[发明专利]一种智能指南车

说明书

本发明公开了一种利用机械传动轮系和单片机共同实现指南与避障的新型智能车，涉及一种智能指南车，属于智能控制领域。该智能指南车包括刚性支撑框架、机械传动轮系、红外传感器、控制模块、车轮、电机及电池，刚性支撑框架包括上下底板、框架支撑轴、内部支撑机构、车轮轴，机械传动轮系包括十字型齿轮轴、锥齿轮、同步带轮、指南轴。本发明利用机械传动轮系实现指南功能，工作可靠性高；并且传动轮系中采用同步带轮，一方面简化整个轮系的结构，另一方面同步带轮适用于两轴中心距较大的场合，传动稳定，并且大大降低制作成本；利用电控模块实现自动循迹和停止功能，具有智能性；且指南车采用铝棒进行框架支撑，整体刚性好。

技术领域

本发明涉及一种智能指南车，属于智能控制领域，特指一种利用机械传动轮系和单片机共同实现指南与避障的新型智能车。

背景技术

现代生活中，指向设备已经和日常生活紧密相关，现在的指南设备主要有指南针和GPS定位。其中指南设备的工作原理主要是利用地磁场来完成南北极的指向，但是采用这种原理制作的指南设备，因为其过分依赖地磁场，而磁暴等太阳活动会使磁场产生混乱，故其稳定性较差。

除了上述指南设备，人们还经常采用指南车进行指示方向。指南车又被称为司南车，起源黄帝与蚩尤作战时期，历经了几度失传几度重制，但均未留下具体结构的资料，直至宋代才有较完整的资料。现代以来国内外很多人尝试复原指南车，大致分为以下四种。第一种指南车结构采用两轮的差动使蜗杆向上运动带动曲轴转动，再由曲轴带动车上的指向木人，产生与指南车转向角度相同、但方向相反的运动，从而实现指向功能。这种复原结构具有结构简单，指向精确的优点。第二种指南车结构，采用在两个车轮上刻画标记，通过标记两个车轮差动了多少来判断方向，这种复原结构的指南车行走时无法辨别方向，需要车停下来观察车轮的标记才能辨明方向，不符合“车虽回运而手常指南”的功能。第三种指南车结构类型是采用自动离合装置，它利用齿轮传动系统和自动离合装置来传递两车轮之间的差动，实现指示方向，虽然结构比较简单，但存在使用条件严格，指向误差大，实用性差的缺点。第四种是采用差速齿轮原理结构的指南车，指向精度较好。

中国专利(CN207462667U)公开了超声波指南车，包括底盘和车身本体，所述底盘的后端底面设有两个驱动马达，所述驱动马达的输出端均连接有后车轮，所述底盘的前端底面设有一万向轮；所述底盘上设有一控制装置，以及与该控制装置连接的若干个超声波测距模块、用于指定方向的电子指南针模块、两个循迹传感器，所述驱动马达的控制开关与控制装置连接。该实用新型并未采用机械轮系的传动方式，是一种单纯应用电控模块实现指南和循迹功能的指南小车，其工作效率较低，且工作可靠性较低。中国专利(CN202533087U)公开了指南车，包括第一、第二车轮，第一、第二传动轮系，指向装置；第一传动轮系包括第一左锥齿轮、第二左锥齿轮、行星轮系、齿轮组；第二传动轮系包括第一右锥齿轮、第二右锥齿轮、右齿轮、行星轮系、齿轮组；指向装置设置在齿轮组上；上述指南车分别在第一、第二车轮上设置第一传动轮系、第二传动轮系，向右转弯时第一车轮带动第一传动轮系，第一传动轮系带动指向装置向左转动，抵消车辆向右转弯的影响，指向装置始终指向初始给定方向；当车子向左转弯时，第二车轮带动第二传动轮系，第二传动轮系带动指向装置向右转动，以抵消车子左转的影响，指向装置仍指向初始方向，从而实现无论向左转动或向右转动，指向装置不受车子运动影响。该小车采用纯机械装置实现了指南功能，但未能实现自动循迹功能，且轮系复杂，传动误差大。

因此，设计一种结构简单，性能稳定，工作效率高，且能够有效实现自动循迹功能的新型智能指南车具有重要意义。

发明内容

基于此，本发明提供了一种智能指南车，利用机械传动轮系实现指南功能，并且通过电控模块实现自动循迹和自动避障功能，真正实现智能指示方向。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：