai hay ba đường, hai đường ngồi chia làm n khoảng góc bằng nhau liên tiếp các vạch đen (rãnh) và trong suốt, đường thứ ba chỉ có một rãnh nhỏ. Có ba cảm biến quang học, các nguồn sáng tương ứng và một bộ điều khiển tạo xung vuông ngõ ra.