请教 光电编码轮在小车中起什么作用呀？

lingzibest

我看到好多的机器人小车上面都在轮子上面设计有光电编码轮，这个东东是用来测量轮子的角速度，然后得到小车的实际运行速度么？

    要是制作小车到底使用减速电机还是用步进电机呢？我家附近有卖只有小拇指粗，两厘米长的减速电机的，说是用在数码相机的变焦镜头上面的电机是1.5V的，用这个小电机可以驱动小车么，这样车就可以做的比较小了，还有卖电机的总是说减速电机有5V的，3V的1.5V的好几种，是不是电压越高的驱动能力越大呀？

   怎么能够根据实际小车的重量算出需要使用的电机的功率的算法或是公式呀？这样就可以做到座大限度的节约功耗了？

   怎么能够比较精确的用减速电机控制小车的前进速度呀，光用PWM只能够变速，但不知道实际的速度到底是多少呀？

   怎么能够通过控制左右两个轮子的旋转方向和速度来实现一定角度的旋转呢，比如30度60度？

   怎么能够通过程序来检验地面摩擦力，感知行驶的地面是粗糙的还是光滑的，好用来改进前近的方式？

   不是说有一种霍尔传感器可以感觉物体的存在么，可以用这个来避开障碍么？

   谢谢：）－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

wudi

很多东西是凭经验的，并没有绝对的公式，只要合理就可以了。

barrin

我的经验告诉我，编码轮只能用来测车子的方向（不打滑），而你要是想用2个编码轮定位的话，长时间运动之后必然会产生误差的（我觉得是在理论上就没办法解决）

mrcafe

光电编码器可以测得转数（rad/min），要用它定位，无法实现。因为定位的线度要求就在它的误差范围之内。简言之，转数表算错一转问题不大，但是定位时却差之千里。想测速还可以用测速发电机，接在轮子转轴上，发电的多少就对应了转速。地面摩擦力实时控制好像无法实现。霍尔元件是磁敏元件，对塑料、木头一点用都没有。

Cocal

不同意楼上的，我觉得光电编码器的一个重要作用就是定位，否则要转数干吗？只关心跑的多快，连一个指令下去跑了多远都不管？



这种机构一般用在直流电机驱动的底盘上，没有了这个，像armok帖的那种两个驱动论加一个万向轮的底盘，恐怕连直线都走不直，更不用说左转30度，右转30度，掉头180度这些基本的动作了。而对于步进电机驱动的底盘（好像凌阳那个底盘是吧），就可以不需要这个东西了。



转数展开了就是距离，有了距离就有最基本的定位，虽然这种结构不能应付打滑，但它的确是最基本的定位机构。



回楼主：1.5v的电机当然可以做机器人，电机的功率和电压的关系，普遍意义上大概可以这么看，但不绝对，要看电机设计的出发点是什么。



底下几个问题问的很好，不十分赞同wudi的唯经验论，这几个都是设计问题，都有相关的理论模型（说白了就是高中物理），也许对于业余环境来说，这些计算过于繁琐，但完全不依赖设计的项目，很难做到足够的合理，经验总有一天要上升到理论的，良好的理论支持会大大降低风险，会让项目少走弯路。



建议多讨论这些问题，电机的参数里有功率、转速和扭拒，通过减速机构的速比、效率指标算到轮上的转速和扭拒，根据机器人的目标负重可以算出系统的加速性能等（或者根本就跑不动）。返回头算，根据整个系统的重量、速度目标也可以进行减速器，电机的选择，这是一般的设计过程。而大多数设计中，各种因素交错影响，比如依据重量选择电机和变速箱，但他们又是重量的组成部分，有可能需要进行正算和倒算结合，并且进行不同情况下的试算，这个时候谈到的才是经验。



建议网站的机器人项目也采用设计的思路，比如我问个问题，Robot 1的目标重量是多少？体积？速度？续航能力？目标工作环境？时间安排和里程碑（阶段性目标）是怎么定义的？等等等等，谁能回答吗？信马由缰，做到哪里算哪里对项目整体是有害的，也不是一个工程技术人员应该具备的工作方式。

gxlujd

to Cocal:



