一種尋跡避障小車的製作方法

2023-09-23 18:20:55 5

本實用新型涉及機電產品領域，尤其涉及一種尋跡避障小車。

背景技術：

智能小車，即輪式機器人，是移動機器人的一種，其內容涵蓋機械、汽車、電子、自動控制、計算機、傳感技術等多個學科的知識領域，作為一門新興的綜合技術，可廣泛的應用於工廠自動料車、固定場地搬運車等技術領域，也可應用於複雜、惡劣的工作環境，具有良好的民用和軍用應用前景。移動機器人的移動一直是一個重要課題。探索小車是一種重要的探索工具，使探索小車能按照預定軌跡前進是非常有意義的。但是，現有的一些控制技術上，其精度比較差，而且控制方式也比較複雜。

技術實現要素：

為了解決小車在跑道上快速尋跡避障的技術問題，本實用新型提供了一種尋跡避障小車。

本實用新型所採用的技術方案是：

一種尋跡避障小車，包括單片機、至少三個紅外光電傳感器、電機驅動晶片、電機、轉向燈電路和為上述模塊供電的電源模塊，所述紅外光電傳感器連接所述單片機的輸入/輸出引腳，所述電機驅動晶片連接所述單片機的輸入/輸出引腳，所述電機與所述電機驅動晶片連接，所述轉向燈電路與所述單片機 的輸入/輸出引腳連接，至少一個所述紅外光電傳感器安裝在小車控制板前方的下部，小車控制板左右兩側的下部各自至少安裝有一個所述光電傳感器。

作為本實用新型所述的一種尋跡避障小車的改進，每個所述紅外光電傳感器包括一個紅外發射二極體和一個光敏二極體，至少三個所述紅外光電傳感器的紅外發射管的陽極分別通過一電阻連接電源電壓，陰極均接地；至少三個所述紅外光電傳感器的光敏二極體的陰極分別連接所述單片機的輸入/輸出引腳且分別通過一電阻連接電源電壓，至少三個所述紅外光電傳感器的光敏二極體的陽極接地。

作為本實用新型所述的一種尋跡避障小車的改進，所述單片機的片內放大器輸入端與片內放大器輸出端之間連接第一晶片，且所述片內放大器輸入端和所述片內放大器輸出端分別經一電容與電源地連接；所述單片機的復位信號輸入端經一電阻接地，所述復位信號輸入端同時與一電容連接，該電容的另一端分別與電源電壓、訪問外程序存儲器允許端連接。

作為本實用新型所述的一種尋跡避障小車的改進，所述轉向燈電路包括左轉向燈電路和右轉向燈電路，所述左轉向燈電路包括第一三極體和第二發光二極體，所述第一三極體的基極經一電阻連接所述單片機的輸入/輸出引腳，所述第一三極體的集電極接地，所述第一三極體的發射極接所述第二發光二極體的陰極，所述第二發光二極體的陽極經一電阻接電源電壓；所述右轉向燈電路包括第二三極體和第一發光二極體，所述第二三極體的基極經一電阻連接所述單片機的輸入/輸出引腳，所述第二三極體的集電極接地，所述第二三極體的發射極接所述第一發光二極體的陰極，所述第一發光二極體的陽極經一電阻接電源電壓。

作為本實用新型所述的一種尋跡避障小車的改進，所述單片機的型號為AT89S51。

作為本實用新型所述的一種尋跡避障小車的改進，所述電機驅動晶片的型號為L9110。

本實用新型的有益技術效果在於：

本實用新型的尋跡避障小車的電路架構簡單，具有可靠性能高、智能化程度高、低功耗等特點；

該尋跡避障小車體積小，方便攜帶；

通過單片機控制電機驅動晶片，根據紅外光電傳感器檢測路面情況，控制汽車電動機和扭轉方向盤、小車啟動和相應的行動；軟體方面採用C語言來實現，實用性大。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種尋跡避障小車的電路圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的各實施方式進行詳細的闡述。

如圖1，一種尋跡避障小車，包括單片機、至少三個紅外光電傳感器、電機驅動晶片、電機、轉向燈電路和為上述模塊供電的電源模塊，紅外光電傳感器連接單片機的輸入/輸出引腳，電機驅動晶片連接單片機的輸入/輸出引腳，電機與電機驅動晶片連接，轉向燈電路與單片機的輸入/輸出引腳連接，至少一個紅外光電傳感器安裝在小車控制板前方的下部，小車控制板左右兩側的下部各自至少安裝有一個光電傳感器。尋跡避障小車尋跡主要是由安裝在小車控制板前方和左右兩側的紅外光電傳感器來完成發射後接收反射信號。當紅外接收探頭接收到信號後，再將信號送到單片機，由單片機內部程序來控制電機，由電機來完成小車的前進、轉向，以及在轉向的時候相應的轉向燈閃爍發光。

