[发明专利]基于ROS的具有激光导航功能的高效率无线充电智能小车及控制方法

权利要求书

1.一种基于ROS系统具有激光导航功能的无线充电智能小车，其特征在于，包括机械部件、无线充电模块、电机驱动与底层控制系统以及环境检测与算法实现系统；

所述机械部件包括三个层叠设置的圆盘(1)、左右驱动轮(2)、万向轮(3)；所述左右驱动轮(2)和万向轮(3)安装于圆盘(1)底层的底盘上，作为两轮差速底盘；

所述无线充电模块包括反激式电源模块(4)、发送电路(5)、发送线圈(6)、接收电路(7)、接收线圈(8)、12V锂电池组(9)；所述反激式电源(4)输入端连接电源，其输出端与发送电路(5)相连，发送电路(5)与发送线圈(6)相接，线圈通过磁耦合谐振将电能传输给接收线圈(8)，接收线圈固定在底盘中央位置，通过底盘上的接收电路(7)，连接12V锂电池组(9)；

所述电机驱动与底层控制系统包括电源电压检测模块(10)、电源转换模块(11)、STM32处理器系统(12)、OLED显示器(13)、TB6612电机驱动模块(14)、JGA25-370电机(15)；此系统安装于小车底盘上，所述电源电压检测模块(10)通过检测12V锂电池组(9)输出电压，将检测信号返回给STM32处理器系统(12)，STM32处理器系统(12)与OLED显示器(13)相连；所述电源转换模块(11)给电源电压检测模块(10)、STM32处理器系统(12)以及TB6612电机驱动模块(14)供电；JGA25-370电机(15)连接左右驱动轮(2)，STM32处理器系统(12)与TB6612电机驱动模块(14)相连，实现对于JGA25-370电机(15)的控制；

所述环境检测与算法实现系统包括串口通讯线(16)、树莓派3B+(17)、RPLIDARA1激光雷达(18)、上位机(19)；此系统位于小车中层和顶层，所述树莓派3B+(17)通过串口通讯线(16)与底层的STM32处理器系统(12)相连；所述激光雷达(18)与树莓派3B+(17)相连，将周围环境雷达信息传给树莓派3B+(17)；所述上位机(19)通过无线通讯向树莓派(17)发送决策信息，同时接收树莓派(17)所上传的地图信息，并进行地图可视化工作。

2.根据权利要求1所述的基于ROS系统具有激光导航功能的无线充电智能小车，其特征在于，所述电源转换模块(11)是由LM7805芯片5V稳压电路、AMS1117-3.3芯片3.3V稳压电路以及MP9486S芯片12V稳压电路组成，分别给电源电压检测模块(10)、STM32处理器系统(12)及TB6612电机驱动模块(14)供电。

3.根据权利要求1所述的基于ROS系统具有激光导航功能的无线充电智能小车，其特征在于，所述无线充电模块中，采用XKT-801芯片，在充电点固定发送线圈(6)，在小车底部固定接收线圈(8)，对接收电路电流进行采集，将电压信号送给STM32处理器(12)ADC输入端，此无线充电模块的输出电压为12V，输出电流为3A。

4.根据权利要求1所述的基于ROS系统具有激光导航功能的无线充电智能小车，其特征在于，所述反激式电源模块(4)中，其输入端与市电220V相连，经过安规电容与共模电感滤除干扰后接入高压整流桥，高频开关变压器采用ETD34规格，初级绕组与整流桥相接，主次级绕组经过快恢复二极管以及滤波电路与输出端相连，辅次级绕组对TOP266EG控制芯片供电；反馈回路采用TL431三端稳压芯片提供基准电压，并借助PC817A光耦隔离芯片将控制电路与输出电路隔离。

5.根据权利要求1所述的基于ROS系统具有激光导航功能的无线充电智能小车，其特征在于，所述电源电压检测模块(10)包括直流可调升压变换器、差模放大器以及电压跟随器；

所述直流可调升压变换器包括MT3608同步升压芯片，LM7805芯片电压输出引脚经过滤波电容接入MT3608芯片输入引脚，MT3608芯片电压反馈引脚接入电位器与分压电阻之间，MT3608芯片输出引脚经过滤波电容向差模放大器INA286供电；

所述差模放大器INA286正相输入引脚经过限流电阻与电源输入端相连，差模放大器INA286反相输入引脚接于分压电阻与电位器之间；

所述电压跟随器输入端接差模放大器的电压输出引脚，电压跟随器另一端接入电压检测模块(10)输出端。