一种多功能智能小车的制作方法
【专利摘要】一种多功能智能小车，包括车架和两个车轮，所述车轮连接直流电机，直流电机固定于车架上，在车架上固定有超声波模块、液晶显示屏、控制模块、驱动模块以及光电管，在车架下固定有反射式红外对管和对射式红外对管，其中，所述超声波模块、光电管、反射式红外对管和对射式红外对管的输出均连接至控制模块，所述控制模块通过驱动模块连接直流电机，本实用新型将寻迹、避障、测距、测速等功能综合于一体，通过超声波模块测量障碍物的距离，并将距离显示在LCD12864液晶显示屏上；通过码盘和对射式红外对管实现多功能智能小车的测速，并将距离显示在LCD12864液晶显示屏上；通过光电管实现避障；通过反射式红外对管实现寻迹，实现了一车多用。
【专利说明】一种多功能智能小车
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械【技术领域】，特别涉及一种多功能智能小车。
【背景技术】
[0002]智能小车，即轮式机器人，是移动机器人的一种，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，可应用于复杂、危险、恶劣的工作环境。但是随着科技不断发展，对自动化控制要求的不断提高，原来简单、功能单一的智能小车已经不适应科技水平的发展，此时，对多功能集于一体的智能小车的研究与设计是很有必要的。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多功能智能小车，将寻迹、避障、测距、测速等功能综合于一体。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0005]一种多功能智能小车，包括车架和两个车轮6，所述车轮6连接直流电机8，直流电机8固定于车架上，在车架上固定有超声波模块1、液晶显示屏2、控制模块3、驱动模块4以及光电管5，在车架下固定有反射式红外对管7和对射式红外对管9，其中，所述超声波模块
1、光电管5、反射式红外对管7和对射式红外对管9的输出均连接至控制模块3，所述控制模块3通过驱动模块4连接直流电机8。
[0006]所述直流电机8电机轴上固定有码盘10,码盘10伸入到对射式红外对管9。
[0007]所述车架下方固定有万向轮11。
[0008]与现有技术相比，本实用新型多功能智能小车将寻迹、避障、测距、测速等功能综合于一体，通过超声波模块测量障碍物的距离，并将距离显示在LCD12864液晶显示屏上；通过码盘和对射式红外对管实现多功能智能小车的测速，并将距离显示在LCD12864液晶显示屏上；通过光电管实现避障；通过反射式红外对管实现寻迹，实现了一车多用。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型结构示意图。
[0010]图2是本实用新型控制模块原理框图。
[0011]图3是本实用新型控制模块最小系统电路原理图。
[0012]图4是本实用新型驱动模块电路原理图。
[0013]图5是本实用新型寻迹电路原理图。
[0014]图6是本实用新型液晶显示电路原理图。
[0015]图7是本实用新型避障电路接口图。
[0016]图8是本实用新型测距电路接口图。
[0017]图9是本实用新型程序流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
[0019]如图1所示，一种多功能智能小车，包括车架以及位于车架下方的一个万向轮11和两个车轮6，车架为三轮车架，采用两轮驱动，万向轮11为后轮，主要起支撑作用。车轮6连接直流电机8，直流电机8固定于车架上，使用5.5V直流电源充电，通过驱动模块4来驱动。在车架上固定有超声波模块1、液晶显示屏2、控制模块3、驱动模块4以及光电管5，在车架下固定有反射式红外对管7和对射式红外对管9，其中，超声波模块1、光电管5、反射式红外对管7和对射式红外对管9的输出均连接至控制模块3，控制模块3通过驱动模块4连接直流电机8。直流电机8电机轴上固定有码盘10，码盘10伸入到对射式红外对管9。
[0020]控制模块3采用STC89C52单片机作为主控芯片该器件采用高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
[0021]超声波模块I用于实现测距，构成测距模块，其检测障碍物的最大距离为5m，最大误差2cm，通过液晶显示屏2就可将所测障碍物的距离读出，液晶显示屏2选择IXD12864。
[0022]光电管5用于实现避障，构成避障模块，当检测前方有障碍物时，小车会自动停下；当障碍物被移走时，小车会自动前行。
[0023]对射式红外对管9和码盘10用于实现测速，构成测速模块，并通过液晶显示屏2显不O
[0024]反射式红外对管7用于实现寻迹，构成寻迹模块，使小车沿着固定的轨迹行走，反射式红外对管7采用TCR5000。