在本實用新型的另一實施例中，每個紅外光電傳感器包括一個紅外發射二 極管和一個光敏二極體，至少三個紅外光電傳感器的紅外發射管的陽極分別通過一電阻連接電源電壓，陰極均接地；至少三個紅外光電傳感器的光敏二極體的陰極分別連接單片機的輸入/輸出引腳且分別通過一電阻連接電源電壓，至少三個紅外光電傳感器的光敏二極體的陽極接地。在本實施例中，紅外光電傳感器也可以是由紅外發射二極體和光敏三極體組成。電源模塊並聯電容C1，電容C1用於濾波降噪，提高小車系統的穩定性。紅外光具有這樣的反射特性，對於白色物體，紅外光反射的數量較多，而對黑色物體，紅外光反射的數量大大減少。本實施中，通過該原理採用紅外光電傳感器採集路面信息，其最大的優點是紅外光電傳感器的結構簡單、實現方便、成本低，免去其複雜的圖像處理工作，響應快、容易關閉道路試驗。但它的缺點在於，紅外光電傳感器的探測的信息是不完整的，只能在路上區分簡單的黑色和白色，檢測距離有限，且容易受到很多幹擾，可憐的抗幹擾能力。背景光、類似設備、傳感器的高度差異均能影響到紅外光電傳感器的工作。在本實施例中，道路為黑白兩種顏色，故小車就可以區分黑色路面信息。

在本實用新型的另一實施例中，單片機的片內放大器輸入端XTAL1與片內放大器輸出端XTAL2之間連接第一晶片Z1，且片內放大器輸入端XTAL1和片內放大器輸出端XTAL2分別經電容C8和電容C7與電源地連接；單片機的復位信號輸入端RST經電阻R15接地，復位信號輸入端RST同時與電容C6連接，電容C6的另一端分別與電源電壓、訪問外程序存儲器允許端連接。

在本實用新型的另一實施例中，轉向燈電路包括左轉向燈電路和右轉向燈電路，左轉向燈電路包括第一三極體T1和第二發光二極體D2，第一三極體T1的基極經電阻R14連接單片機的輸入/輸出引腳P0.7，第一三極體T1的集電極接地，第一三極體T1的發射極接第二發光二極體D2的陰極，第二發光二極體D2的陽極經電阻R7接電源電壓；右轉向燈電路包括第二三極體T2和第一發光二極體D1，第二三極體T2的基極經電阻R16連接單片機的輸入/輸出引腳P2.0，第二三極體T2的集電極接地，第二三極體T2的發射極接第一發光 二極體D1的陰極，第一發光二極體D1的陽極經電阻R2接電源電壓。

在本實用新型的另一實施例中，單片機的型號為AT89S51。AT89S51單片機具有4k程序內存，屬於FLASH的過程，在貯存過程中，用戶可以即時電擦除和重寫，不用擴展外部存儲器。顯然，這種單片機開發設備要求非常低，也大大縮短了開發時間。

在本實用新型的另一實施例中，電機驅動晶片的型號為L9110。電機驅動晶片L9110放大單片機的PWM信號，進而驅動電機M1和電機M2的正轉和反轉。

在本實用新型的另一實施例中，採用四節乾電池降壓至5V後給單片機及其他邏輯單元供電，這樣電機啟動及制動時的短暫電壓幹擾不會影響到邏輯單元和單片機的工作。

在本實用新型的另一實施例中，尋跡避障小車採用最少拍控制，最少拍控制指的是系統在典型輸入信號(如階躍信號和速度信號,加速度信號等),在至少帕特(有限),使系統輸出的穩態誤差為零。所以，至少拍控制系統，也稱為至少沒有影響系統，至少pat伺服系統，本質上是時間最優控制系統，系統的性能是系統規範的最短或儘可能地短。可以看出系統對閉環脈衝傳遞函數的要求是快速性和準確性。也就是說，已經讓車從跑道，可以在最短的時間內回到賽道。最少拍控制系統的設計與被控對象的零極位置有很密切的關係。在本實施例中，小車只要求按照跑道行駛，跑道簡單，採用最少拍控制，小車具有快速、準確的反應速度。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。