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  • 1. (2021九上·东莞期末) 阅读短文,回答问题。

    智能防疫机器人

    我国研制的某款智能防疫机器人,具有自主测温、移动、避障等功能。

    机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上,通过处理系统转变为热图像,实现对人群的体温检测。当发现超温人员,系统会自动语音播报,并在显示屏上用红色框标注入的脸部。

    机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度,控制驱动电机运转,如图1所示为控制电机运转的原理电路,U为输入电压,R1为定值电阻,RB为磁敏电阻,阻值随外加磁场强弱的变化而改变。

    机器人为有效避障,在移动过程中会通过传感器发射、接收超声波或激光来侦测障碍物信息。当感知到前方障碍物时,机器人依靠减速器进行减速,并重新规划行驶路线。超声波传感器一般作用距离较短,它的成本低、实现方法简单、技术成熟。激光雷达的测量距离可以达到几十米甚至上百米,角度分辨率高,通常可以达到零点几度,测距的精度也高。但测量距离的置信度会反比于接收信号幅度的平方,因此,黑体或者远距离的物体距离测量不会像光亮的、近距离的物体那么好的估计。并且,对于透明材料,比如玻璃,激光雷达就无能为力了。

    如表为机器人的部分参数,“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能;“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。

    电池的质量

    10kg

    减速器的减速比

    30:1

    电池比能量

    驱动电机的输入总功率

    400W

    移动速度

    0.1~1m/s

    驱动电机将电能转化为机械能的效率

    60%

    1. (1) 机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时,利用 (选填“超声波”或“激光”)才能较好感知到障碍物。
    2. (2) 若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min,此过程中机器人受到的阻力为 N,消耗的电能约占电池所能输出总电能的 %。
    3. (3) 控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图2所示,当磁敏电阻在正常工作区时,即使图甲电路中输入电压U发生改变,R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化,从而使控制电路中的电机稳定转动,则磁敏电阻的正常工作区对应图中 (选填“ab”或“bc”)段,已知无磁场时RB阻值为200Ω,R1的阻值为400Ω,线圈电阻忽略不计,当U为24V时,处在磁场中的RB电功率为0.32W,则R1两端的电压U1是 V。
    4. (4) 如图3所示是机器人测速系统的部分装置简化图,磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧,当传感器对准齿轮两齿间隙时,电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时,电缆输出如图4所示周期性变化的电流,则1s内对准传感器的齿间隙共有个;若此时机器人遇到障碍物,减速器启动,则经减速器降速后的齿轮转速为r/min。

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