基于紅外傳感器的智能循跡小車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于紅外傳感器的智能循跡小車，屬于航道控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]作為20世紀(jì)的重大成就，機(jī)器人已經(jīng)和人類社會的生產(chǎn)、生活密不可分。智能小車，也就是輪式機(jī)器人，主要有口令識別與語音合成、機(jī)器人自定位、動態(tài)隨機(jī)避障、多傳感器信息融合、實(shí)時(shí)自適應(yīng)導(dǎo)航控制等功能。
[0003]但現(xiàn)有技術(shù)中的智能機(jī)器人，其循跡并沒有完全正確地采集和識別，易造成舵機(jī)不能精確、及時(shí)的轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致模型車嚴(yán)重抖動甚至偏離賽道；且對語音識別控制不強(qiáng)，無法準(zhǔn)確、及時(shí)的進(jìn)行智能識別；同時(shí)也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，運(yùn)行不靈活等缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于紅外傳感器的智能循跡小車，其結(jié)構(gòu)簡單、操作靈活方便、運(yùn)行可靠。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:基于紅外傳感器的智能循跡小車，包括車體、設(shè)于車體底部的車盤、設(shè)置在車盤左側(cè)的左車輪、設(shè)于車盤右側(cè)的右車輪和設(shè)于車體下方繪制有軌跡線的軌跡帶，所述車體內(nèi)還設(shè)有單片機(jī)和電源模塊，所述單片機(jī)上連接有電機(jī)驅(qū)動模塊，所述電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出端分別與左車輪驅(qū)動電機(jī)、右車輪驅(qū)動電機(jī)電連接；所述車盤上還設(shè)有:用于檢測軌跡線的第一紅外傳感器和第二紅外傳感器；第一紅外傳感器與左車輪對應(yīng)設(shè)置，第二紅外傳感器與右車輪對應(yīng)設(shè)置；
[0006]所述單片機(jī)上還連接有復(fù)位電路，所述電源模塊分別與單片機(jī)、第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、電機(jī)驅(qū)動模塊和復(fù)位電路電連接。
[0007]所述第一紅外傳感器、第二紅外傳感器采用反射式紅外巡線傳感器，包括:比較器、電位器、第一紅外發(fā)射器、第二紅外發(fā)射器和紅外接收器，所述比較器的電源引腳與電源模塊的輸出端電連接，電源引腳串聯(lián)第一紅外發(fā)射器、第一限流電阻后與比較器的輸出端連接，比較器的輸出端與單片機(jī)連接；
[0008]所述電位器的一端與電源模塊的輸出端連接，另一端接地，電位器的滑片與比較器的反向輸入端連接；
[0009]所述第二紅外發(fā)射器一端通過第二限流電阻與電源模塊的輸出端連接，另一端通過導(dǎo)線接地；
[0010]所述紅外接收器的一端通過第三限流電阻與電源模塊的輸出端連接，另一端通過導(dǎo)線接地，紅外接收器與第三限流電阻的電節(jié)點(diǎn)與比較器的正向輸入端連接。
[0011]所述電源模塊包括變壓器、整流電路和穩(wěn)壓器，所述變壓器的原邊與三相交流電連接，副邊與整流電路連接，整流電路的兩輸出端分別連接穩(wěn)壓器的電壓輸入端和接地端；穩(wěn)壓器的電壓輸入端和接地端之間、電壓輸出端和接地端之間分別設(shè)有濾波電路和穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管并聯(lián)在濾波電路兩端。
[0012]所述復(fù)位電路包括復(fù)位按鈕S1、復(fù)位電容C6和復(fù)位電阻Rl3，復(fù)位電容C6并聯(lián)在復(fù)位按鈕SI的兩端，復(fù)位電容C6的正極與電源模塊連接，負(fù)極通過復(fù)位電阻Rl3接地。
[0013]優(yōu)選的，所述單片機(jī)選用AT89C51型單片機(jī)。
[0014]優(yōu)選的，所述電機(jī)驅(qū)動模塊選用ULN2003型驅(qū)動模塊。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的基于紅外傳感器的智能循跡小車所產(chǎn)生的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可實(shí)現(xiàn)小車運(yùn)行靈活，且運(yùn)行可靠穩(wěn)定；紅外光照射在不同顏色區(qū)域的軌跡帶上時(shí)，反射的紅外光強(qiáng)弱不同，根據(jù)這一原理，采用紅外傳感器進(jìn)行非接觸路徑的采集和識別，采集和識別的數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確，避免小車偏離軌跡。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的電路圖。
