本发明专利技术涉及一种无线蓝牙移动机器人小车,包括小车本体(1),该移动机器人小车还包括控制器(3)、驱动模块(2)和蓝牙模块(4),所述的小车本体(1)包括4个驱动车轮,所述的驱动模块(2)分别连接4个驱动车轮,所述的控制器(3)连接驱动模块(2),所述的控制器(3)还通过蓝牙模块(4)连接控制终端(5)。与现有技术相比,本发明专利技术移动机器人小车结构简单、运行稳定、可远程遥控操作。
A wireless Bluetooth mobile robot car
The invention relates to a wireless Bluetooth mobile robot car, including a car body (1), which also includes a controller (3), a driving module (2) and a Bluetooth module (4). The car body (1) includes 4 driving wheels, and the drive module (2) connects 4 drive wheels respectively, and the controller (3) connects drive (3). The controller (2) also connects the control terminal (5) through the Bluetooth module (4). Compared with the existing technology, the mobile robot trolley has simple structure, stable operation and remote-controlled operation.
【技术实现步骤摘要】
一种无线蓝牙移动机器人小车
本专利技术涉及一种移动机器人小车,尤其是涉及一种无线蓝牙移动机器人小车。
技术介绍
机器人是电子信息、计算机、以及自动化等科学技术发展的一个产物,机器人学的研究和发展在当今甚至未来将会受到越来越多的重视。如果把某些工业机器人视为对人类动作的模仿、再现,那么具有一定功能的机器人就能被当做是人类移动功能的模拟和模仿了。通常将这种具有移动功能的机器人称为移动机器人。不同于传统的工业机器人(机械臂等),移动机器人具有特殊的结构模型以及应用领域,移动机器人是指能够在室内、室外、以及复杂的路况情况自主运动的移动智能系统,是一种将周边环境检测、实时状态规划导航、运动控制以等多项功能集于一体的移动智能系统。在这块领域的研究内容涉及到图像实时处理、计算机视觉、传感器技术、自动控制原理,机械工程等多学科理论,体现了当代科学和人工智能技术的最新成果。智能移动机器人的研究始于上世纪69年代末。在1966年至1972年,由斯坦福研究院的NilsNilssen和CharlesRosen研发并取名了智能移动机器人。其目的是研究并且应用人工智能,能够在不同的环境下机器人可以自主的进行路径规划,环境检测,运动控制等。在60年代后期,美国与前苏联也有过对智能移动机器人的研制,最著名的就是月球探测计划中,美国的“探测者”3号在地球端的操控下,完成了在月球上进行探测及其他任务。而前苏联的“登月者”20号,在无人驾驶的情况下登陆月球表面,对月球地质进行采集试验,并最终放进容器带回地球研究。在70年代初期,日本的早稻田大学也有研制出模仿人类走路的智能移动机器人。而在工业领域,为了适应极端环境,在原子或者海洋的工作中这类机器人也发展的较为迅速。而移动机器人随着时代的更替,在环境的应用和移动方式都在与时俱进,其研究方法也不同。但其还是有根本的基础技术是不会变的,其基本技术有:传感器检测技术,自动控制技术,路径规划导航技术,人工智能方面等。这些技术相当于人的眼睛、大脑、以及四肢。智能轮式移动机器人在移动方式上分为轮式,足式,混合式。其中轮式分为2轮,3轮,4轮,6轮,多轮等形式。智能移动机器人的自动控制方法从被动的遥控、监控向自主控制发展,综合应用机器视觉、路径规划、自动控制系统等人工智能等技术研发自主型移动机器人。即使如此,机器人设计方面也有很多的不足。比如采用四轮机器人时,四轮的转向控制,处理器、驱动器、控制语言的选取,以及如何控制机器人按照既定的路线行进,进行有效的人机交互和合理的路径规划,这是机器人研究的一个重点和难点。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无线蓝牙移动机器人小车。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种无线蓝牙移动机器人小车,包括小车本体,该移动机器人小车还包括控制器、驱动模块和蓝牙模块,所述的小车本体包括4个驱动车轮,所述的驱动模块分别连接4个驱动车轮,所述的控制器连接驱动模块,所述的控制器还通过蓝牙模块连接控制终端。所述的驱动模块包括2个L298N电机驱动模块,一个L298N电机驱动模块连接左上驱动车轮和左下驱动车轮,另一个L298N电机驱动模块连接右上驱动车轮和右下驱动车轮,所述的L298N电机驱动模块均连接至所述的控制器。所述的控制器包括STC89C52单片机。所述的蓝牙模块包括HC05蓝牙芯片。所述的控制终端包括电脑、蓝牙主机、手机、PDA和PSP。