[實用新型]一種跟隨式智能玩具小車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320565926.6
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN203483854U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 毛曉波;馮寒雨;張志強;陳敬德;歐陽丹
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: A63H17/00
• 分類號: A63H17/00;A63H17/26;A63H30/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種跟隨式智能玩具小車，采用嵌入式微處理器和微機械加工技術的微加速度傳感器為核心器件，具有功耗低、智能小巧、趣味性強等特點，且該設計方案及跟蹤原理也可應用于自動追蹤、交通導航等領域，具有廣闊的應用前景。

背景技術

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，玩具市場的消費群體日益壯大，伴隨著嵌入式微處理器、新型傳感器及機器人技術應用面的不斷拓展，玩具產品也更加注重科技性和創(chuàng)新性，許多新穎的智能玩具相繼出現(xiàn)，高科技含量的娛樂產品市場需求量大增。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足提供一種跟隨式智能玩具小車，本實用新型采用如下技術方案：

一種跟隨式智能玩具小車，包括主機模塊和從機模塊，主機模塊和從機模塊均采用51兼容內核的STC單片機作為控制器；從機模塊包括連接從機控制器的加速度傳感器模塊和連接從機控制器的藍牙無線通信模塊；主機模塊包括藍牙接收模塊、主機控制器、電機驅動模塊、四輪電機和測速模塊，測速模塊連接主機控制器和四輪電機，四輪電機連接電機驅動模塊，電機驅動模塊連接主機控制器。

所述的跟隨式智能玩具小車，所述的加速度傳感器模塊為ADXL345。

所述的跟隨式智能玩具小車，所述電機驅動模塊為L298N。

實時監(jiān)測被跟蹤對象的運動狀態(tài)，通過智能算法和無線通訊技術控制小車自動追蹤運動對象。系統(tǒng)包含主機和從機兩大部分，主從機間采用無線通訊。從機部分采用微機械加速度計作為核心傳感器，實時監(jiān)測人體或物體的運動狀態(tài)，由嵌入式微處理器將加速度信號經(jīng)過積分等數(shù)值運算轉換為速度、位移信號后，由藍牙模塊發(fā)送至主機。主機對所得信號進行處理，控制小車運動，實現(xiàn)對運動人體或物體的跟蹤。

本實用新型提出的跟隨式智能小車可作為面向兒童的智能玩具小車，模仿兒童的運動狀況，跟隨兒童的運動，從而在游戲中讓兒童感受到快樂的同時能夠鍛煉身體，增強體質。此外，依據(jù)本實用新型的設計思想，可以研發(fā)智能化的運動目標自動跟蹤裝置，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為主機結構框圖；

圖2為從機結構框圖；

圖3為從機電路原理圖；

圖4為主機控制電路；

圖5為從機系統(tǒng)流程圖；

圖6為主機系統(tǒng)流程圖；

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。

跟隨式智能玩具小車，該系統(tǒng)采用微機械加速度傳感器作為主傳感器，使用藍牙作為通信媒介，實現(xiàn)對運動目標的跟蹤。由于目前Android系統(tǒng)手機的大范圍普及，為了更容易推廣，系統(tǒng)的從機模塊可以由內置集成加速度傳感器的智能手機替代。

系統(tǒng)總體結構如圖1和圖2所示，跟隨式智能玩具小車，包括主機和從機兩部分，主機和從機均采用51兼容內核的STC單片機作為控制器。主機系統(tǒng)中通過測速模塊對車輪轉動的監(jiān)測，反饋控制車體移動距離，實現(xiàn)車體移動的精確控制。從機模塊包括控制器、加速度傳感器模塊和藍牙無線通信模塊。目標物體移動時，加速度傳感器實時監(jiān)測X軸和Y軸兩個軸向上的加速度，并將加速度值傳給控制器，經(jīng)過積分、濾波、補償?shù)葦?shù)值算法，計算出兩個軸向上的移動距離，再由藍牙無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳出。主機藍牙接收模塊接收到兩個軸向的移動距離后，由單片機控制小車在兩個軸向上的移動，從而產生與跟蹤目標相同的運動軌跡。

系統(tǒng)硬件設計

從機電路如圖3所示，各部分功能如下：

(1)加速度傳感器：ADXL345是一款小而薄的超低功耗3軸加速度計，分辨率高(13位)，測量范圍達±16g。數(shù)字輸出數(shù)據(jù)為16位二進制補碼格式，可通過SPI(3線或4線)或I²C數(shù)字接口訪問。它可以在傾斜檢測應用中測量靜態(tài)重力加速度，還可以測量運動或沖擊導致的動態(tài)加速度，分辨率可達3.9mg/LSB，且功耗極低，在測量模式下低至23uA。使用時，需將加速度傳感器水平放置以獲得準確可靠的數(shù)據(jù)。

(2)通訊模塊：藍牙通信模塊ZK-07能夠透明傳輸任何大小的數(shù)據(jù)，同時具有小體積、寬電壓等特點。模塊外部接口采用透明數(shù)據(jù)傳輸方式，能適應標準或非標準的用戶協(xié)議，方便地與各種MCU通訊。藍牙模塊也分為主機和從機兩部分，主機能夠主動地與從機進行搜索、配對，從機設備能方便地與藍牙適配器、PDA以及帶藍牙的手機進行串行通信。

主機控制電路如圖4所示，各模塊功能如下：