智能搬运可自动避障电动车控制电路的制作方法
【专利摘要】一种智能搬运可自动避障电动车控制电路，包括控制模块、巡迹模块、调速模块、检测模块、执行动作模块、显示模块，控制模块包括第一和第二控制器，巡迹模块连接到第一控制器，调速模块包括马达驱动电路和第一、第二直流电机，马达驱动电路输入端连接到第一控制器，输出端连接到第一和第二直流电机，执行动作模块包括机械手控制器，及由机械手控制器控制的舵机，第二控制器与第一控制器相连。所述检测模块包括物体检测传感器、障碍物检测传感器，以及终点线检测传感器。本实用新型的优点在于：实现了电动车寻迹、机械手对工件执行抓、放、取等动作，若电动车行驶过程中遇障碍物能够实现自动避障，并能完成规定动作到达终点。
【专利说明】智能搬运可自动避障电动车控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气体传感器【技术领域】，尤其涉及一种声表面波甲醛气体传感器。【背景技术】
[0002]智能控制(intelligent controls)是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。但是在现有的智能控制电动车中智能控制已经相对全面，避障技术(碰触或不碰触的)也随即出现，但是智能控制和自动避障两种技术结合的几乎没有应用。
[0003]智能控制的电动车被用来搬运物品，但是智能控制的电动车在实现搬运动作时如果遇到障碍物无法自动避开。
实用新型内容
[0004]本实用新型的所要解决的技术问题在于提供一种结合智能控制和自动避障两种技术，使智能控制的电动车在实现搬运动作时如果遇到障碍物能自动避开并及时回到原有轨道继续任务并完成任务的智能搬运可自动避障电动车控制电路。
[0005]本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题的:一种智能搬运可自动避障电动车控制电路，包括控制模块、巡迹模块、调速模块、检测模块、执行动作模块、显示模块，巡迹模块、调速模块、检测模块、显示模块都连接到控制模块。
[0006]优化的，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器，所述巡迹模块连接到第一控制器，所述调速模块包括马达驱动电路和第一直流电机、第二直流电机，所述马达驱动电路输入端连接到第一控制器，输出端连接到第一直流电机和第二直流电机，所述执行动作模块包括机械手控制器，以及由机械手控制器控制的舵机，第二控制器与第一控制器相连。
[0007]优化的，所述检测模块包括物体检测传感器、障碍物检测传感器，以及终点线检测传感器，所述物体检测传感器、障碍物检测传感器，以及终点线检测传感器均连接到第一控制器。
[0008]优化的，所述舵机有3个。
[0009]优化的，所述显示模块包括霍尔传感器、IXD显示器，霍尔传感器输入端连接到第一直流电机和第二直流电机，输出端连接到第二控制器，IXD显示器连接到第二控制器。
[0010]优化的，所述马达驱动电路采用L298集成芯片。
[0011]优化的，所述巡迹模块采用巡线传感器。
[0012]优化的，所述巡迹模块和终点线检测传感器采用黑白线检测传感器TK-20。
[0013]优化的，所述物体检测传感器及障碍物检测传感器采用红外避障传感器E18-D80NK-N。
[0014]本实用新型的优点在于:智能搬运电动车控制电路实现了电动车寻迹、机械手对工件执行抓、放、取等动作并能实时计时功能和显示行驶距离。若电动车行驶过程中遇障碍物能够实现自动避障，并能完成规定动作到达终点。通过实践证明智能搬运电动车控制电路结构简单，性价比高，易于推广和移植，具有广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型智能搬运可自动避障电动车控制电路的机械手控制电路图。
[0016]图2是IXD显示模块原理图。
[0017]图3是控制模块原理图。
[0018]图4是电源模块图。
[0019]图5为本实用新型智能搬运可自动避障电动车控制电路的整体原理框图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
[0021]请参阅图1至图5所示，本实用新型智能搬运可自动避障电动车控制电路包括控制模块、巡迹模块、调速模块、检测模块、执行动作模块、显示模块。巡迹模块、调速模块、检测模块、显示模块都连接到控制模块。
[0022]所述控制模块包括第一控制器12和第二控制器14。所述巡迹模块采用巡线传感器22，巡线传感器22连接到第一控制器12。所述调速模块包括马达驱动电路32和第一直流电机34、第二直流电机36，所述马达驱动电路32输入端连接到第一控制器12，输出端连接到第一直流电机34和第二直流电机36。所述检测模块包括物体检测传感器42、障碍物检测传感器44，以及终点线检测传感器46，所述物体检测传感器42、障碍物检测传感器44，以及终点线检测传感器46均连接到第一控制器12。所述执行动作模块包括机械手控制器52，以及由机械手控制器52控制的几个舵机54，本实施例中有3个舵机54。第二控制器14与第一控制器12相连,显不模块包括霍尔传感器62、IXD显不器64,霍尔传感器62输入端连接到第一直流电机34和第二直流电机36，输出端连接到第二控制器14，LCD显示器64连接到第二控制器14。
[0023]作为一个具体的实施案例，本设计使用STC89C52RC型单片机作为第一控制器12，它是搬运小车的运行控制中枢，考虑到舵机54的运行中的电流变化干扰，舵机54的控制采用专门的机械手控制器52来控制，它专门负责由第一控制器12发过来的执行指令，根据要求来控制三个舵机54的运行，控制机械手运行并执行不同的抓、放、取等动作。第二控制器14用于实现行驶距离和计时功能，并实时显示，第一控制器12为主控单片机负责信号的接收与处理并适时发送定向的执行信号，使系统能够协调的处理运动中出现的各种外界需要和精确的定位。马达驱动电路32采用L298集成芯片，第一控制器12通过脉宽控制实现小车的左转、右转、前进、停止等功能，从而实现小车能够装夹和装卸工件，最终实现搬运功倉泛。
