[發(fā)明專利]一種自行走設(shè)備系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510851617.9
• 申請日: 2015-11-28
• 公開（公告）號: CN105334859A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳建平;王雙;馬順杰;陸立孟
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波市德霖機(jī)械有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 林樂飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種自行走設(shè)備系統(tǒng)。

背景技術(shù)

生活中掃地機(jī)器人、割草機(jī)器人等自行走設(shè)備十分常見，在各個自行走設(shè)備工作時，需要為自行走設(shè)備劃定工作的范圍，目前市場上自行走設(shè)備工作范圍設(shè)定的辦法有很多，如紅外、視頻識別、磁性條等，這些方法在應(yīng)用中存在一些不足之處：紅外易受陽光干擾，且不適宜長期用于室外，視頻識別也不適宜長期用于室外，磁性條成本高，使用范圍受到限制，不易推廣，對于上述各個方法，它們都有一個共同點(diǎn)，就是不能有效地識別工作范圍的內(nèi)外，無法可靠保證當(dāng)自行走設(shè)備處于自己的工作范圍內(nèi)時正常工作，處于工作范圍外使則停機(jī)，針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)的解決方案是通過在劃定的工作范圍內(nèi)設(shè)定一閉環(huán)導(dǎo)線，在導(dǎo)線上通一恒定電流，由安培定律可知，在閉環(huán)導(dǎo)線的內(nèi)外將會產(chǎn)生方向相反，且強(qiáng)度隨著與導(dǎo)線的距離增大而減小的磁場信號，自行走設(shè)備通過檢測上述磁場信號計(jì)算出自身的位置，上述方法中，核心問題便是確保閉環(huán)導(dǎo)線中恒定電流的特殊性使得檢測不易被誤導(dǎo)且降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，再次便是確保閉環(huán)導(dǎo)線的電流恒定以保證閉環(huán)導(dǎo)線中的磁場恒定，現(xiàn)有技術(shù)中均未對此進(jìn)行優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

針對實(shí)際運(yùn)用中的問題，本發(fā)明提出了一種自行走設(shè)備系統(tǒng)，具體方案如下：

一種自行走設(shè)備系統(tǒng)，包括信號發(fā)生裝置、圍定工作范圍的導(dǎo)線以及自行走設(shè)備，所述自行走設(shè)備包括設(shè)于其本體上的驅(qū)動單元、控制單元以及至少一個磁場信號檢測單元，所述磁場信號檢測單元根據(jù)檢測到的磁場大小和方向輸出一檢測信號，所述控制單元接收所述檢測信號并根據(jù)所述檢測信號控制自行走設(shè)備在工作區(qū)域內(nèi)動作，所述信號發(fā)生裝置包括一脈沖信號發(fā)生器，所述脈沖信號發(fā)生器自適應(yīng)于導(dǎo)線長度并輸出一用于在導(dǎo)線的內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生磁場的信號脈沖，所述信號脈沖的脈寬小于兩個信號脈沖的間隔時間，以及一恒流單元，用以恒定所述導(dǎo)線內(nèi)的信號電流的強(qiáng)度。

進(jìn)一步的，還包括一增益可控放大電路，所述檢測信號經(jīng)所述增益可控放大電路進(jìn)入控制單元用以調(diào)整自行走設(shè)備的工作范圍的大小，所述脈沖信號發(fā)生器發(fā)射偽隨機(jī)信號。

進(jìn)一步的，所述磁場信號檢測單元包括一第一檢測模塊，包括一磁場感應(yīng)元件，用以檢測自行走設(shè)備左前邊沿的磁場信號并輸出一第一檢測信號；一第二檢測模塊，包括一磁場感應(yīng)元件，用以檢測自行走設(shè)備右前邊沿的磁場信號并輸出一第二檢測信號；一第三檢測模塊，包括一磁場感應(yīng)元件，用以檢測自行走設(shè)備左后邊沿的磁場信號并輸出一第三檢測信號；一第四檢測模塊，包括一磁場感應(yīng)元件，用以檢測自行走設(shè)備左后邊沿的磁場信號并輸出一第四檢測信號。

進(jìn)一步的，所述磁場感應(yīng)元件為電感。

進(jìn)一步的，所述恒流單元包括一恒流模塊以及一與所述導(dǎo)線串聯(lián)連接的限流模塊，所述恒流模塊檢測所述導(dǎo)線的信號電流大小并輸出一控制信號，所述限流模塊接收所述控制信號并根據(jù)所述控制信號控制導(dǎo)線內(nèi)信號電流的大小。

進(jìn)一步的，所述限流模塊為一漏極與源極串聯(lián)接入導(dǎo)線的NMOS管，所述NMOS管的柵極接收所述控制信號。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)線至少為一圈。

通過上述技術(shù)方案，當(dāng)自行走設(shè)備工作時，設(shè)于自行走設(shè)備上的磁場信號檢測單元檢測導(dǎo)線內(nèi)的磁場信號的大小和方向，由此判斷出自行走設(shè)備與導(dǎo)線的距離以及其是否處于導(dǎo)線的工作區(qū)域內(nèi)，通過設(shè)置恒流單元可以有效地保證導(dǎo)線內(nèi)信號電流的大小恒定，通過設(shè)置偽隨機(jī)信號發(fā)生器，使得導(dǎo)線內(nèi)的電流隨信號脈沖發(fā)生變化，也就使得導(dǎo)線內(nèi)的磁場發(fā)生預(yù)定的變化，磁場信號檢測單元檢測上述磁信號輸出對應(yīng)的檢測信號，以此控制自行走設(shè)備的動作，避免了外界的磁干擾，也就不需要抗干擾電路等單元，簡化了系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提高增加恒流單元，穩(wěn)定了導(dǎo)線內(nèi)的信號電流的大小，提高設(shè)置偽隨機(jī)脈沖信號發(fā)生器，使導(dǎo)線內(nèi)外的磁場信號更加易于檢測，成本低廉，簡單實(shí)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體示意圖；

圖2為本發(fā)明自行走設(shè)備的系統(tǒng)框圖；

圖3為本發(fā)明恒流單元電路圖；

圖4為本發(fā)明的波形效果圖。

附圖標(biāo)志：1、信號發(fā)生裝置，2、導(dǎo)線，3、自行走設(shè)備，4、控制單元，5、磁場信號檢測單元，6、驅(qū)動單元，7、供電單元，8、限流模塊，9、恒流模塊，10、磁場感應(yīng)元件。

具體實(shí)施方式

參照圖1～4對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。