一种差速控制的智能循迹避障小车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种差速控制的智能循迹避障小车，包括用于驱动小车运动的驱动模块、远程控制模块、信号采集模块、信号处理模块及电机控制模块；驱动模块至少包括四个与车轮连接的电机；远程控制模块用于接收操作者在智能设备上通过小程序发出的控制信号并将该信号传递至信号处理模块；信号采集模块用于采集小车的位置及运动状态并发送信号至信号处理模块；信号处理模块用于处理所接受信号后得到电机控制方案并将电机控制方案发送至电机控制模块；电机控制模块用于按照电机控制方案控制电机驱动小车，通过单独控制小车各车轮的转速来进而控制小车的运动。本实用新型专利技术的小车结构简单，转向精度高；控制方法操作简单。

An intelligent tracking obstacle avoidance car with differential control

【技术实现步骤摘要】
一种差速控制的智能循迹避障小车
本技术属于移动智能交通
，涉及一种差速控制的智能循迹避障小车。
技术介绍
目前，车辆的转向装置多为机械转向结构，其主要由转向机、方向盘、转向机构和转向轮组成，其是通过控制方向盘，方向盘上的作用力通过转向机和转向机构传递至转向轮使得转向轮偏转一定角度进而完成转向的。专利CN107656526A公开了一种小车转向控制方法和控制装置，专利CN101716952A公开了电动汽车用四轮毂电机驱动实现四轮转向的电子差速转向控制系统，其均采用机械转向结构，虽然能够实现车辆转向，但其结构较为复杂，特别是对于小型遥控车辆而言，其复杂的结构在一定程度上增加了其制造成本，对于小型遥控车辆而言，成本限制了其转向结构的调整精度。专利CN208376520U公开了一种小车，其通过PLC控制电机正反转进而控制小车的前进或后退，小车的转向是通过与前轮连接的步进电机驱动前轮偏转来实现的，虽然能够完成转向，但其结构较为复杂，成本较高。此外，目前的小型遥控车辆多需要通过遥控器对其进行实时控制，其智能化程度不高，控制手段单一。因此，开发一种成本低廉、结构简单、转向精度高且智能化程度高的小车极具现实意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术结构复杂、转向精度不佳、成本较高、智能化程度不高且控制手段单一的缺陷，提供一种成本低廉、结构简单、智能化程度高且转向精度高的遥控小车。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种差速控制的智能循迹避障小车，包括驱动模块、远程控制模块、信号采集模块、信号处理模块及电机控制模块；所述小车至少有不共轴的四个车轮，所述四个车轮中车轮I与车轮II共轴，车轮III与车轮IV共轴，且四个车轮的大小和形状相同；所述驱动模块用于驱动小车运动，至少包括四个与小车车轮连接的电机且同一车轮仅安装一个电机；所述远程控制模块用于接收操作者在智能设备上通过小程序发出的控制信号并将该信号传递至信号处理模块；所述信号采集模块用于采集小车的位置及运动状态并发送信号至信号处理模块；所述信号处理模块用于处理所接受信号后得到电机控制方案，并将电机控制方案发送至电机控制模块，包括用于采集小车的路径信号的红外传感器和用于采集小车路径上的障碍物信息的超声波传感器；本专利技术的信号采集模块的保护范围并不仅限于此，本专利技术仅以此为例；所述电机控制模块用于按照电机控制方案控制电机进而驱动小车，所述小车的运动是通过单独控制小车各车轮的转速来实现的，电机控制模块包括多块L289N驱动芯片，其通过控制输出的脉宽调制信号控制电机转速。本技术的小车通过控制小车车轮上的电机转速使得两侧车轮存在速度差进而完成转向的，通过控制小车车轮上电机的转动方向控制小车的前进或后退，小车与智能设备实时通讯，操作者在智能设备上操作小程序即可控制小车，小车上的信号处理模块实时接收信号采集模块及智能设备上传递的信号，处理计算得到该时刻的电机控制方案，对小车进行实时控制，其电机控制控制逻辑简单，通过控制输出的脉宽调制信号即可对电机转速进行控制，驱动小车按照设定模式运行。本技术的小车相比于现有小型遥控车辆，其结构简单，无需专门的转向装置，成本低廉，通过控制车轮差速即可完成车辆转向，甚至可以实现原地转向(以前后车轴中垂线中心点为圆心转动)。同侧前后车轮的转向方向相同时，还可提升车辆的操控性和稳定性，如左侧前轮转速大于右侧前轮转速，实现车辆向右侧转向，此时，左侧后轮转速与左侧前轮转速一致，右侧后轮转速与右侧前轮转速一致，前后轮轨迹相同，使车辆整体右转，可控性好，其转向精度相较于现有技术也更高。小车上还设有信号采集模块及信号处理模块，其可根据设定信息自动执行指令，相比于依赖实时遥控的现有技术，智能化程度高，本技术通过智能设备上的小程序控制小车，相比于现有技术的遥控器，其适应性更佳，控制手段丰富。作为优选的技术方案：如上所述的一种差速控制的智能循迹避障小车，所述电机控制模块为L289N驱动电路，其包括多块带控制使能端的L289N驱动芯片，L289N驱动电路的核心部件为L289N驱动芯片，其为一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，其频率较高，一块驱动芯片与同轴的两电机连接，其通过控制输出的脉宽调制信号(PWM)控制电机转速，通过控制使能端的高低平控制电机的转动方向。本技术的电机控制模块的保护范围并不仅限于此，本技术仅以此为例。如上所述的一种差速控制的智能循迹避障小车，所述电机为步进电机。如上所述的一种差速控制的智能循迹避障小车，通过控制电机可使小车直行、转向或原地掉头。如上所述的一种差速控制的智能循迹避障小车，所述驱动芯片控制的两电机均为高电平且两电机的转速相同，则各车轮转动方向一致且车轮边缘的线速度相同即小车直行；驱动芯片控制的两电机均为高电平且两电机的转速不同，则各车轮转动方向一致且左右的一侧车轮边缘的线速度大于另一侧车轮边缘的线速度即小车实现了转向；驱动芯片控制的两电机均为高电平且左右的一侧电机前进使能，另一侧电机后退使能，则同一侧的两个车轮以相同转速正向转动，另一侧的两个车轮以相同转速反向转动即小车实现了原地掉头；驱动芯片控制的两电机均为低电平，则各车轮不转动即小车停止。如上所述的一种差速控制的智能循迹避障小车，所述远程控制模块与智能设备通过蓝牙、红外或超声波连接。两者采用数字信号进行传输，智能设备将小车的停止及行进方向等信息实时传递至远程控制模块，远程控制模块将该信息发送至信号处理模块，信号处理模块进行实时处理。如上所述的一种差速控制的智能循迹避障小车，所述信号处理模块为单片机，所述单片机的型号为STC89C51。本技术的信号处理模块的保护范围并不仅限于此，本技术仅以此为例，单片机的具体型号可根据具体应用场景进行选择。如上所述的一种差速控制的智能循迹避障小车，所述小车在运动过程中，小车的前后两轮的中心线保持重合。如上所述的一种差速控制的智能循迹避障小车，所述智能设备为智能手机。本技术的智能设备并不仅限于智能手机，电脑、平板等便携或固定设备均可适用于本技术。有益效果：(1)本技术的一种差速控制的智能循迹避障小车，结构简单，成本低廉，转向精度高；(2)本技术的一种差速控制的智能循迹避障小车，通过L289N驱动电路控制车轮差速即可完成车辆转向，甚至可以实现原地转向，可控性好；(3)本技术的一种差速控制的智能循迹避障小车，电机控制模块结构简单，仅需两块L289N驱动芯片即可实现对小车的多模式控制，效率高，极具应用前景。附图说明图1为本技术的各模块的连接关系示意图；图2为本技术的信号处理模块的电路图；图3为本技术的红外传感器的电路接口图；图4为本技术的超声波传感器的电路接口图；图5为本技术的远程控制模块(蓝牙连接)的接口图；图6为本技术的电机控制模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差速控制的智能循迹避障小车，其特征在于，包括驱动模块、远程控制模块、信号采集模块、信号处理模块及电机控制模块；/n所述小车至少有不共轴的四个车轮，所述四个车轮中车轮I与车轮II共轴，车轮III与车轮IV共轴，且四个车轮的大小和形状相同；/n所述驱动模块用于驱动小车运动，至少包括四个与小车车轮连接的电机且同一车轮仅安装一个电机；/n所述远程控制模块用于接收操作者在智能设备上通过小程序发出的控制信号并将该信号传递至信号处理模块；/n所述信号采集模块用于采集小车的位置及运动状态并发送信号至信号处理模块，包括用于采集小车的路径信号的红外传感器和用于采集小车路径上的障碍物信息的超声波传感器；/n所述信号处理模块用于处理所接受信号后得到电机控制方案，并将电机控制方案发送至电机控制模块；/n所述电机控制模块用于按照电机控制方案控制电机进而驱动小车，小车的运动是通过单独控制小车各车轮的转速来实现的，电机控制模块包括多块L289N驱动芯片，其通过控制输出的脉宽调制信号控制电机转速。/n