[0017]圖2是圖1中電源模塊的電路圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0020]如圖1所示，基于紅外傳感器的智能循跡小車，包括車體、設(shè)于車體底部的車盤、設(shè)置在車盤左側(cè)的左車輪、設(shè)于車盤右側(cè)的右車輪和設(shè)于車體下方繪制有軌跡線的軌跡帶，作為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，軌跡線選用黑色，軌跡線之外的區(qū)域采用白色，紅外光照射在黑色和白色上時(shí)，反射的紅外光強(qiáng)度差別明顯。小車的車體內(nèi)還設(shè)有單片機(jī)CPUl和電源模塊，單片機(jī)CPUl上連接有電機(jī)驅(qū)動模塊U3，電機(jī)驅(qū)動模塊U3的輸出端分別與左車輪驅(qū)動電機(jī)Ml、右車輪驅(qū)動電機(jī)M2電連接。電機(jī)驅(qū)動模塊U3優(yōu)選ULN2003型驅(qū)動模塊。
[0021]車盤上還設(shè)有:用于檢測軌跡線的第一紅外傳感器和第二紅外傳感器；第一紅外傳感器與左車輪對應(yīng)設(shè)置，第二紅外傳感器與右車輪對應(yīng)設(shè)置。第一紅外傳感器、第二紅外傳感器采用反射式紅外巡線傳感器。以第一紅外傳感器為例，其包括:比較器U2A、電位器R4、第一紅外發(fā)射器LED1、第二紅外發(fā)射器LED2和紅外接收器D1，比較器U2A的電源引腳與電源模塊的輸出端VCC電連接，電源引腳串聯(lián)第一紅外發(fā)射器LED1、第一限流電阻Rl后與比較器U2A的輸出端連接，比較器U2A的輸出端與單片機(jī)CPUl連接；電位器R4的一端與電源模塊的輸出端VCC連接，另一端接地，電位器R4的滑片與比較器U2A的反向輸入端連接；第二紅外發(fā)射器LED2 —端通過第二限流電阻Rll與電源模塊的輸出端VCC連接，另一端通過導(dǎo)線接地；紅外接收器Dl的一端通過第三限流電阻R9與電源模塊的輸出端VCC連接，另一端通過導(dǎo)線接地，紅外接收器Dl與第三限流電阻R9的電節(jié)點(diǎn)與比較器U2A的正向輸入端連接。
[0022]單片機(jī)CPUl上還連接有復(fù)位電路，復(fù)位電路包括復(fù)位按鈕S1、復(fù)位電容C6和復(fù)位電阻Rl3，復(fù)位電容C6并聯(lián)在復(fù)位按鈕SI的兩端，復(fù)位電容C6的正極與電源模塊連接，負(fù)極通過復(fù)位電阻Rl3接地。
[0023]如圖2所示，是電源模塊的電路圖。電源模塊的輸出端VCC分別與單片機(jī)CPU1、第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、電機(jī)驅(qū)動模塊U3和復(fù)位電路的電源輸入端電連接。電源模塊包括變壓器Tl、整流電路和穩(wěn)壓器。變壓器的原邊與三相交流電連接，副邊與整流電路連接。整流電路的兩輸出端分別連接穩(wěn)壓器的電壓輸入端Vin和接地端GND ;穩(wěn)壓器的電壓輸入端Vin和接地端GND之間、電壓輸出端Vout和接地端GND之間分別設(shè)有濾波電路和穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管并聯(lián)在濾波電路兩端。
[0024]優(yōu)選的，單片機(jī)CPUl選用AT89C51型單片機(jī)CPUl。穩(wěn)壓器選用MC78M05CT。單片機(jī)CPUl上還連接有晶振電路。
[0025]如圖3所示，以軌跡帶中黑色為軌跡線，白色為底色舉例，基于紅外傳感器的智能循跡小車的循跡方法，包括以下步驟:
[0026]步驟一:判斷是否僅位于左側(cè)的第一紅外傳感器檢測到黑色軌跡線:若是，執(zhí)行小車左轉(zhuǎn)指令，控制左車輪驅(qū)動電機(jī)Ml停轉(zhuǎn)，右車輪驅(qū)動電機(jī)M2運(yùn)轉(zhuǎn)；否則，進(jìn)入步驟二 ；
[0027]步驟二:判斷是否僅位于右側(cè)的第二紅外傳感器檢測到黑色軌跡線:若是，執(zhí)行小車右轉(zhuǎn)指令，控制右車輪驅(qū)動電機(jī)M2停轉(zhuǎn)，左車輪驅(qū)動電機(jī)Ml運(yùn)轉(zhuǎn)；否則，進(jìn)入步驟三；
[0028]步驟三:判斷第一紅外傳感器、第二紅外傳感器是否同時(shí)檢測到白色區(qū)域，若是，執(zhí)行前進(jìn)指令，控制右車輪驅(qū)動電機(jī)M2、左車輪驅(qū)動電機(jī)Ml同步運(yùn)轉(zhuǎn)，并返回步驟一；否貝IJ，進(jìn)入步驟四；
