[发明专利]智能寻迹小车

说明书

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，特别是一种智能寻迹小车。

背景技术

智能小车，即轮式机器人，是移动机器人的一种，其内容涵盖机械、汽车、电子、自动控制、计算机、传感技术等多个学科的知识领域，作为一门新兴的综合技术，可广泛的应用于工厂自动料车、固定场地搬运车等技术领域，也可应用于复杂、恶劣的工作环境，具有良好的民用和军用应用前景。移动机器人的移动一直是一个重要课题。探索小车是一种重要的探索工具，使探索小车能按照预定轨迹前进是非常有意义的。但是，现有的一些控制技术上，其精度比较差，而且控制方式也比较复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能寻迹小车，它能自行检测小车前进过程的预设轨迹，并按照预设的预计自动前进，它精度较高，控制方式简单，以克服现有技术的不足。

本发明的是这样实现的：智能寻迹小车，包括车体，在车体上设有电源，转向舵机模块,控制器，双H桥驱动板及电机驱动模块；在车体的前端设有固定架，在固定架上设有红外寻迹传感器，电源的输出端与控制器及双H桥驱动板的输入端连接，双H桥驱动板的输出端与电机驱动模块的输入端连接，控制器与转向舵机模块及红外寻迹传感器连接，转向舵机模块与车体的前轮之间通过转向拉杆连接；电机驱动模块与车体的后轮连接。

所述的红外寻迹传感器为5个，相邻的红外寻迹传感器（9）之间的发射角间隔30°。这样的结构能有效提高红外寻迹传感器的检测范围。

控制器采用Arduino单片机，此芯片负责传感器的状态并控制电机驱动模块和转向舵机模块，同时完成对电机驱动模块的PWM调速任务以及转向舵机模块的转动角度。在所编写的程序基础上，给予电机与舵机控制信号，使其根据收到的信息调整相应转速与方向。

转向舵机模块采用辉盛的标准38G舵机SG5010 双轴承，反应速度是0.2秒/60度（4.8v），工作电压的范围是4.8-6.0v。

电源为其它各个模块提供可靠的工作电压，设计中，除了需要考虑电压范围和电流容量等基本参数之外，还要在电源转换效率、降低噪声、防止干扰等方面进行优化。可采用6节1.2V干电池串联供电，电压达到7.2V，其中7.2供驱动电机使用，6 V供舵机使用，5 V供控制芯片和速度传感器使用，3 V供超声波感器使甩；各种所需电源均从7．2 V经电源转换芯片转换得到。

电机驱动模块采用型号 为RS380-ST的直流电机，工作电压 7.2V，空载电流为 0.49A，转速为 15300r/min.最大效率电流为 2.85A，转速达到 13100r/min.最大功率电流为 8.61A,转速为7650r/min.它具有良好的线性调速特性简单的控制性能,较高的效率,优异的动态特性。

直流电机驱动采用LKV－HM3.0双H桥直流电机驱动板，它选用ST公司的L298N典型双H桥直流电机驱动芯片，可用于驱动直流电机或双极性步进电机。

红外寻迹传感器采用市售型号为Mini IR Dectector的红外传感器。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用超声波对小车前方进行检测，并将检测信息发送到控制器中，再由控制器分析及判断后发送信号控制小车的速度及角度，以实现智能避障的目的。本发明设计简单、成本低、实时性好,在室内环境中取得预期的实验结果,使智能小车无碰撞地避开障碍物,该系统有抗干扰能力强、控制过程简单、精度高和成本低等突出的特点,可以广泛应用于门禁系统、小区巡逻、实地勘测、智能玩具等领域,市场前景广阔,具有很大经济效益。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：智能寻迹小车的结构如图1所示，包括车体2，在车体2上设有电源1，转向舵机模块4,控制器9，双H桥驱动板3及电机驱动模块8；在车体2的前端设有固定架5，在固定架5上设有红外寻迹传感器6，红外寻迹传感器6为5个，相邻的红外寻迹传感器6之间的发射角间隔30°；电源1的输出端与控制器9及双H桥驱动板3的输入端连接，双H桥驱动板3的输出端与电机驱动模块8的输入端连接，控制器9与转向舵机模块4及红外寻迹传感器6连接，转向舵机模块4与车体2的前轮之间通过转向拉杆7连接；电机驱动模块8与车体2的后轮连接。

在工作过程中，红外寻迹传感器6对预设的引导轨迹进行检测，并将该信号发送到控制器9，控制器9根据接收的信号控制转向舵机模块4和电机驱动模块8进行工作，从而控制小车的速度与转向；使小车能沿着预设的轨迹前进。