[實(shí)用新型]地面灰度尋線(xiàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320573646.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203455656U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃佳晨;黃國(guó)柒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海未來(lái)伙伴機(jī)器人有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/042
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種地面灰度尋線(xiàn)裝置，尤其涉及一種用于中小學(xué)機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目的地面灰度尋線(xiàn)裝置。

背景技術(shù)

目前中小學(xué)機(jī)器人教育競(jìng)賽產(chǎn)品領(lǐng)域，較為普遍的一種競(jìng)賽項(xiàng)目是關(guān)于機(jī)器人尋線(xiàn)的，這種競(jìng)賽項(xiàng)目通常在白色或者黑色的地面上，貼上相反顏色的線(xiàn)條，機(jī)器人通過(guò)一發(fā)光二極管發(fā)射光信號(hào)到地面上，光敏三極管接收經(jīng)地面反射的光信號(hào)后將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，供機(jī)器人控制器的模擬端口采樣，最后機(jī)器人通過(guò)判斷地面反射亮度的變化來(lái)辨識(shí)線(xiàn)路走向。此種方法由于環(huán)境光也會(huì)通過(guò)地面反射被光敏三極管接收，因此會(huì)影響最終的電信號(hào)讀數(shù)，降低尋線(xiàn)可靠性。此外，分散的多個(gè)發(fā)射接收單元的模擬信號(hào)線(xiàn)混雜在一起，使得插入控制器模擬端口的模擬信號(hào)線(xiàn)之間容易插錯(cuò)而產(chǎn)生硬件組裝故障。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中地面的反射亮度受到環(huán)境光影響以及地面灰度探測(cè)器的模擬信號(hào)線(xiàn)雜亂分布的缺陷，提供一種抗干擾的多通道地面灰度尋線(xiàn)裝置，使得機(jī)器人在尋線(xiàn)時(shí)不會(huì)受到環(huán)境光的干擾、且模擬信號(hào)線(xiàn)不會(huì)存在雜亂分布的現(xiàn)象。

本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：

一種地面灰度尋線(xiàn)裝置，包括一地面灰度探測(cè)器和一總線(xiàn)，所述地面灰度探測(cè)器包括一發(fā)射接收單元，所述發(fā)射接收單元包括一發(fā)光部件和一光電轉(zhuǎn)換部件，其特點(diǎn)在于，所述地面灰度探測(cè)器還包括一單片機(jī)，所述發(fā)射接收單元還包括一隔直電容、一運(yùn)算放大器和一整流模塊，所述發(fā)光部件發(fā)射一頻率的調(diào)制光信號(hào)，所述光電轉(zhuǎn)換部件接收經(jīng)地面反射后的所述光信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，所述電信號(hào)通過(guò)所述隔直電容輸出至所述運(yùn)算放大器，放大后的所述電信號(hào)經(jīng)所述整流模塊輸入到所述單片機(jī)中，所述單片機(jī)采樣所述電信號(hào)并通過(guò)所述總線(xiàn)輸出。

通過(guò)將發(fā)光部件發(fā)射的光信號(hào)設(shè)置為發(fā)射一頻率的調(diào)制光信號(hào)，經(jīng)光敏三極管接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后，使用一隔直電容將從地面反射回來(lái)的自然光成分的電信號(hào)濾除掉，余下的調(diào)制電信號(hào)即可不受影響的被放大、整流以及采樣處理，從而避免了環(huán)境光(如普通日光燈、白熾燈、普通教室環(huán)境光等)的干擾，提高了尋線(xiàn)可靠性。

較佳地，所述地面灰度探測(cè)器還包括7個(gè)所述發(fā)射接收單元。

采用多個(gè)發(fā)射接收單元，可以采集多個(gè)位置上發(fā)射的一頻率的調(diào)制光信號(hào)，從而判斷地面多個(gè)相鄰位置上反射亮度的變化，達(dá)到更好的尋線(xiàn)效果。

較佳地，所述發(fā)光部件為發(fā)光二極管。

較佳地，所述光電轉(zhuǎn)換部件為光敏三極管。

較佳地，所述地面灰度探測(cè)器的單片機(jī)為微芯公司的PIC16F1933。

較佳地，所述地面灰度探測(cè)器固定在一采集板上，所述單片機(jī)通過(guò)一485總線(xiàn)與一控制器電連接。

將原有的接入控制器模擬端口的多個(gè)發(fā)射接收單元形成的多條分散的模擬信號(hào)線(xiàn)，以改進(jìn)后的多個(gè)發(fā)射接收單元均固定在采集板上的形式，并通過(guò)一總線(xiàn)與相應(yīng)控制器電連接，該總線(xiàn)為一485總線(xiàn)，從而避免了多條分散模擬信號(hào)線(xiàn)之間插錯(cuò)的情況，也方便了在與機(jī)器人進(jìn)行集成時(shí)的硬件組裝。

本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：本尋線(xiàn)裝置與機(jī)器人進(jìn)行集成時(shí)，只需通過(guò)一總線(xiàn)與機(jī)器人的控制器進(jìn)行電連接，方便了與機(jī)器人的硬件組裝，此外，通過(guò)本尋線(xiàn)裝置使得機(jī)器人在尋線(xiàn)過(guò)程中可以不受環(huán)境光的干擾，從而大大提高了機(jī)器人尋線(xiàn)的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的地面灰度尋線(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的地面灰度尋線(xiàn)裝置中發(fā)光二極管的發(fā)射電路圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的地面灰度尋線(xiàn)裝置中光敏三極管的接收電路圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的地面灰度尋線(xiàn)裝置的PIC16F1933型號(hào)單片機(jī)接口示意圖。

具體實(shí)施方式

下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本實(shí)用新型。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種用于中小學(xué)機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目的抗干擾多通道地面灰度尋線(xiàn)裝置，如圖1所示，其包括：