一种寻迹避障小车的制作方法

文档序号:11094110阅读:974来源:国知局
一种寻迹避障小车的制造方法与工艺

本实用新型涉及机电产品领域,尤其涉及一种寻迹避障小车。



背景技术:

智能小车,即轮式机器人,是移动机器人的一种,其内容涵盖机械、汽车、电子、自动控制、计算机、传感技术等多个学科的知识领域,作为一门新兴的综合技术,可广泛的应用于工厂自动料车、固定场地搬运车等技术领域,也可应用于复杂、恶劣的工作环境,具有良好的民用和军用应用前景。移动机器人的移动一直是一个重要课题。探索小车是一种重要的探索工具,使探索小车能按照预定轨迹前进是非常有意义的。但是,现有的一些控制技术上,其精度比较差,而且控制方式也比较复杂。



技术实现要素:

为了解决小车在跑道上快速寻迹避障的技术问题,本实用新型提供了一种寻迹避障小车。

本实用新型所采用的技术方案是:

一种寻迹避障小车,包括单片机、至少三个红外光电传感器、电机驱动芯片、电机、转向灯电路和为上述模块供电的电源模块,所述红外光电传感器连接所述单片机的输入/输出引脚,所述电机驱动芯片连接所述单片机的输入/输出引脚,所述电机与所述电机驱动芯片连接,所述转向灯电路与所述单片机 的输入/输出引脚连接,至少一个所述红外光电传感器安装在小车控制板前方的下部,小车控制板左右两侧的下部各自至少安装有一个所述光电传感器。

作为本实用新型所述的一种寻迹避障小车的改进,每个所述红外光电传感器包括一个红外发射二极管和一个光敏二极管,至少三个所述红外光电传感器的红外发射管的阳极分别通过一电阻连接电源电压,阴极均接地;至少三个所述红外光电传感器的光敏二极管的阴极分别连接所述单片机的输入/输出引脚且分别通过一电阻连接电源电压,至少三个所述红外光电传感器的光敏二极管的阳极接地。

作为本实用新型所述的一种寻迹避障小车的改进,所述单片机的片内放大器输入端与片内放大器输出端之间连接第一晶片,且所述片内放大器输入端和所述片内放大器输出端分别经一电容与电源地连接;所述单片机的复位信号输入端经一电阻接地,所述复位信号输入端同时与一电容连接,该电容的另一端分别与电源电压、访问外程序存储器允许端连接。

作为本实用新型所述的一种寻迹避障小车的改进,所述转向灯电路包括左转向灯电路和右转向灯电路,所述左转向灯电路包括第一三极管和第二发光二极管,所述第一三极管的基极经一电阻连接所述单片机的输入/输出引脚,所述第一三极管的集电极接地,所述第一三极管的发射极接所述第二发光二极管的阴极,所述第二发光二极管的阳极经一电阻接电源电压;所述右转向灯电路包括第二三极管和第一发光二极管,所述第二三极管的基极经一电阻连接所述单片机的输入/输出引脚,所述第二三极管的集电极接地,所述第二三极管的发射极接所述第一发光二极管的阴极,所述第一发光二极管的阳极经一电阻接电源电压。

作为本实用新型所述的一种寻迹避障小车的改进,所述单片机的型号为AT89S51。

作为本实用新型所述的一种寻迹避障小车的改进,所述电机驱动芯片的型号为L9110。

本实用新型的有益技术效果在于:

本实用新型的寻迹避障小车的电路架构简单,具有可靠性能高、智能化程度高、低功耗等特点;

该寻迹避障小车体积小,方便携带;

通过单片机控制电机驱动芯片,根据红外光电传感器检测路面情况,控制汽车电动机和扭转方向盘、小车启动和相应的行动;软件方面采用C语言来实现,实用性大。

附图说明

图1是本实用新型的一种寻迹避障小车的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。

如图1,一种寻迹避障小车,包括单片机、至少三个红外光电传感器、电机驱动芯片、电机、转向灯电路和为上述模块供电的电源模块,红外光电传感器连接单片机的输入/输出引脚,电机驱动芯片连接单片机的输入/输出引脚,电机与电机驱动芯片连接,转向灯电路与单片机的输入/输出引脚连接,至少一个红外光电传感器安装在小车控制板前方的下部,小车控制板左右两侧的下部各自至少安装有一个光电传感器。寻迹避障小车寻迹主要是由安装在小车控制板前方和左右两侧的红外光电传感器来完成发射后接收反射信号。当红外接收探头接收到信号后,再将信号送到单片机,由单片机内部程序来控制电机,由电机来完成小车的前进、转向,以及在转向的时候相应的转向灯闪烁发光。