【技术特征摘要】
1.一种差速控制的智能循迹避障小车，其特征在于，包括驱动模块、远程控制模块、信号采集模块、信号处理模块及电机控制模块；
所述小车至少有不共轴的四个车轮，所述四个车轮中车轮I与车轮II共轴，车轮III与车轮IV共轴，且四个车轮的大小和形状相同；
所述驱动模块用于驱动小车运动，至少包括四个与小车车轮连接的电机且同一车轮仅安装一个电机；
所述远程控制模块用于接收操作者在智能设备上通过小程序发出的控制信号并将该信号传递至信号处理模块；
所述信号采集模块用于采集小车的位置及运动状态并发送信号至信号处理模块，包括用于采集小车的路径信号的红外传感器和用于采集小车路径上的障碍物信息的超声波传感器；
所述信号处理模块用于处理所接受信号后得到电机控制方案，并将电机控制方案发送至电机控制模块；
所述电机控制模块用于按照电机控制方案控制电机进而驱动小车，小车的运动是通过单独控制小车各车轮的转速来实现的，电机控制模块包括多块L289N驱动芯片，其通过控制输出的脉宽调制信号控制电机转速。


2.根据权利要求1所述的一种差速控制的智能循迹避障...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴文，郑起，张志雄，张静之，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海;31