基於lpc2138arm7主控制器的智能模型車的製作方法
2023-06-10 22:24:46 1
專利名稱：基於lpc2138 arm7主控制器的智能模型車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模型車。
背景技術：
隨著全國電子競賽的逐年增加，對競賽用模型車的性能要求和創新越來越高。其性能指標包括高精度控制、簡化機械結構、運行平穩度等。目前的競賽用模型車的控制精度還有較大的可提高空間。在市場需求方面，模型車也應用於兒童玩具領域，選擇趨向於玩具具有啟發性。而目前的電動玩具車的智能化程度較低，無法滿足市場對於具有啟發性智能玩具車的需求。
實用新型內容本實用新型是為了提高模型車的控制精度，以及提高模型車的智能化程度，從而提供一種基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車。基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，它包括車體，它還包括控制部分，所述控制部分包括LPC2138ARM7主控制器、任務輸入電路、避障電路、返回電路、測距電路和電機控制電路；任務輸入電路的任務輸出端與LPC2138ARM7主控制器的任務輸入端連接；避障電路用於檢測行進路線上的障礙物，所述避障電路的障礙檢測信號輸出端與LPC2138ARM7主控制器的障礙檢測信號輸入端連接；返回電路用於對模型車做出返回決定，所述返回電路的返回信號輸出端與LPC2138ARM7主控制器的返回信號輸入端連接；測距電路用於測量行進路線上的障礙物與車體間的距離，所述測距電路的測距信號輸出端與LPC2138ARM7主控制器的測距信號輸入端連接；LPC2138ARM7主控制器的電機控制信號輸出端與電機控制電路的電機控制信號輸入端連接；測距電路為紅外線測距電路或超聲波測距電路；電機控制電路用於控制車體上的步進電機工作，步進電機用於帶動模型車運動。本實用新型基於LPC2138ARM7主控制器，該主控制器是一款32位結構的微控制器，其數據處理能力強大，大幅度的提高了模型車的控制精度；本實用新型還設置了任務輸入電路，可以對任務進行輸入，模型車的路線選擇多樣化，智能化程度高。本實用新型可以適用於電子競賽對模型車的需求，還可以作為具有啟發性智能玩具車；也可以應用在工業機器人和特種機器人設計中。
圖1是本實用新型控制部分的結構示意圖；圖2是具體實施方式
一中電機控制電路的電路連接示意圖；圖3是具體實施方式
一中避障電路的電路連接示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一、結合圖1說明本具體實施方式
，基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，它包括車體，它還包括控制部分，所述控制部分包括LPC2138ARM7主控制器1、任務輸入電路2、避障電路3、返回電路4、測距電路5和電機控制電路6 ；任務輸入電路2的任務輸出端與LPC2138ARM7主控制器I的任務輸入端連接；避障電路3用於檢測行進路線上的障礙物，所述避障電路3的障礙檢測信號輸出端與LPC2138ARM7主控制器I的障礙檢測信號輸入端連接；返回電路4用於對模型車做出返回決定，所述返回電路4的返回信號輸出端與LPC2138ARM7主控制器I的返回信號輸入端連接；測距電路5用於測量行進路線上的障礙物與車體間的距離，所述測距電路5的測距信號輸出端與LPC2138ARM7主控制器I的測距信號輸入端連接；LPC2138ARM7主控制器I的電機控制信號輸出端與電機控制電路6的電機控制信號輸入端連接；測距電路5為紅外線測距電路或超聲波測距電路；電機控制電路6用於控制車體上的步進電機工作，步進電機用於帶動模型車運動。本實用新型是一款擁有嵌入式系統的智能車，智能車程序具有嵌入式軟體的一般特徵，其程序能夠高效率和高實時性能保證智能車的控制精和靈敏度。本實用新型採用雙步進電機驅動。一方面，用模糊PID控制算法，對每個電機進行精確控制，最大程度提高速率，減小能量損失的同時實現高精度控制。另一方面，使用步進電機不需要減速裝置等，可簡化機械結構。步進電機控制簡單，運行平穩。主控制器採用LPC2138ARM7處理器。ARM7是一款32位結構的微控制器，有多個16位通用的並行I/O 口，60MHz最大CPU時鐘、A/D轉換器、脈衝調製輸出PWM以及其他豐富的外圍模塊。