[0029]步驟四:判斷第一紅外傳感器、第二紅外傳感器是否同時(shí)檢測到黑色軌跡線，若是，執(zhí)行停止指令，控制右車輪驅(qū)動電機(jī)M2、左車輪驅(qū)動電機(jī)Ml停轉(zhuǎn)；否則，返回步驟一。
[0030]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于紅外傳感器的智能循跡小車，包括車體、設(shè)于車體底部的車盤、設(shè)置在車盤左側(cè)的左車輪、設(shè)于車盤右側(cè)的右車輪和設(shè)于車體下方繪制有軌跡線的軌跡帶，其特征在于，所述車體內(nèi)還設(shè)有單片機(jī)和電源模塊，所述單片機(jī)上連接有電機(jī)驅(qū)動模塊，所述電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出端分別與左車輪驅(qū)動電機(jī)、右車輪驅(qū)動電機(jī)電連接；所述車盤上還設(shè)有:用于檢測軌跡線的第一紅外傳感器和第二紅外傳感器；第一紅外傳感器與左車輪對應(yīng)設(shè)置，第二紅外傳感器與右車輪對應(yīng)設(shè)置； 所述單片機(jī)上還連接有復(fù)位電路，所述電源模塊分別與單片機(jī)、第一紅外傳感器、第二紅外傳感器、電機(jī)驅(qū)動模塊和復(fù)位電路電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感器的智能循跡小車，其特征在于:所述第一紅外傳感器、第二紅外傳感器采用反射式紅外巡線傳感器，包括:比較器、電位器、第一紅外發(fā)射器、第二紅外發(fā)射器和紅外接收器，所述比較器的電源引腳與電源模塊的輸出端電連接，電源引腳串聯(lián)第一紅外發(fā)射器、第一限流電阻后與比較器的輸出端連接，比較器的輸出端與單片機(jī)連接； 所述電位器的一端與電源模塊的輸出端連接，另一端接地，電位器的滑片與比較器的反向輸入端連接； 所述第二紅外發(fā)射器一端通過第二限流電阻與電源模塊的輸出端連接，另一端通過導(dǎo)線接地； 所述紅外接收器的一端通過第三限流電阻與電源模塊的輸出端連接，另一端通過導(dǎo)線接地，紅外接收器與第三限流電阻的電節(jié)點(diǎn)與比較器的正向輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感器的智能循跡小車，其特征在于:所述電源模塊包括變壓器、整流電路和穩(wěn)壓器，所述變壓器的原邊與三相交流電連接，副邊與整流電路連接，整流電路的兩輸出端分別連接穩(wěn)壓器的電壓輸入端和接地端；穩(wěn)壓器的電壓輸入端和接地端之間、電壓輸出端和接地端之間分別設(shè)有濾波電路和穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管并聯(lián)在濾波電路兩端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感器的智能循跡小車，其特征在于:所述復(fù)位電路包括復(fù)位按鈕S1、復(fù)位電容C6和復(fù)位電阻Rl3，復(fù)位電容C6并聯(lián)在復(fù)位按鈕SI的兩端，復(fù)位電容C6的正極與電源模塊連接，負(fù)極通過復(fù)位電阻R13接地。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感器的智能循跡小車，其特征在于:所述單片機(jī)選用AT89C51型單片機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感器的智能循跡小車，其特征在于:所述電機(jī)驅(qū)動模塊選用ULN2003型驅(qū)動模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于紅外傳感器的智能循跡小車，車體內(nèi)還設(shè)有單片機(jī)和電源模塊，單片機(jī)上連接有電機(jī)驅(qū)動模塊，電機(jī)驅(qū)動模塊的輸出端分別與左車輪驅(qū)動電機(jī)、右車輪驅(qū)動電機(jī)電連接；車盤上還設(shè)有第一紅外傳感器和第二紅外傳感器；單片機(jī)上還連接有復(fù)位電路。紅外光照射在不同顏色區(qū)域的軌跡帶上時(shí)，反射的紅外光強(qiáng)弱不同，根據(jù)這一原理，采用紅外傳感器進(jìn)行非接觸路徑的采集和識別，采集和識別的數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確，避免小車偏離軌跡。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可實(shí)現(xiàn)小車運(yùn)行靈活，且運(yùn)行可靠穩(wěn)定。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號】CN204719535
【申請?zhí)枴緾N201520330620
【發(fā)明人】吳冬燕
【申請人】蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月21日