一种步进式和轮组式结合的智能避障和越障小车的制作方法

本实用新型涉及一种避障、越障小车，尤其是一种步进式与轮组式结合的智能避障和越障小车。

背景技术：

当今社会，机器人作为一种自动化的机器，其特点是它具备一些与人相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力等，是一种具有高度灵活性的自动化机器。对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。非结构环境中的多功能全自主的移动机器人技术多年来一直是机器人研究中的热点问题之一。但是非结构环境无固定模式给移动机器人的运动造成了自主决策和路径规划的困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种步进式与轮组式结合的智能避障和越障小车，是一种具有高度灵活性的自动化机器。对不同任务和特殊环境的适应性。运输量大，结构灵活等特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种步进式和轮组式结合的智能避障和越障小车，主要包括车轮部分、传感器模块、驱动模块、连接部分、控制模块、供电模块和车体部分，驱动模块包括直流电机和步进电机，连接部分包括丝杆和滑杆，其特征在于：小车的车体部分分为车前部分、车中部分、车尾部分三个部分，每个部分由连接部分连接，车前部分通过连接部分的丝杆和滑杆连接车中部分，车中部分通过连接部分的丝杆和滑杆连接车尾部分，车前部分最前端装有传感器模块，车前部分中间段安装有驱动模块，车前部分和车尾部分底端设有车轮部分，车中部分上端设置有控制模块，车尾部分上端部分设有供电模块，所述直流电机设置在三节车体每一节两侧的底部固定在车底与车轮连接，所述步进电机设置在丝杆的顶端位置。

所述车轮部分选用直径大的橡胶轮，前轮和后轮皆为主动轮。其中前体两个车轮电机的转速差可实现小车的转向。对于越不过的障碍灵活避让。

所述传感器模块由所述传感器模块由TCRT5000红外反射传感器和HC-SR04 超声波模块 组成，超声波传感器固定于前车体最前端，红外传感器位于每一节车体的中间底部，红外接收和发射二极管垂直向下。

传感器模块用来采集路况信息，由控制模块对信息进行分析判断具体路况，对于一般凹凸不平路面由主控模块控制驱动模块使小车以轮组前进，对于像楼梯一样的障碍物选择步进式前进方式，对于难以逾越的障碍则选择自动避让。其原理是传感器的发射换能器向外发射脉冲，而传感器的接收换能器接收发射波经障碍物反射的回波，其功能是感应路况信息。

所述控制模块采用单片机AT89S52。即一种低消耗、高性能的CMOS8位微控制器，可对接收的信息进行处理、分析，并发送指令。控制模块与供电模块、驱动模块、传感器模块都用导线相连，用于控制小车各部分的正常工作。

所述供电模块所述供电模块包含100W太阳能电池板多晶硅太阳能板12V发电板直接与直流电机驱动和步进电机驱动连接再经过LM2596S-ADJ降压电源模块产生5V稳定电压供控制模块，所述太阳能电池板铺在每一节车体的表面和车体连接装置表面。电源模块给整个系统供电。所述的供电模块采用太阳能电池，可实现自主供电功能。

所述的驱动模块由步进电机和直流电机组成，为小车整体提供动力，其中步进电机主要用于控制车体的升降，直流电机主要用于越障，用于驱动车轮。

所述的连接部分由丝杆和滑杆组成，用于连接车体的前中后三个部分，保证车体在爬升过程中的平稳运动；所述的车体为钢铁材质。

本实用新型的有益效果是，该步进式和直流式结合的智能避障、越障小车能快速适应工作环境，根据路况分析快速作出相应反应，即对于一般凹凸不平路面以轮组式方式前进，对于中高度障碍物（像楼梯一样的障碍物）选择步进式前进方式，对于难以逾越的障碍则选择自动避让；可在人不能或不便到达的环境中进行工作；可应用于工业生产不仅可提高产品的质量与产量，还可保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本。

附图说明

图 1为本实用新型的结构示意图。

在图中，1、车轮部分，2、传感器模块，3、驱动模块，4、连接部分，5、控制模块，6、供电模块，3.1、直流电机，3.2、步进电机，4.1、丝杆，4.2、滑杆，7.1、车前部分，7.2、车中部分，7.3、车尾部分，8太阳能电池板。

图 2为本实用新型的电路连接图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是这样来实现的，一种步进式和轮组式结合的智能避障和越障小车，主要包括车轮部分1、传感器模块2、驱动模块3、连接部分4、控制模块5、供电模块6和车体部分，驱动模块3包括直流电机3.1和步进电机3.2，连接部分包括丝杆4.1和滑杆4.2，其特征在于：小车的车体部分分为车前部分7.1、车中部分7.2、车尾部分7.3三个部分，每个部分由连接部分4连接，车前部分7.1通过连接部分的丝杆和滑杆连接车中部分7.2，车中部分7.2通过连接部分的丝杆和滑杆连接车尾部分7.3，车前部分最前端装有传感器模块2，车前部分中间段安装有驱动模块3，车前部分和车尾部分底端设有车轮部分1，车中部分7.2上端设置有控制模块5，车尾部分上端部分设有供电模块6，所述直流电机设置在三节车体每一节两侧的底部固定在车底与车轮连接，所述步进电机设置在丝杆的顶端位置；车前装有传感器用来采集路况信息，由控制模块对信息进行分析判断具体路况，对于一般凹凸不平路面由主控模块控制驱动模块使小车以轮组前进，对于像楼梯一样的障碍物选择步进式前进方式，对于难以逾越的障碍则选择自动避让，电源模块给整个系统供电。

本实用新型的工作原理是：打开供电模块的开关使整个系统工作，小车向前行驶，位于车前的超声波传感器和红外传感器不断检测小车行驶的路况，将采集到的信息反馈给主控芯片，主控芯片接收到路况信息后决定小车的前进方式，对于一般凹凸路面采用轮组形式前进，对于台阶是的障碍物采用步进的方式前进，对于难以逾越的障碍物，转向避让。

该作品的应用：

在工业方面，对于两个生产线之间运送原料通常使用传送带，但是生产线之间往往存在障碍物且不一定是直线传输，对于这种情况使用步进式和轮组式结合的智能避障、越障小车既可以实现运输，又可以节省成本和资源。

在民用方面，对于没有电梯的居民楼，上下楼之间运送东西相对于平地吃力。使用步进式和轮组式结合的智能避障、越障小车，可以平稳的将货物上下楼之间运输，省时省力。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。