理论固然重要，我们手头确实也掌握了很多相关的数学模型，包括神经网络和一些模糊控制的都有，直接照搬上来也很快，但是目前国内的情况就是，你想要的东西没有，找得到的却无法得知是什么样的指标，比方说电机吧，除了工业用的以外，玩具类型的没见过有标注转速、力矩这些决定性指标的，问航模店老板他也是一头雾水不知道，这就需要我们亲手测试这些指标，然而业余情况下测试这些不是那么容易的，所以这段时间都在做这些准备工作，也希望网友门能热心的测试和收集一些关键部件的参数，以便设计和购买。为了测试什么频率的PWM驱动电机比较好，我国庆期间花了近2个通宵来搞这个测试，才基本上掌握了一些有用的数据，对比书上公式的计算值，相差太远了，加上部件间的性能个体差异，所以缺乏经验的积累也是不行的。理论只能给我们比较接近的数据，加快实验进度，只有实验才能取得最终最好的结果，机器人这个动手很强的项目，决定了实验和经验要占大部分，而理论只能给个大约的方向而已，大家手头的部件参数都还没弄清楚，讨论_公式的计算问题好像还是太急了点。



另外，我们的机器人制作经验几乎为零的情况下，首先要积累一下关键部件的原始数据和使用经验，要是大家都一起来积累这些数据和经验，一定的时间后，设计出一个机器人应当是水到渠成的事情。在现在各方面几乎为零的情况下，如何能回答得出目标重量、体积、速度、续航能力、目标工作环境、时间安排和里程碑（阶段性目标）是怎么定义这些问题？哪怕能回答，也是臆想出来的，不具实际操作的意义，一般也就是一拖再拖，那项目更会中途夭折。



还是希望大家从基本数据的收集和测试开始做，就比如电机的速度如何测试、力矩如何测试、功耗和效率如何测试，这些基本数据都有了，不怕设计不出好东西。同样的部件，如果用得不好，耗电低功；用得恰当则省电高效，拼装一个机器人很简单，而同样的东西，做到最高效率和高可靠性则，具有优良的扩展性等是不容易的。设计机器人严格来说应该是一个很精密和复杂的活动，不能一上马就定大目标、高要求，毕竟不是像公司开发一个电子设备那样，定时定量必须达到某个目标，否则公司倒闭。踏踏实实做些基础研究和经验积累，对设计制作者和使用者都有好处，急功近利往往会适得其反。



目前我的思路是：把一个完整的机器人，按功能分开各个部分进行设计和实验，比如机械传动、电机驱动、传感器数据采集、电源管理等，把每个部分钻深吃透，做到设计最优化，这样所有模块搞完一遍，组合起来一个机器人不就水到渠成了吗？现在我们刚从零开始，就计划设计一个多重、多大、运动速度多少等等严格指标的机器人，能保证找得到所有部件吗？这样子似乎有点建造空中楼阁的感觉了。当然以后我们设计经验丰富了、手上部件多了、加工能力强了、配件购买和定做的渠道多了，就能一步到位了，现在还为时过早……

barrin

楼上的是玩硬件出身的吧~你要是多写写软件就知道了，没理论什么都没有，软件这种东西是试不出来的。

举个例子说：

我是搞类人组的，这次全国机器人_大赛也去了，后来去清华看了他们的，发现我们之间的区别：虽然我们的机器人走的很好，也能完成很多动作，但我们的东西全是试出来的，就是说是一个动作调一下，不行，那动一点，再来……这样调个走路没1通宵弄不完

可是清华的机器人是用力学模型算的，只要把数据给进去用matlab一算就可以用了~~~一会就能调很多动作。（但再次BS下清华机器人直接买日本套件！）

这就是，你要说就靠经验就永远是个作坊式的做东西，一开始这样可能很容易，但你是有局限的，这样永远成不了高手

gxlujd

呵呵，6楼的没注意看，一是我上述见解中的理论是指机器人机械制作部分的范畴，不是指编写控制软件的；二是我不排斥该有的理论学习积累，否则我也不会收集这么多跟机器人控制相关的数学模型何算法，我的观点是：目前的情况下，还是要以实际动手收集数据和积累经验为主，大家都亲手从一颗零件一块板子开始制作过几个机器人了以后，再钻研这些理论去提高制作水平才好。否则，论坛里还是说的多做的少，没有相关制作经验，纸上谈兵谈高深的理论和计算的结果有何用（这里还是指机械制作部分：））。说得多做的少，是国内很多机器人论坛乃至于电子制作类论坛的通病，难道我们还要犯同样的毛病？

barrin

恩~这点我很赞同，想学东西一定要上手做，要不全是扯淡~

明白怎么会事了就要开始加强理论了~