一种智能金属探测小车的制作方法
【专利摘要】一种智能金属探测小车，包括车体⑴，所述车体⑴上设置有电池组⒃、控制器⑾和金属探测器⒅，所述控制器⑾分别与左侧电机驱动电路⑿、右侧电机驱动电路⒀、报警器相连；所述左侧电机驱动电路⑿与左侧电机⒁相连，右侧电机驱动电路⒀与右侧电机⒂相连；所述左侧电机⒁、右侧电机⒂分别与同侧车轮⑵转轴相连；所述电池组⒃与电压转换器⒄相连，电压转换器⒄分别与左侧电机驱动电路⑿、右侧电机驱动电路⒀、控制器⑾相连；金属探测器⒅安装在车体前方，与控制器⑾连接。其优点是：降低了系统功耗，提高运算能力和小车机动性；能够在灰尘、污垢、油和潮湿环境中实现金属目标高分辨率感测；保证了小车工作的稳定性和持久性。
【专利说明】 一种智能金属探测小车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金属探测器【技术领域】，具体的说是一种智能金属探测小车。
【背景技术】
[0002]金属探测主要用于探测和识别隐埋地下的金属物。它除了在军事上应用外，还广泛用于安全检查、考古、探矿、寻找废旧金属。
[0003]近年来随着对金属探测需求的增加和探测环境多样化，多项技术被用于金属探测，对探测手段的要求也随之提升，但传统金属探测无法做到自主、可移动式探测。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是针对上述现状设计一种结构简单、快速、高灵敏度和高抗干扰性探测金属物体位置的智能金属探测小车。
[0005]一种智能金属探测小车，包括车体1，所述车体I上设置有电池组16、控制器11和金属探测器18，所述控制器11分别与左侧电机驱动电路12、右侧电机驱动电路13、报警器相连；所述左侧电机驱动电路12与左侧电机14相连，右侧电机驱动电路13与右侧电机15相连；所述左侧电机14、右侧电机15分别与同侧车轮2转轴相连；所述电池组16与电压转换器17相连，电压转换器17分别与左侧电机驱动电路12、右侧电机驱动电路13、控制器11相连；金属探测器18安装在车体前方，与控制器11连接。
[0006]所述控制器11为TM4C123GH6PM微控制器。
[0007]所述金属探测器18为LDC1000电感数字转换器。
[0008]所述报警器包括报警发生器和报警信号灯。
[0009]所述电机驱动电路的驱动芯片为L298N直流电机驱动芯片与L297电机控制芯片。
[0010]所述电池组16为12V镍氢电池。
[0011]所述车体I上还设有有电源开关、复位按钮和运行状态指示灯。
[0012]本实用新型智能金属探测小车的优点是:采用TM4C123GH6PM基于ARM架构的微控制器，降低了系统功耗，提高运算能力和小车机动性；采用LCD1000电感数字传感器，能够在灰尘、污垢、油和潮湿环境中实现金属目标高分辨率感测；利用TM4C123GH6PM微控制器自身所带PWM模块输出PWM波控制小车行进速度和姿态；采用可充电的12V镍氢电池，保证了小车工作的稳定性和持久性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0014]图2为本实用新型的结构框图。
[0015]图3为本实用新型控制器的电子器件管脚连接图。
[0016]图4为本实用新型电机驱动电路结构示意图。
[0017]图5为本实用新型电压转换器电路结构示意图。
[0018]图6为本实用新型金属探测器电路结构示意图。
[0019]图中，I为车体，11为控制器11，12为左侧电机驱动电路，13为右侧电机驱动电路，14为左侧电机，15为右侧电机，16为电池组，17为电压转换器，18为金属探测器，2为车轮。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明:如图1、图2所示，一种智能金属探测小车，包括车体1，所述车体I上设置有电池组16、控制器11和金属探测器18，所述控制器11分别与左侧电机驱动电路12、右侧电机驱动电路13、报警器相连；所述左侧电机驱动电路12与左侧电机14相连，右侧电机驱动电路13与右侧电机15相连；所述左侧电机14、右侧电机15分别与同侧车轮转轴相连；所述电池组16与电压转换器17相连，电压转换器17分别与左侧电机驱动电路、右侧电机驱动电路、控制器11相连；金属探测器18安装在车体前方，与控制器11连接。