其內部具有倍頻電路，16位運算以及豐富的RAM資源使其數據處理能力強大。LPC2138ARM7片內資源豐富使得設計電路簡化、可靠性大大提高，因此本實用新型中使用ARM7作為整機的核心部件，本實用新型的電源採用雙電源電路，由蓄電池為系統提供電源。電機選擇及驅動一 直流電機和步進電機的選擇步進電機是將電脈衝轉化為角位移，也就是說當步進驅動器接收到一個脈衝信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度。通過控制脈衝數即可控制角位移量，從而達到準確定的目的。因此，步進電機容易控制。直流電機是能實現直流電能和機械能轉換的電機。直流電機雖然力矩很大膽充值比較困難，這種電機適合於大型電車等。因此，本實用新型選用步進電機。二 使用舵機控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速後傳動至輸出舵盤。舵盤轉動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然後控制電路板根據所在位置決定電機的轉動方向和速度，從而達到目標停止。特點有體積緊湊，便於安裝，輸出力矩大，穩定性好；控制簡單，便於和數字系統接口。正是因為舵機有很多優點。因此，本實用新型採用舵機進行控制。三應用驅動晶片L298NL298N是恆壓恆流雙H橋集成電機晶片，其優點在於控制比較簡單，外圍電路較少，並且可同時驅動兩個電機，能夠保障對兩個電機的驅動能力相同。本實用新型的前進動力由兩個步進電機提供，可以通過調整兩個電機的轉動方向實現消防車的前進，後退和原地打轉等動作。直流電機的轉速由單片機提供的脈衝通過控制驅動晶片L298實現。具體電路如圖2所示。避障電路採用紅外對管進行避障。紅外對管的工作原理是根據投光器發出的光束，被物體阻斷或部分反射，受光器最終據此作出判斷反應，是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步迴路選通而檢測物體的有無，其物體不限於金屬，對所有能反射光線的物體均能檢測。操作簡單，使用方便。當有光線反射回來時，輸出低電平。當沒有光線反射回來時，輸出高電平。本實用新型中使用的紅外對管是一種反射式模塊，當有被檢測物體經過時，物體將光電開關發射器發射的足夠量的光線反射到接收器，於是光電開關就產生了開關信號。當對管照射黑線時，由於反射強烈接收器導通如圖3所示，對管將輸出低電平經比較器後輸出低電平，發光二極體不亮；當對管照射線時，由於反射光較少接收器截至如圖3所示，對管將輸出高電平經比較器後輸出高電平，發光二極體亮。本實用新型的機械結構智能車要能夠在各種跑道靈活穿梭，必須具有適合在各種跑道中快速運行的身體結構。事實上，身材嬌小的智能車會更靈活的，它有更大的空間用於完成轉彎，有更大的空間用於糾正姿勢。本實用新型的具有精確的定位能力，快速的行走能力和優秀的避障能力等特點。對智能車進行升級後可以應用在許多場合。智能車技術可以應用在工業機器人和特種機器人設計中。
具體實施方式
二、本具體實施方式
與具體實施方式
一所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車的區別在於，控制部分還包括顯示電路7，所述顯示電路7的顯示信號輸入端與LPC2138ARM7主控制器I的顯示信號輸出端連接。
具體實施方式
三、本具體實施方式
與具體實施方式
一或二所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車的區別在於，顯示電路7採用液晶顯示屏實現。
具體實施方式
四、本具體實施方式
與具體實施方式
三所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車的區別在於，控制部分還包括報警電路8，所述報警電路8的報警信號輸入端與LPC2138ARM7主控制器I的報警信號輸出端連接。
具體實施方式
五、本具體實施方式
與具體實施方式
四所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車的區別在於，報警電路8採用蜂鳴器實現。
具體實施方式
六、本具體實施方式
與具體實施方式
四所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車的區別在於，報警電路8採用LED燈實現。
