基于红外传感器的智能循迹小车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于红外传感器的智能循迹小车，属于航道控制技术领域。
【背景技术】
[0002]作为20世纪的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。智能小车，也就是轮式机器人，主要有口令识别与语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能。
[0003]但现有技术中的智能机器人，其循迹并没有完全正确地采集和识别，易造成舵机不能精确、及时的转向，导致模型车严重抖动甚至偏离赛道；且对语音识别控制不强，无法准确、及时的进行智能识别；同时也存在结构复杂，体积大，运行不灵活等缺陷。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于红外传感器的智能循迹小车，其结构简单、操作灵活方便、运行可靠。
[0005]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:基于红外传感器的智能循迹小车，包括车体、设于车体底部的车盘、设置在车盘左侧的左车轮、设于车盘右侧的右车轮和设于车体下方绘制有轨迹线的轨迹带，所述车体内还设有单片机和电源模块，所述单片机上连接有电机驱动模块，所述电机驱动模块的输出端分别与左车轮驱动电机、右车轮驱动电机电连接；所述车盘上还设有:用于检测轨迹线的第一红外传感器和第二红外传感器；第一红外传感器与左车轮对应设置，第二红外传感器与右车轮对应设置；
[0006]所述单片机上还连接有复位电路，所述电源模块分别与单片机、第一红外传感器、第二红外传感器、电机驱动模块和复位电路电连接。
[0007]所述第一红外传感器、第二红外传感器采用反射式红外巡线传感器，包括:比较器、电位器、第一红外发射器、第二红外发射器和红外接收器，所述比较器的电源引脚与电源模块的输出端电连接，电源引脚串联第一红外发射器、第一限流电阻后与比较器的输出端连接，比较器的输出端与单片机连接；
[0008]所述电位器的一端与电源模块的输出端连接，另一端接地，电位器的滑片与比较器的反向输入端连接；
[0009]所述第二红外发射器一端通过第二限流电阻与电源模块的输出端连接，另一端通过导线接地；
[0010]所述红外接收器的一端通过第三限流电阻与电源模块的输出端连接，另一端通过导线接地，红外接收器与第三限流电阻的电节点与比较器的正向输入端连接。
[0011]所述电源模块包括变压器、整流电路和稳压器，所述变压器的原边与三相交流电连接，副边与整流电路连接，整流电路的两输出端分别连接稳压器的电压输入端和接地端；稳压器的电压输入端和接地端之间、电压输出端和接地端之间分别设有滤波电路和稳压二极管，稳压二极管并联在滤波电路两端。
[0012]所述复位电路包括复位按钮S1、复位电容C6和复位电阻Rl3，复位电容C6并联在复位按钮SI的两端，复位电容C6的正极与电源模块连接，负极通过复位电阻Rl3接地。
[0013]优选的，所述单片机选用AT89C51型单片机。
[0014]优选的，所述电机驱动模块选用ULN2003型驱动模块。
[0015]与现有技术相比，本实用新型提供的基于红外传感器的智能循迹小车所产生的有益效果是:结构简单、体积小，可实现小车运行灵活，且运行可靠稳定；红外光照射在不同颜色区域的轨迹带上时，反射的红外光强弱不同，根据这一原理，采用红外传感器进行非接触路径的采集和识别，采集和识别的数据及时、准确，避免小车偏离轨迹。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的电路图。
[0017]图2是图1中电源模块的电路图。
[0018]图3是本实用新型的控制流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0020]如图1所示，基于红外传感器的智能循迹小车，包括车体、设于车体底部的车盘、设置在车盘左侧的左车轮、设于车盘右侧的右车轮和设于车体下方绘制有轨迹线的轨迹带，作为本实用新型的最佳实施例，轨迹线选用黑色，轨迹线之外的区域采用白色，红外光照射在黑色和白色上时，反射的红外光强度差别明显。小车的车体内还设有单片机CPUl和电源模块，单片机CPUl上连接有电机驱动模块U3，电机驱动模块U3的输出端分别与左车轮驱动电机Ml、右车轮驱动电机M2电连接。电机驱动模块U3优选ULN2003型驱动模块。
[0021]车盘上还设有:用于检测轨迹线的第一红外传感器和第二红外传感器；第一红外传感器与左车轮对应设置，第二红外传感器与右车轮对应设置。第一红外传感器、第二红外传感器采用反射式红外巡线传感器。以第一红外传感器为例，其包括:比较器U2A、电位器R4、第一红外发射器LED1、第二红外发射器LED2和红外接收器D1，比较器U2A的电源引脚与电源模块的输出端VCC电连接，电源引脚串联第一红外发射器LED1、第一限流电阻Rl后与比较器U2A的输出端连接，比较器U2A的输出端与单片机CPUl连接；电位器R4的一端与电源模块的输出端VCC连接，另一端接地，电位器R4的滑片与比较器U2A的反向输入端连接；第二红外发射器LED2 —端通过第二限流电阻Rll与电源模块的输出端VCC连接，另一端通过导线接地；红外接收器Dl的一端通过第三限流电阻R9与电源模块的输出端VCC连接，另一端通过导线接地，红外接收器Dl与第三限流电阻R9的电节点与比较器U2A的正向输入端连接。