在本实用新型的另一实施例中,每个红外光电传感器包括一个红外发射二 极管和一个光敏二极管,至少三个红外光电传感器的红外发射管的阳极分别通过一电阻连接电源电压,阴极均接地;至少三个红外光电传感器的光敏二极管的阴极分别连接单片机的输入/输出引脚且分别通过一电阻连接电源电压,至少三个红外光电传感器的光敏二极管的阳极接地。在本实施例中,红外光电传感器也可以是由红外发射二极管和光敏三极管组成。电源模块并联电容C1,电容C1用于滤波降噪,提高小车系统的稳定性。红外光具有这样的反射特性,对于白色物体,红外光反射的数量较多,而对黑色物体,红外光反射的数量大大减少。本实施中,通过该原理采用红外光电传感器采集路面信息,其最大的优点是红外光电传感器的结构简单、实现方便、成本低,免去其复杂的图像处理工作,响应快、容易关闭道路试验。但它的缺点在于,红外光电传感器的探测的信息是不完整的,只能在路上区分简单的黑色和白色,检测距离有限,且容易受到很多干扰,可怜的抗干扰能力。背景光、类似设备、传感器的高度差异均能影响到红外光电传感器的工作。在本实施例中,道路为黑白两种颜色,故小车就可以区分黑色路面信息。

在本实用新型的另一实施例中,单片机的片内放大器输入端XTAL1与片内放大器输出端XTAL2之间连接第一晶片Z1,且片内放大器输入端XTAL1和片内放大器输出端XTAL2分别经电容C8和电容C7与电源地连接;单片机的复位信号输入端RST经电阻R15接地,复位信号输入端RST同时与电容C6连接,电容C6的另一端分别与电源电压、访问外程序存储器允许端连接。

在本实用新型的另一实施例中,转向灯电路包括左转向灯电路和右转向灯电路,左转向灯电路包括第一三极管T1和第二发光二极管D2,第一三极管T1的基极经电阻R14连接单片机的输入/输出引脚P0.7,第一三极管T1的集电极接地,第一三极管T1的发射极接第二发光二极管D2的阴极,第二发光二极管D2的阳极经电阻R7接电源电压;右转向灯电路包括第二三极管T2和第一发光二极管D1,第二三极管T2的基极经电阻R16连接单片机的输入/输出引脚P2.0,第二三极管T2的集电极接地,第二三极管T2的发射极接第一发光 二极管D1的阴极,第一发光二极管D1的阳极经电阻R2接电源电压。

在本实用新型的另一实施例中,单片机的型号为AT89S51。AT89S51单片机具有4k程序内存,属于FLASH的过程,在贮存过程中,用户可以即时电擦除和重写,不用扩展外部存储器。显然,这种单片机开发设备要求非常低,也大大缩短了开发时间。

在本实用新型的另一实施例中,电机驱动芯片的型号为L9110。电机驱动芯片L9110放大单片机的PWM信号,进而驱动电机M1和电机M2的正转和反转。

在本实用新型的另一实施例中,采用四节干电池降压至5V后给单片机及其他逻辑单元供电,这样电机启动及制动时的短暂电压干扰不会影响到逻辑单元和单片机的工作。

在本实用新型的另一实施例中,寻迹避障小车采用最少拍控制,最少拍控制指的是系统在典型输入信号(如阶跃信号和速度信号,加速度信号等),在至少帕特(有限),使系统输出的稳态误差为零。所以,至少拍控制系统,也称为至少没有影响系统,至少pat伺服系统,本质上是时间最优控制系统,系统的性能是系统规范的最短或尽可能地短。可以看出系统对闭环脉冲传递函数的要求是快速性和准确性。也就是说,已经让车从跑道,可以在最短的时间内回到赛道。最少拍控制系统的设计与被控对象的零极位置有很密切的关系。在本实施例中,小车只要求按照跑道行驶,跑道简单,采用最少拍控制,小车具有快速、准确的反应速度。

以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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