具體實施方式
七、本具體實施方式
與具體實施方式
四所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車的區別在於，報警電路8為聲光報警電路。
具體實施方式
八、本具體實施方式
與具體實施方式
一、二、四、五、六或七所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車的區別在於，任務輸入電路2採用鍵盤實現。
權利要求1.基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，它包括車體，其特徵是它還包括控制部分，所述控制部分包括LPC2138ARM7主控制器(I)、任務輸入電路(2 )、避障電路(3 )、返回電路(4)、測距電路(5)和電機控制電路(6)；任務輸入電路(2)的任務輸出端與LPC2138ARM7主控制器(I)的任務輸入端連接；避障電路(3)用於檢測行進路線上的障礙物，所述避障電路(3)的障礙檢測信號輸出端與 LPC2138ARM7主控制器(I)的障礙檢測信號輸入端連接；返回電路(4)的返回信號輸出端與 LPC2138ARM7主控制器(I)的返回信號輸入端連接；測距電路(5)用於測量行進路線上的障礙物與車體間的距離，所述測距電路(5)的測距信號輸出端與LPC2138ARM7主控制器(I)的測距信號輸入端連接；LPC2138ARM7主控制器(I)的電機控制信號輸出端與電機控制電路(6)的電機控制信號輸入端連接；測距電路(5)為紅外線測距電路或超聲波測距電路；電機控制電路(6 )用於控制車體上的步進電機工作，步進電機用於帶動模型車運動。
2.根據權利要求1所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，其特徵在於控制部分還包括顯示電路(7)，所述顯示電路(7)的顯示信號輸入端與LPC2138ARM7主控制器 (I)的顯示信號輸出端連接。
3.根據權利要求2所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，其特徵在於顯示電路(7 )採用液晶顯示屏實現。
4.根據權利要求3所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，其特徵在於控制部分還包括報警電路(8)，所述報警電路(8)的報警信號輸入端與LPC2138ARM7主控制器 (I)的報警信號輸出端連接。
5.根據權利要求4所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，其特徵在於報警電路(8)採用蜂鳴器實現。
6.根據權利要求4所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，其特徵在於報警電路(8)採用LED燈實現。
7.根據權利要求4所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，其特徵在於報警電路(8)為聲光報警電路。
8.根據權利要求1、2、4、5、6或7所述的基於LPC2138ARM7主控制器的智能模型車，其特徵在於任務輸入電路(2)採用鍵盤實現。
專利摘要基於LPC2138 ARM7主控制器的智能模型車，涉及一種模型車。它是為了提高模型車的控制精度，以及提高模型車的智能化程度。它的任務輸入電路的任務輸出端與LPC2138 ARM7主控制器的任務輸入端連接；避障電路的障礙檢測信號輸出端與LPC2138 ARM7主控制器的障礙檢測信號輸入端連接；返回電路的返回信號輸出端與LPC2138 ARM7主控制器的返回信號輸入端連接；測距電路的測距信號輸出端與LPC2138 ARM7主控制器的測距信號輸入端連接；LPC2138 ARM7主控制器的電機控制信號輸出端與電機控制電路的電機控制信號輸入端連接；測距電路為紅外線測距電路或超聲波測距電路。本實用新型適用於作為電子競賽的比賽用車，也可以作為高智能玩具車。
文檔編號A63H17/40GK202844570SQ201220504099
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者胡峻峰, 李玉軍, 席靖博, 鄒軍鶴, 劉冰 申請人:東北林業大學