一種基于太陽能供電的輪式移動機器人控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于太陽能供電的輪式移動機器人控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
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[0002]移動機器人是一個集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。它集中了傳感器技術(shù)、信息處理、電子工程、計算機工程、自動化控制工程以及人工智能等多學(xué)科的研究成果，代表機電一體化的最高成就，是目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。隨著機器人性能不斷地完善，移動機器人的應(yīng)用范圍大為擴展，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在城市安全、國防和空間探測領(lǐng)域等有害與危險場合得到很好的應(yīng)用。因此，移動機器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國的普遍關(guān)注。
[0003]常見移動機器人運行機構(gòu)有履帶式、腿式、輪式和以上幾種機構(gòu)的組合。路面狀況較好時比較適合履帶式、輪式機器人，路面較差時較適合腿式步行機器人，輪、腿、履帶相結(jié)合的機器人適合各種條件的路面?，F(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用比較廣泛的移動機器人機構(gòu)是輪式移動機構(gòu)。輪式機構(gòu)機器人的機構(gòu)和控制較為簡單并且可以穩(wěn)定可靠的運動。因此在民用領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、軍事和科研領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)有的輪式移動機器人還存在如下缺點:車體的運動需要人工遙控來完成，容易出現(xiàn)操作失誤，遇到障礙物不能自動識別避讓，不能實現(xiàn)自動控制，電源模塊采用單獨的蓄電池供電，供電時間短，資源利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中用于輪式移動機器人的控制系統(tǒng)需要人工遙控來完成，容易出現(xiàn)操作失誤，車體遇到障礙物不能自動識別避讓，電源模塊采用單獨的蓄電池供電，供電時間短，資源利用率低，從而提出一種基于太陽能供電的移動機器人控制系統(tǒng)。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于太陽能供電的輪式移動機器人控制系統(tǒng)，包括:微處理器，太陽能供電模塊、導(dǎo)航定位模塊、電機控制模塊、自主智能巡航控制模塊、液晶顯示模塊；
[0007]所述太陽能供電模塊與所述微處理器連接，包括最大功率點跟蹤器、太陽能電池板、充放電控制電路、蓄電池、電源變換電路和電壓檢測電路，用于給輪式移動機器人供電；
[0008]所述自主智能巡航控制模塊與所述微處理器連接，包括紅外傳感器和超聲波傳感器，用于判斷所述輪式移動機器人周圍障礙物并獲取所述輪式移動機器人與障礙物之間的距離；
[0009]所述導(dǎo)航定位模塊與所述微處理器連接，用于給所述輪式移動機器人提供精確的定位和導(dǎo)航；
[0010]所述電機控制模塊與所述微處理器連接，用于給所述輪式移動機器人提供動力和轉(zhuǎn)向；
[0011]所述液晶顯示模塊與所述微處理器連接，用于顯示所述輪式移動機器人的運動狀態(tài)?目息O
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述太陽能供電模塊中:
[0013]所述最大功率點跟蹤器依次連接所述太陽能電池板、所述充放電控制電路、所述蓄電池、所述電源變換電路；所述電壓檢測電路分別與所述蓄電池、所述電源變換電路連接。
[0014]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述太陽能電池板由多個薄膜太陽能電池組成。
[0015]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電機控制模塊包括直流電機和電機驅(qū)動芯片，所述直流電機與所述輪式移動機器人的后車輪連接。
[0016]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述導(dǎo)航定位模塊包括GPS接收天線、GPS接收機和儲存的電子地圖，所述導(dǎo)航定位模塊采用GPS與電子地圖組合導(dǎo)航的方式實現(xiàn)輪式移動機器人的定位和導(dǎo)航。
[0017]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述液晶顯示模塊采用薄膜晶體管液晶顯示器。
[0018]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括:無線通信模塊，所述無線通信模塊與所述微處理器連接，用于實現(xiàn)所述輪式移動機器人與遠端服務(wù)器之間的通信。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:其通過設(shè)置太陽能供電模塊，可以將太陽能轉(zhuǎn)換為電能給輪式移動機器人供電，同時給蓄電池充電，太陽能利用率高、供電成本低；其通過設(shè)置紅外傳感器和超聲波傳感器構(gòu)成的自主智能巡航控制模塊，可以自動識別障礙物并進行避讓，采用了兩種傳感器的結(jié)合，消除了傳感器之間可能存在的冗余和矛盾，提高了系統(tǒng)可靠性和測量精度；其通過設(shè)置GPS與電子地圖組合導(dǎo)航的導(dǎo)航定位模塊，可以對輪式移動機器人精確定位并結(jié)合電子地圖給出正確的導(dǎo)航路線。本系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動控制，結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，耗能較低、可靠性高、實用性強。
【附圖說明】
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[0020]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0021]圖1為本發(fā)明一個實施例的一種基于太陽能供電的輪式移動機器人控制系統(tǒng)框圖；
[0022]圖2為本發(fā)明一個實施例的太陽能供電模塊系統(tǒng)框圖；
[0023]圖3為本發(fā)明一個實施例的輪式移動機器人車輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中符號說明:
[0025]1-車架，2-前車輪，3-第一后車輪，4-第二后車輪。
【具體實施方式】
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[0026]如圖1所示，本發(fā)明的基于太陽能供電的輪式移動機器人控制系統(tǒng)，包括:微處理器，太陽能供電模塊、導(dǎo)航定位模塊、電機控制模塊、自主智能巡航控制模塊、液晶顯示模塊。
[0027]所述太陽能供電模塊與所述微處理器連接，包括最大功率點跟蹤器、太陽能電池板、充放電控制電路、蓄電池、電源變換電路和電壓檢測電路，用于給輪式移動機器人供電。所述最大功率點跟蹤器，使得太陽能最大限度的轉(zhuǎn)換為電能，提高能源的利用率，所述電源變換電路為DC/DC電源變換電路，將蓄電池的12V電壓轉(zhuǎn)換為供電負載所需的電壓。所述電壓檢測電路保證蓄電池的充電電壓和電壓變換電路的電壓為最佳狀態(tài)，所述最大功率點跟蹤器依次連接所述太陽能電池板、所述充放電控制電路、所述蓄電池、所述電源變換電路；所述電壓檢測電路分別與所述蓄電池、所述電源變換電路連接；所述電源變換電路連接多個供電負載。所述太陽能電池板由多個薄膜太陽能電池組成。太陽能充足時，所述太陽能供電模塊給輪式移動機器人直接供電，同時給蓄電池充電，在晚上或者天氣不好時，用蓄電池給所述輪式移動機器人供電。
[0028]所述自主智能巡航控制模塊與所述微處理器連接，包括紅外傳感器和超聲波傳感器，用于判斷所述輪式移動機器人周圍障礙物并獲取所述輪式移動機器人與障礙物之間的距離。當(dāng)自主智能巡航控制模塊檢測到前方有障礙物時，將障礙物信息發(fā)送到微處理器，微處理器接收該信息，并控制電機控制模塊動作，調(diào)節(jié)所述輪式移動機器人的速度和方向，避開前方的障礙物。本實施例中，采用所述紅外傳感器和超聲波傳感器結(jié)合的方式，紅外光電傳感器和超聲波傳感器各有特點和適用范圍，但是一般情況