[0021]工作原理:控制器11输出两路PWM波和电路电平控制信号，分别送给左侧电机驱动电路和右侧电机驱动电路，左、右两侧电机驱动电路将单路PWM波调制成4路PWM波，输送给电机控制车轮的速度；电机驱动电路与左、右两侧电机连接驱动其工作，电平控制信号由控制器给出，控制左右电机的转向；电池提供12V电压，由稳压电路稳压至8V、5V分别供给电机驱动电路和控制器11 ;金属探测器放置于小车前端，由控制器驱动，控制其直接获取金属探测器的数字信号。
[0022]图3为本实用新型控制器的电子器件管脚连接图，如图3所示，控制其是智能金属探测小车的核心，该实用新型采用TM4C123GH6PM基于ARM架构的微控制器作为核心控制系统。TM4C123GH6PM是ARM Cortex-M系列控制器11的一种，具有80M主频，它由8个通用异步收发器(UART)、4个同步串行接口(SSI)、6个内部集成电路(I2C)、12个通用定时器(GPTM)、2个PWM模块、2个12位ADC模块、16个数字比较器和7个物理GP1模块组成，并具有 32KB 系统 SRAM 和 256KB 的 FLASH。
[0023]图4为本实用新型电动机驱动电路结构示意图，如图4所示，电机驱动采用L297和L298N双H桥直流电机驱动芯片。该模块可以驱动一路四相直流电动机，本实用新型使用两个该模块分别驱动左右两个四相直流电动机。L297芯片使用图5所示的电压转换模块供电5V，L298N使用图5所示的电压转换模块供电8V。ENABLE脚和CONTROL脚为高电平时该模块工作。CW/CCW脚为高电平时电机正转，为低电平是电机反转。CLOCK脚输入的PWM波频率控制四相直流电机的转速。
[0024]图5为本实用新型电压转换器电路结构示意图，如图5所示，这两个电路的输入均连接于12V的电池组，输出分别提供不同的电压。电路将12V电压转换为5V电压给图4电机驱动模块的L297以及主控芯片M4使用，将12V电压转换为8V电压给图4电机驱动模块的L298N使用。为给小型嵌入式系统提供安全高效的控制电源，充分考虑本实用新型中各个模块的运行环境，所述电池组选用12V镍氢电池。所述两个电压转换模块分别选用LM78XX 系列中的 LM7805 和 LM7808。
[0025]图6为本实用新型金属探测器电路结构示意图，如图6所示，金属探测器型号为LDC1000电感数字转换器，能够在灰尘、污垢、油和潮湿环境中实现金属目标高分辨率感测，其原理是内部电感发射电磁波在金属上产生涡流，涡流效应作为次级线圈，就形成了一个变压器，通过测量次级线圈参数达到检测金属目标的目的。金属探测器与控制器采用四线制SPI的连接方式，控制器通过SPI连接，实现对IXD1000的控制以及数据读取。在SPI通信中，IXD1000扮演从机的角色。
[0026]应当说明的是，以上内容仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【权利要求】
1.一种智能金属探测小车，包括车体⑴，所述车体⑴上设置有电池组(16)、控制器(11)和金属探测器卿，其特征在于:所述控制器(11)分别与左侧电机驱动电路(12)、右侧电机驱动电路(13)、报警器相连；所述左侧电机驱动电路(12)与左侧电机(14)相连，右侧电机驱动电路(13)与右侧电机(15)相连；所述左侧电机(14)、右侧电机(15)分别与同侧车轮⑵转轴相连；所述电池组(16)与电压转换器(17)相连，电压转换器(17)分别与左侧电机驱动电路(12)、右侧电机驱动电路(13)、控制器(11)相连；金属探测器卿安装在车体前方，与控制器(11)连接。
2.如权利要求1所述的智能金属探测小车，其特征在于:所述控制器(11)为TM4C123GH6PM 微控制器。
3.如权利要求1所述的智能金属探测小车，其特征在于:所述金属探测器(Iii)SLDClOOO电感数字转换器。
4.如权利要求1所述的智能金属探测小车，其特征在于:所述报警器包括报警发生器和报警信号灯。
5.如权利要求1所述的智能金属探测小车，其特征在于:所述电机驱动电路的驱动芯片为L298N直流电机驱动芯片与L297电机控制芯片。
6.如权利要求1所述的智能金属探测小车，其特征在于:所述电池组(16)为12V镍氢电池。
7.如权利要求1所述的智能金属探测小车，其特征在于:所述车体⑴上还设有有电源开关、复位按钮和运行状态指示灯。
【文档编号】G05D1/02GK204166386SQ201420660278
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】熊畅, 谈苏, 翁新烁, 李希希, 陈小桥 申请人:武汉大学