[0025]如图2所示，此多功能智能小车的控制部分主要由显示模块、驱动模块、测距模块、避障模块、寻迹模块、复位电路和时钟电路组成。
[0026]如图3所示，单片机的时钟电路是由晶振X1、电容C1、C2组成。晶振X1、电容Cl、C2组成稳定的自激振荡器，电容C1、C2稳定频率并对频率微调。单片机的时钟电路为单片机提供精确定时的内置电路，主要用于计时、通讯时钟发生器、时间中断源等等。
[0027]如图3所示，单片机的复位电路是由电容C3、电阻Rl和按键BI组成。该复位电路具有上电复位的功能，此功能是由电容C3(极性电容)实现的。当系统上电时，电容C3有一个充电放电的过程，放电过程会产生一个高电平，放电的时间根据公式(t = RC开平方)计算。R为电阻Rl的阻值，C为极性电容C3的大小。系统正常运行时，按下按键BI时，RST端的电平是一个高电平，此时芯片也会产生一个高电平复位信号。复位电路是在程序执行出现混乱时按下BI，把特殊功能寄存器的数据刷新为默认数据。单片机在执行程序过程中，由于干扰等外界原因造成寄存器中数据混乱不能使其正常继续执行程序(称死机)或产生的结果不正确时均需要复位，以使程序重新开始运行。
[0028]如图4所示，为电机驱动电路原理图，核心芯片为L298，STC89C52单片机将控制信号通过I/o 口 Pl.0、Pl.1、Pl.2、Pl.3、Pl.4、Pl.5传递给L298，来分别控制直流电机的正转和反转，从而实现多功能智能小车的前进、后退、左转和右转。
[0029]如图5所示，为液晶显示电路原理图，显示采用IXD12864液晶显示屏,可显示汉字及图形，内置国标GB2312码简体中文字库(16*16点阵)，128个字符(8*16点阵)，及64*256点阵显示RAM (⑶RAM)。可与单片机直接接口，并行传输数据，提供两种界面来连接微处理器。主要显示车速和障碍物的距离。
[0030]如图6所示，为红外对管电路原理图，红外对管输出的信号为数字量即O或1，红外对管将检测的盲道信息通过Pl.7 口送给单片机。
[0031]如图6所示，U3由发光二极管和光敏三极管组成，根据小车行走路线路面颜色的不同，发光二极管发出的光被吸收或被反射回。当发光二极管发出的光被吸收时，光敏三极管不能导通，电压比较器U4的2引脚输入为高电平，此时电压比较器U4的I引脚输出低电平即O ;当发光二极管发出的光被反射回时，光敏三极管导通，电压比较器U4的2引脚输入为低电平，此时电压比较器U4的I引脚输出高电平即I。
[0032]如图7所示，为避障电路接口图，采用的是光电管，光电管输出的是数字量。当检测到障碍物时，P2.0和P2.1 口输出高电平，反之，P2.0和P2.1 口输出低电平，单片机根据P2.0和P2.1输出的信号控制电机的启停。
[0033]如图8所示，为测距电路接口图，利用超声波实现测距。超声波模块每隔一定的时间发射超声波，当有障碍物时，超声波会被反射回来，利用单片机的定时器和外部中断可以测出超声波发出到被反射回来的时间，再利用距离S = Vt/2就可以计算出障碍物的距离，并将距离显示在IXD12864上。
[0034]如图9所示，此多功能智能小车工作过程如下:
[0035]多功能智能小车上电后，程序对各个模块进行初始化，例如使距离显示在液晶的第几行和第几列。接着进行单片机的初始化:选择定时器及定时时间。
[0036]驱动电机，同时红外对管检测路面，光电管检测前方是否有障碍物，超声波模块发射超声波。当光电管检测到障碍物时，小车停止前进；当没有检测到障碍物时，小车前进，红外对管检测路面情况，当红外对管没有检测到黑线，小车直行，当左边的红外对管检测到黑线时，小车左转，当右边的红外对管检测到黑线，小车右转。在小车整个行走过程中，小车一直发射超声波进行测距。
【权利要求】
1.一种多功能智能小车，包括车架和两个车轮￠)，所述车轮(6)连接直流电机(8)，直流电机(8)固定于车架上，其特征在于，在车架上固定有超声波模块(I)、液晶显示屏(2)、控制模块(3)、驱动模块(4)以及光电管(5)，在车架下固定有反射式红外对管(7)和对射式红外对管(9)，其中，所述超声波模块(I)、光电管(5)、反射式红外对管(7)和对射式红外对管(9)的输出均连接至控制模块(3)，所述控制模块(3)通过驱动模块⑷连接直流电机⑶。
2.根据权利要求1所述的多功能智能小车，其特征在于，所述直流电机(8)电机轴上固定有码盘(10)，码盘(10)伸入到对射式红外对管(9)。
3.根据权利要求1所述的多功能智能小车，其特征在于，所述车架下方固定有万向轮(11)。
【文档编号】G05D1/02GK204129528SQ201420587451
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】李明辉, 宁奎伟 申请人:陕西科技大学