[發明專利]智能尋跡小車

無效

• 申請號: 201310288458.7
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103324199A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 陳麗娟;朱三超;張國萍;周睿
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及智能控制技術領域，特別是一種智能尋跡小車。

背景技術

智能小車，即輪式機器人，是移動機器人的一種，其內容涵蓋機械、汽車、電子、自動控制、計算機、傳感技術等多個學科的知識領域，作為一門新興的綜合技術，可廣泛的應用于工廠自動料車、固定場地搬運車等技術領域，也可應用于復雜、惡劣的工作環境，具有良好的民用和軍用應用前景。移動機器人的移動一直是一個重要課題。探索小車是一種重要的探索工具，使探索小車能按照預定軌跡前進是非常有意義的。但是，現有的一些控制技術上，其精度比較差，而且控制方式也比較復雜。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種智能尋跡小車，它能自行檢測小車前進過程的預設軌跡，并按照預設的預計自動前進，它精度較高，控制方式簡單，以克服現有技術的不足。

本發明的是這樣實現的：智能尋跡小車，包括車體，在車體上設有電源，轉向舵機模塊,控制器，雙H橋驅動板及電機驅動模塊；在車體的前端設有固定架，在固定架上設有紅外尋跡傳感器，電源的輸出端與控制器及雙H橋驅動板的輸入端連接，雙H橋驅動板的輸出端與電機驅動模塊的輸入端連接，控制器與轉向舵機模塊及紅外尋跡傳感器連接，轉向舵機模塊與車體的前輪之間通過轉向拉桿連接；電機驅動模塊與車體的后輪連接。

所述的紅外尋跡傳感器為5個，相鄰的紅外尋跡傳感器（9）之間的發射角間隔30°。這樣的結構能有效提高紅外尋跡傳感器的檢測范圍。

控制器采用Arduino單片機，此芯片負責傳感器的狀態并控制電機驅動模塊和轉向舵機模塊，同時完成對電機驅動模塊的PWM調速任務以及轉向舵機模塊的轉動角度。在所編寫的程序基礎上，給予電機與舵機控制信號，使其根據收到的信息調整相應轉速與方向。

轉向舵機模塊采用輝盛的標準38G舵機SG5010?雙軸承，反應速度是0.2秒/60度（4.8v），工作電壓的范圍是4.8-6.0v。

電源為其它各個模塊提供可靠的工作電壓，設計中，除了需要考慮電壓范圍和電流容量等基本參數之外，還要在電源轉換效率、降低噪聲、防止干擾等方面進行優化。可采用6節1.2V干電池串聯供電，電壓達到7.2V，其中7.2供驅動電機使用，6?V供舵機使用，5?V供控制芯片和速度傳感器使用，3?V供超聲波感器使甩；各種所需電源均從7．2?V經電源轉換芯片轉換得到。

電機驅動模塊采用型號?為RS380-ST的直流電機，工作電壓?7.2V，空載電流為?0.49A，轉速為?15300r/min.最大效率電流為?2.85A，轉速達到?13100r/min.最大功率電流為?8.61A,轉速為7650r/min.它具有良好的線性調速特性簡單的控制性能,較高的效率,優異的動態特性。

直流電機驅動采用LKV－HM3.0雙H橋直流電機驅動板，它選用ST公司的L298N典型雙H橋直流電機驅動芯片，可用于驅動直流電機或雙極性步進電機。

紅外尋跡傳感器采用市售型號為Mini?IR?Dectector的紅外傳感器。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明采用超聲波對小車前方進行檢測，并將檢測信息發送到控制器中，再由控制器分析及判斷后發送信號控制小車的速度及角度，以實現智能避障的目的。本發明設計簡單、成本低、實時性好,在室內環境中取得預期的實驗結果,使智能小車無碰撞地避開障礙物,該系統有抗干擾能力強、控制過程簡單、精度高和成本低等突出的特點,可以廣泛應用于門禁系統、小區巡邏、實地勘測、智能玩具等領域,市場前景廣闊,具有很大經濟效益。

附圖說明

附圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的實施例：智能尋跡小車的結構如圖1所示，包括車體2，在車體2上設有電源1，轉向舵機模塊4,控制器9，雙H橋驅動板3及電機驅動模塊8；在車體2的前端設有固定架5，在固定架5上設有紅外尋跡傳感器6，紅外尋跡傳感器6為5個，相鄰的紅外尋跡傳感器6之間的發射角間隔30°；電源1的輸出端與控制器9及雙H橋驅動板3的輸入端連接，雙H橋驅動板3的輸出端與電機驅動模塊8的輸入端連接，控制器9與轉向舵機模塊4及紅外尋跡傳感器6連接，轉向舵機模塊4與車體2的前輪之間通過轉向拉桿7連接；電機驅動模塊8與車體2的后輪連接。

在工作過程中，紅外尋跡傳感器6對預設的引導軌跡進行檢測，并將該信號發送到控制器9，控制器9根據接收的信號控制轉向舵機模塊4和電機驅動模塊8進行工作，從而控制小車的速度與轉向；使小車能沿著預設的軌跡前進。