所述的控制终端控制小车本体做包括如下运动:前进、后退、原地左转和原地右转。与现有技术相比,本专利技术具有如下优点:(1)本专利技术利用蓝牙模块实现了小车本体和控制终端的通信连接,方便进行遥控,控制方便;(2)本专利技术采用小车本体采用4个驱动车轮驱动行走,稳定可靠;(3)本专利技术采用L298N电机驱动模块驱动车轮行走,驱动稳定可靠;(4)本专利技术采用的HC05蓝牙芯片可以很方便与控制器连接,在室内可达最大10m通信距离,满足控制需求。附图说明图1为本专利技术无线蓝牙移动机器人小车的结构框图;图2为本专利技术差速转向的原理示意图。图中,1为小车本体,2为驱动模块,3为控制器,4为蓝牙模块,5为控制终端。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例如图1所示,一种无线蓝牙移动机器人小车,包括小车本体1,该移动机器人小车还包括控制器3、驱动模块2和蓝牙模块4,小车本体1包括4个驱动车轮,驱动模块2分别连接4个驱动车轮,控制器3连接驱动模块2,控制器3还通过蓝牙模块4连接控制终端5。车轮式移动机构根据轮数多少可以分为1轮、2轮、3轮、4轮、6轮以及多轮移动机构。1轮移动机构,在实现上主要障碍是稳定性问题尚未解决,目前已经有人致力于直立控制的研究。2轮移动机构,同样也是因为直立稳定性问题差而未能进入实用阶段,为此正在以摩托车和自行车为对象,用陀螺仪等检测出被控对象的当前的姿态,进行无人行走试验。3轮移动机器人具有基本的稳定性,其主要问题是移动方向的控制。比较具有代表性的车体架构是两个后轮一个前轮舵机。当然也可采用两后轮同时驱动,靠两轮的转速差进行操舵的控制方法,此时,另外一个轮子只起到支撑的作用,采用这种轮式移动机构的时候,可以通过使两个驱动轮朝相反的方向转动,同时调整不同的速度,从而可以使车体实现四面转向,或者做弧线运动。4轮式机器人的四个主轮分别由两个电机启动模块驱动(L298N),每台电机驱动模块2分别连接电机的正负接线端,形成一个开环控制系统,在分别由输入端接受来自单片机的电平,从而控制车轮的正转、反转,以及转速大小的调整。本专利技术采用4轮式移动结构,没有舵机,所以采用的转向方法是差速转向。由于4轮的差速转向跟2轮并无差异。本实施例以2轮差速转向为例说明差速转向的原理:如图2所示,V1和V2分别为2个车轮的转速,Vc表示V1和V2的合速度:进而有:其中:式中:ω是机器人的角速度,R是圆周运动的半径,l是O1O2间的长度。通过联立的方程,将ω、R视为应变量,即可解出方程得:由(3)可以看出:当V1=V2时,ω=0,小车做直线运动。当V1=-V2时,Vc=R=0,小车原地自转。当V1≠V2且V1≠-V2时,做圆周运动。驱动模块2包括2个L298N电机驱动模块2,一个L298N电机驱动模块2连接左上驱动车轮和左下驱动车轮,另一个L298N电机驱动模块2连接右上驱动车轮和右下驱动车轮,L298N电机驱动模块2均连接至控制器3。L298N是由ST公司生产的一款电机驱动模块2,该模块适应性强,最高能承受46V的电压,以及4A的电流。该驱动有15引脚封装,其中类别分为输入输出、供电,PWM使能模块,其特色是具有一个5V转换的供电口,可以正好提供单片机的供电,并且价格便宜,是实验的理想器材。L298N驱动模块2有4个输出输出引脚,如果要分别控制4个轮子单独驱动的话那么两个引脚控制一个电机,则一共需要用到2个L298N模块,由于本专利技术驱动的电机要求12V电源,L298N也符合这一要求,价格也比较便宜。控制器3包括STC89C52单片机,STC89C52单片机芯片是由STC公司生产的微控制器3,具有8K字节系统可编程Flash存储器。具有一种低功耗、高性能的特点。该单片机使用经典的MCS-51内核,但与时俱进做了很多技术上的改本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无线蓝牙移动机器人小车,包括小车本体(1),其特征在于,该移动机器人小车还包括控制器(3)、驱动模块(2)和蓝牙模块(4),所述的小车本体(1)包括4个驱动车轮,所述的驱动模块(2)分别连接4个驱动车轮,所述的控制器(3)连接驱动模块(2),所述的控制器(3)还通过蓝牙模块(4)连接控制终端(5)。
【技术特征摘要】
1.一种无线蓝牙移动机器人小车,包括小车本体(1),其特征在于,该移动机器人小车还包括控制器(3)、驱动模块(2)和蓝牙模块(4),所述的小车本体(1)包括4个驱动车轮,所述的驱动模块(2)分别连接4个驱动车轮,所述的控制器(3)连接驱动模块(2),所述的控制器(3)还通过蓝牙模块(4)连接控制终端(5)。2.根据权利要求1所述的一种无线蓝牙移动机器人小车,其特征在于,所述的驱动模块(2)包括2个L298N电机驱动模块(2),一个L298N电机驱动模块(2)连接左上驱动车轮和左下驱动车轮,另一个L298N电机驱动模块(2)连接右上驱动车轮和右下驱动车...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈辉,冯燕,黄晓铭,杨剑,荣尔晨,崔承刚,徐鹏,
申请(专利权)人:上海电力学院,
类型:发明
国别省市:上海,31
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