[0024]普通发光二极管及光敏电阻组成的发射接收方案可以实现巡迹功能，但是在实际使用时，容易受到外界光源的干扰，因为可见光的反射效果跟地表的平坦程度、地表材料的反射情况都有直接关系，所以有时检测不准确甚至检测不到。虽然可采取超高亮度发光二极管降低一定的干扰，但这又增加额外的功率损耗。经过多方面考虑最终采用黑白线检测传感器TK-20，该传感器体积小，易于安装，输出高低电平，黑白线检测传感器TK-20改进了探测距离、加强了探测精度，通过调节电位器，有效探测距离一般为0-3cm左右，最远可以达至Ij IOcm0
[0025]直流电机非常简单容易实现调速，本控制系统驱动动力源及调速采用直流电机34，综合考虑后决定采用集成芯片L298N构成马达驱动电路32。L298N是双H桥高电压大功率集成电路，可用来驱动直流电动机和步进电动机等电感性负载。第一控制器12控制L298N芯片使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整直流电机的转速，整个调速控制系统采用脉宽调速技术，通过控制脉冲宽度来控制直流电机的转速从而控制小车的运行速度。占空比的不同决定了直流电机的通电时间，也决定了直流电机单位时间转过的角度及速度，所以通过占空比的控制可以准确控制小车的速度。
[0026]检测模块主要检测工件、障碍物及终点线。经过测试比对选择传感器分述如下。物体检测传感器42及障碍物检测传感器44采用红外避障传感器E18-D80NK-N，该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件及自动生产线各站检测等众多场合。终点线检测传感器46使用TK-20黑白线检测传感器。
[0027]执行动作模块主要利用舵机54来控制机械手，系统要求机械手需要准确的运行，机械手控制器52须要准确的定位信号，定位信号由第一控制器12发送给机械手控制器52，实现工件的抓、取、放等动作。综合系统考虑，本系统使用MG995舵机来实现功能。
[0028]系统要求电动小车在行驶过程中要不断更新显示行驶所用时间及行驶距离，综合考虑选用LCD1602为显示器，用第二控制器14来控制，通过检测霍尔传感器62的脉冲信号来计算轮毂的转数得到行驶距离，通过TO定时器来记录行驶时间并不断更新。
[0029]该产品的操作过程如下所述:
[0030]1.机械手的旋转、夹紧与放松测试。
[0031]机械手在装夹工件的过程中需要精确的定位、舵机54之间的相互配合，为了减少失误，特意准备了一个机械手控制器52来控制机械手，检测到信号后，第一控制器12向直流电机34、36发送停止信号，同时向机械手控制器52发送运行信号，机械手开始动作，并且能良好的完成任务。
[0032]2.行驶时间及距离显示并更新测试。
[0033]在启动后开始计时，运动过程中小车停止计时不停止，一旦终点线检测传感器46检测到终点线，小车停止运动，计时停止。发现整个测试过程中，实时显示的时钟和距离计算，都在合理的误差范围内，完全满足实际需求。
[0034]3.避障小车测试。
[0035]小车运动过程中通过物体检测传感器42和障碍物检测传感器44检测到前方障碍物，开始右转，此时左侧检测到信号就前进，检测不到信号就左拐，直到巡线传感器22检测到黑线开始右转，继续前进检测工件进行装夹。
[0036]以上所述仅为本实用新型创造的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型创造，凡在本实用新型创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:包括控制模块、巡迹模块、调速模块、检测模块、执行动作模块、显示模块，巡迹模块、调速模块、检测模块、显示模块都连接到控制模块。
2.根据权利要求1所述的智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:所述控制模块包括第一控制器和第二控制器，所述巡迹模块连接到第一控制器，所述调速模块包括马达驱动电路和第一直流电机、第二直流电机，所述马达驱动电路输入端连接到第一控制器，输出端连接到第一直流电机和第二直流电机，所述执行动作模块包括机械手控制器，以及由机械手控制器控制的舵机，第二控制器与第一控制器相连。
3.根据权利要求2所述的智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:所述检测模块包括物体检测传感器、障碍物检测传感器，以及终点线检测传感器，所述物体检测传感器、障碍物检测传感器，以及终点线检测传感器均连接到第一控制器。
4.根据权利要求3所述的智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:所述舵机有3个。
5.根据权利要求2所述的智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:所述显示模块包括霍尔传感器、LCD显示器，霍尔传感器输入端连接到第一直流电机和第二直流电机，输出端连接到第二控制器，IXD显示器连接到第二控制器。
6.根据权利要求2所述的智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:所述马达驱动电路采用L298集成芯片。
7.根据权利要求1所述的智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:所述巡迹模块采用巡线传感器。
8.根据权利要求3所述的智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:所述巡迹模块和终点线检测传感器采用黑白线检测传感器TK-20。
9.根据权利要求3所述的智能搬运可自动避障电动车控制电路，其特征在于:所述物体检测传感器及障碍物检测传感器采用红外避障传感器E18-D80NK-N。
【文档编号】B25J9/16GK203786562SQ201420129322
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】向楠, 姜继文, 秦娟娟, 王爱军, 凌文曙 申请人:安徽国防科技职业学院