[实用新型]一种基于超声波控制的非接触式自动跟踪运输车

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种基于超声波控制的非接触式自动跟踪运输车，它是一种能够实现对预定超声波信号源自主跟随的装置，属于计算机控制技术领域。

二、背景技术

目前市场上多数的仓储货物运输器械如手推车、平板车等，多数还都需要人力提供动力，由此人为控制运动的起始及快慢状态，又比如超市的购物车、人们普遍使用的行李箱、运输货物的三轮车等等，在较大程度上占用了过多的人力物力等资源，尤其是该传统运输方式占用和消耗了过多的社会劳动力。本实用新型开发出了一种可以自主跟随预定信号源的运输控制系统，并就此自主运输平台制作了概念型自主跟随运输车。

现如今国内外已设计出自动跟随运输机器人的类似模型，但其跟随主信号的采集是地面已有轨迹的识别，主要在于识别浅色地面背景上的黑线或预先布好的电磁线路，例如菲斯卡尔智能车，在跟随功能上受到更多的场所环境限制，目前还很难广泛应用于日常生活。本实用新型设计制作出的自主跟随运输车，其主要功能在于能够通过非接触式的超声波传感器确定跟随方向，极大改善机器人跟随行走方式以提高实际应用功能。

在该运输车的实际应用前景方面，将来在具体应用的过程中可以通过逐步调整动力及载重部分模块，根据用途及应用背景的不同，以本实用新型的控制系统为基础二次开发制作出从几公斤到数吨级别不等的自动运输车，所应用的工作场地、工作环境也可以是各不相同的，可以针对办公室、车间等相对简单的环境进行自动运输，也可以是港口、码头等较混乱、需要载重量大的场所，也可以根据改装方式不同，适用于易燃易爆、有灰尘、泥泞、露天、潮湿的人力不宜发挥作用的应用环境。

本实用新型是自动化运输控制研究方面的一个创造，为相关研究提供了一个简便可行方案。同时本实用新型设计方案制作材料要求不高，工艺也易于实现，既有利于降低科研成本，也有较好的商业化潜力，有较高的市场投入价值。

三、实用新型内容

本实用新型一种基于超声波控制的非接触式自动跟踪运输车，它是一种用电子与机械相结合的方式实现对超声波信号源的固定朝向行走，从而完成自主跟随目标信号的运输车。

本实用新型一种基于超声波控制的非接触式自动跟踪运输车，它是由信号分析处理系统，综合决策控制系统、动力执行系统三部分组成，它们之间的位置连接关系是：信号分析处理系统与综合决策控制系统布置于同一块电路板上，信号分析处理系统的触发端连接在综合决策控制系统的输出端，触发后开始工作，信号处理结果以相应的电平转换方式，经四条分置的信号线输入到综合决策控制系统当中，综合决策控制系统中的电机驱动模块电路同时连接5V电源和24V直流电源，其输出连接到动力执行系统的直流减速电机上，驱动直流减速电动机等动力执行机构进行相应运动，调整运动状态。

一、所述信号分析处理系统，是由四个超声波接收模块电路构成，其间相互关系是：电气结构方面并行，共用同一触发信号，而接收到超声波后的返回信号分别并行地连接到主控制器。该四个超声波接收模块在位置上构成坐标系上的4个已知点，如此通过时间差的拾取和解算就可以获得目标信号源的坐标位置；每个超声波接收模块包括超声波接收探头及其信号调理电路，其间关系是：该超声波接收探头可拾取到超声波，并将其转化为电信号输出，为毫伏级，在信号调理电路中，对此前输入信号进行两级放大并滤波处理，送入窗口比较电路进行判断，进而将信号转化为数字量输出；该超声波接收探头是按需要选购的产品；该信号调理电路由两级放大电路和窗口比较电路组成，其之间采用无源滤波结构连接，输出到窗口比较器中比较输出数字量；超声波接收模块电路共有4个外接引脚VCC、GND、TRIG、ECHO，其中VCC、GND引脚接受系统整体供电，其TRIG引脚接收到一个高电平脉冲信号后，会将其ECHO端电平拉高，在100毫秒内接收到超声波信号则会立即回落为低电平，否则将在触发脉冲结束后100毫秒时自动回落为低电平；本系统中，该四个超声波接收模块电路的TRIG引脚共用同一触发信号，连接到综合决策控制系统，由其中主控制器给出触发信号后，四者的ECHO端口均自动置为高电平，在固定的时间内如果接受到了超声波信号，对应端口会降为低电平，主控制器则会精确记录下其间所间隔的时钟个数，并将此数值记录后发送到相应解算函数中处理；四个超声波接收模块电路的ECHO引脚，分别连接到综合决策控制系统中主控制器的不同输入通道，供其读取状态；如前所述，四个超声波接收模块电路均布于电路板上一已知长宽的矩形四角上，构成四个已知坐标点，其超声波接收探头朝向信号来源方向。