[发明专利]一种基于超声波的自动跟随系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声波跟随系统领域，具体的说，是一种基于超声波的自动跟随系统。

背景技术

人们在外出购物或者是外出旅行时，难免会携带较多的行李，譬如，在大型商超进行购物时，为了方便选购商品，通常会拿一个手提篮子或者推一辆手推车，用于方便人们将商品或者随身携带的背包等放在其中，避免因物品的繁多而带来不便。再如，人们在高铁站或者机场的进出通道内，通常都会推行一辆手推车进行放置行李，尤其是较大的场站，从入口到不同的航站楼或者候车厅的距离较长，单人基本无法实现较多行李的一次性携带，这给单人多行李乘客带来了极大的不便。为了更进一步的方便人们在购物或者行李拿取时，解放大家的双手，进一步减轻手动推车的负担，智能化的推车或者基于物联网的手推车、行李车应运而生。

中国发明专利，申请号201110141357.8公开了一种智能手推车及其应用方法。具体公开了该手推车包括主控器、无线模块、电源、至少2个防撞传感器、电机、触摸屏、电子标签读卡器和摄像头；无线模块、电源、至少2个防撞传感器、电机、触摸屏、电子标签读卡器和摄像头都分别和主控器相连。该专利公开的技术方案主要是通过电子标签和摄像装置实现信息互通，并定位跟随，达到提高管理效率，降低人员成本，避免人工推车带来的麻烦和不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超声波的自动跟随系统应用于手推车或者行李车上，具体用于解决背景技术中提到的，现有的手推车通常还是停留在纯手工推动的状态，人们在使用过程中存在不便的问题。本发明提供行李车能够实现全自动跟随，无需手推，自动行车和停止，只需要用户将该行李车匹配的信号发射源随身携带，并打开行李车的电源，即可实现行李车随用户的自动跟随。反之，当行李车处于断电状态时，依然具备现有手推车的一切功能，不影响正常使用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于超声波的自动跟随系统，用于根据目标装置实现对跟随装置的自动控制，包括安装在目标装置上的至少两个引导单元和安装在移动小车上跟随所述引导单元运动的跟随单元，所述引导单元与跟随单元通过超声波无线通信连接，所述跟随单元包括用于处理跟随单元与引导单元之间通信数据的第二控制器，所述第二控制器分别电性连接有显示编辑装置A、电机驱动模块、电源模块A、蓄电池、无线收发模块A和超声波发射模块A，所述蓄电池与电源模块A电性连接；

所述引导单元包括用于处理引导单元与跟随单元自检通信数据的第一控制器，所述第一控制器分别电性连接有显示编辑装置B、电源模块B、超声波发射模块A与无线收发模块B通信连接，超声波发射模块B与无线收发模块A通信连接，所述第二控制器向电机驱动模块发送跟随驱动信号，安装在移动小车上的电机驱动下车跟随引导单元运动；所述引导单元和跟随单元之间的预设安全距离L数据存储在所述第二控制器内并根据无线收发模块A采集的超声波反射时间数据计算获得所述两个引导单元分别与所述跟随单元的实际距离L1和L2，最终获得所述两个引导单元连线与跟随单元在同一平面内的夹角α，获取跟随单元的相对位置；

所述夹角α的计算公式为，其中2M=两个引导单元的连线距离。

优选地，所述第一控制器和第二控制器均采用型号为STC89C52RC的单片机，所述显示编辑装置A和显示编辑装置B均采用型号为LCD1602带编辑键盘的液晶屏显。

进一步优选，所述第一控制器采用型号为CX20106A的红外线检测波芯片，信号接收频率为38KHz-40KHz。

进一步优选，所述安装跟随单元的移动小车包括车体，设置在车体下部呈三角形布局的滚轮装置，所述滚轮装置由设置在车体下部前方的驱动轮和分别对称设置在车体下部后方两侧的从动轮组成，所述驱动轮通过万向驱动轴驱动，所述万向驱动轴与设置在车体内部的驱动机构连接，所述驱动机构包括通过第二控制器控发送方波驱动信号控制的电机，所述电机为伺服电机。

进一步优选，所述万向驱动轴包括轴体，与轴体固定或者一体连接呈鼓形的转向体，所述转向体沿着轴体的方向平行设置有多条转向滚槽，所述每条转向滚槽内均安装有转向滚珠；所述驱动轮包括轮胎和轮毂两部分，所述轮毂通过所述滚珠嵌套卡接。将万向驱动轴设置呈鼓形且利用安装在转向滚槽内的转向滚珠与轮毂配合，既实现了万向驱动轴与轮毂的万向转动，同时也实现了万象驱动轴在旋转方向的扭力刚性传递。