[0022]单片机CPUl上还连接有复位电路，复位电路包括复位按钮S1、复位电容C6和复位电阻Rl3，复位电容C6并联在复位按钮SI的两端，复位电容C6的正极与电源模块连接，负极通过复位电阻Rl3接地。
[0023]如图2所示，是电源模块的电路图。电源模块的输出端VCC分别与单片机CPU1、第一红外传感器、第二红外传感器、电机驱动模块U3和复位电路的电源输入端电连接。电源模块包括变压器Tl、整流电路和稳压器。变压器的原边与三相交流电连接，副边与整流电路连接。整流电路的两输出端分别连接稳压器的电压输入端Vin和接地端GND ;稳压器的电压输入端Vin和接地端GND之间、电压输出端Vout和接地端GND之间分别设有滤波电路和稳压二极管，稳压二极管并联在滤波电路两端。
[0024]优选的，单片机CPUl选用AT89C51型单片机CPUl。稳压器选用MC78M05CT。单片机CPUl上还连接有晶振电路。
[0025]如图3所示，以轨迹带中黑色为轨迹线，白色为底色举例，基于红外传感器的智能循迹小车的循迹方法，包括以下步骤:
[0026]步骤一:判断是否仅位于左侧的第一红外传感器检测到黑色轨迹线:若是，执行小车左转指令，控制左车轮驱动电机Ml停转，右车轮驱动电机M2运转；否则，进入步骤二 ；
[0027]步骤二:判断是否仅位于右侧的第二红外传感器检测到黑色轨迹线:若是，执行小车右转指令，控制右车轮驱动电机M2停转，左车轮驱动电机Ml运转；否则，进入步骤三；
[0028]步骤三:判断第一红外传感器、第二红外传感器是否同时检测到白色区域，若是，执行前进指令，控制右车轮驱动电机M2、左车轮驱动电机Ml同步运转，并返回步骤一；否贝IJ，进入步骤四；
[0029]步骤四:判断第一红外传感器、第二红外传感器是否同时检测到黑色轨迹线，若是，执行停止指令，控制右车轮驱动电机M2、左车轮驱动电机Ml停转；否则，返回步骤一。
[0030]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.基于红外传感器的智能循迹小车，包括车体、设于车体底部的车盘、设置在车盘左侧的左车轮、设于车盘右侧的右车轮和设于车体下方绘制有轨迹线的轨迹带，其特征在于，所述车体内还设有单片机和电源模块，所述单片机上连接有电机驱动模块，所述电机驱动模块的输出端分别与左车轮驱动电机、右车轮驱动电机电连接；所述车盘上还设有:用于检测轨迹线的第一红外传感器和第二红外传感器；第一红外传感器与左车轮对应设置，第二红外传感器与右车轮对应设置； 所述单片机上还连接有复位电路，所述电源模块分别与单片机、第一红外传感器、第二红外传感器、电机驱动模块和复位电路电连接。2.根据权利要求1所述的基于红外传感器的智能循迹小车，其特征在于:所述第一红外传感器、第二红外传感器采用反射式红外巡线传感器，包括:比较器、电位器、第一红外发射器、第二红外发射器和红外接收器，所述比较器的电源引脚与电源模块的输出端电连接，电源引脚串联第一红外发射器、第一限流电阻后与比较器的输出端连接，比较器的输出端与单片机连接； 所述电位器的一端与电源模块的输出端连接，另一端接地，电位器的滑片与比较器的反向输入端连接； 所述第二红外发射器一端通过第二限流电阻与电源模块的输出端连接，另一端通过导线接地； 所述红外接收器的一端通过第三限流电阻与电源模块的输出端连接，另一端通过导线接地，红外接收器与第三限流电阻的电节点与比较器的正向输入端连接。3.根据权利要求1所述的基于红外传感器的智能循迹小车，其特征在于:所述电源模块包括变压器、整流电路和稳压器，所述变压器的原边与三相交流电连接，副边与整流电路连接，整流电路的两输出端分别连接稳压器的电压输入端和接地端；稳压器的电压输入端和接地端之间、电压输出端和接地端之间分别设有滤波电路和稳压二极管，稳压二极管并联在滤波电路两端。4.根据权利要求1所述的基于红外传感器的智能循迹小车，其特征在于:所述复位电路包括复位按钮S1、复位电容C6和复位电阻Rl3，复位电容C6并联在复位按钮SI的两端，复位电容C6的正极与电源模块连接，负极通过复位电阻R13接地。5.根据权利要求1所述的基于红外传感器的智能循迹小车，其特征在于:所述单片机选用AT89C51型单片机。6.根据权利要求1所述的基于红外传感器的智能循迹小车，其特征在于:所述电机驱动模块选用ULN2003型驱动模块。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于红外传感器的智能循迹小车，车体内还设有单片机和电源模块，单片机上连接有电机驱动模块，电机驱动模块的输出端分别与左车轮驱动电机、右车轮驱动电机电连接；车盘上还设有第一红外传感器和第二红外传感器；单片机上还连接有复位电路。红外光照射在不同颜色区域的轨迹带上时，反射的红外光强弱不同，根据这一原理，采用红外传感器进行非接触路径的采集和识别，采集和识别的数据及时、准确，避免小车偏离轨迹。本实用新型结构简单、体积小，可实现小车运行灵活，且运行可靠稳定。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN204719535
【申请号】CN201520330620
【发明人】吴冬燕
【申请人】苏州工业职业技术学院
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月21日