一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，包括：车体、设置于车体底端的运动装置、设置于车体底端的路径检测装置以及设置于车体顶端的控制驱动装置；路径检测装置用于与设置于小车行驶路线上的铁线配合；控制驱动装置包括一单片机模块以及分别与该单片机模块相连的电机驱动模块、铁线路径检测模块以及继电器切换模块；电机驱动模块用于驱动运动装置运动；铁线路径检测模块经继电器切换模块与路径检测装置相连。本实用新型专利技术所提出的一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，具有循线的精度高、超低功耗、人机交互性好、不受环境光线影响、成本低廉等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及航道控制
，特别是一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车。
技术介绍
智能循迹小车又叫轮式机器人，在现代生活和工业现场中已经得到了广泛的应用。智能循迹小车能够针对特定的路径使用特定的传感器进行路径识别，按一定的算法使车体沿特定的路径行走。智能循迹小车最常见的循迹方法主要有：光电对管、激光对管、线阵CCD、摄像头、电磁导引等。利用光电对管、激光对管检测路径需要路径具有非常明显的对比度（比如黑白色），并且对现场的光线非常敏感。采用线阵CCD和摄像头进行路径识别具有采集的点数多，可根据不同灰度对应的数字量进行路径的识别，具有方法直接、识别精度高，路径识别范围大的特点，但是相应识别算法的计算量较大，对主控芯片的要求比较高，对光线也有要求。采用电磁导引的路径识别方法一般是在地面下沿预先设定的行驶路径埋设电线，当高频电流流经导线时，导线周围产生电磁场。在小车上安装电磁传感器，根据接受电磁信号的强度差异可以反映车辆偏离路径的程度。小磁导引的路径识别方式对光线没有要求，但是需要对路径施加高频电流，造成不可避免的电磁辐射和电能的损耗。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，以克服现有技术中存在的缺陷。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，包括：一车体、一设置于所述车体底端的运动装置、一设置于所述车体底端的路径检测装置以及一设置于所述车体顶端的控制驱动装置；所述路径检测装置用于与设置于小车行驶路线上的铁线配合；所述控制驱动装置包括一单片机模块以及分别与该单片机模块相连的电机驱动模块、铁线路径检测模块以及继电器切换模块；所述电机驱动模块用于驱动所述运动装置运动；所述铁线路径检测模块经所述继电器切换模块与所述路径检测装置相连。在本技术一实施例中，所述运动装置包括设置于该车体下端面前端左侧的第一驱动轮、设置于该车体下端面且用于驱动该第一驱动轮的第一驱动电机、设置于该车体下端面前端右侧的第二驱动轮、设置于该车体下端面且用于驱动该第二驱动轮的第二驱动电机以及设置于该车体下端面后端中部的万向轮。在本技术一实施例中，还包括设置于车体下端面用于检测所述第一驱动电机转速的第一编码器测速模块以及用于检测所述第二驱动电机转速的第二编码器测速模块；所述第一编码器测速模块至所述第二编码器测速模块均与所述单片机模块相连。在本技术一实施例中，所述路径检测装置包括设置于所述车体下端面前端中部的连接块以及设置于该连接块下端面的第一PCB线圈至第三PCB线圈；所述第一PCB线圈至所述第三PCB线圈从左至右依次设置于所述连接块下端面。在本技术一实施例中，所述电机驱动模块包括由HIP4082全桥驱动芯片和快速开断MOS管IRF3205构成的全桥驱动电路。在本技术一实施例中，所述铁线路径检测模块包括一电感数字转换器LDC1000。在本技术一实施例中，所述继电器切换模块包括4个HLS6-4100H的5V继电器。在本技术一实施例中，还包括设置于所述车体上端面且分别与所述单片机模块相连的OLED显示屏以及键盘。在本技术一实施例中，还包括一设置于所述车体上端面且用于提供电源的电源模块；该电源模块包括一锂聚合物电池组以及TPS7350电源芯片、LM2940电源芯片、AMS1117电源芯片和MC34063电源芯片。在本技术一实施例中，所述单片机模块包括一MSP430F5529单片机。相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：（1）本技术设计的循迹小车对路径的要求不高，使用线径为0.6mm到0.9mm的普通铁丝即可作为循迹路径。铺在地面的铁丝无需通电，仅根据靠近铁丝的并联谐振等效电阻RP的变化即可判定传感器的PCB线圈与铁丝的相对位置，从而判定小车与路径之间存在偏差的情况。（2）本技术的路径检测模块采用一个LDC1000模块、三个自制PCB线圈和4个继电器构成。这样的巧妙设计减少了至少2个LDC1000模块，降低了成本，却又可以保证路径识别的准确性。（3）本技术设计的基于电感数字变换器的自动循迹小车对运行环境的光线不敏感，即使是黑夜也可以保证循迹的准确性。由于采用的是非接触式电感传感器，比较适合应用在相对恶劣的工作环境。（4）本技术使用的传感器针对不同的循迹路径具有较高的灵活性。可根据循迹路径铁丝的线径不同，可根据PCB线圈的形状、外径、线径、线宽、PCB层数等参数灵活设计适用不同场合的PCB线圈，可扩展性强。（5）本专利技术显示屏采用OLED显示器，不仅提供友好的人机互动界面，还具有轻薄、省电、高亮度等优势。附图说明图1是本技术中基于电感数字变换传感器的智能循迹小车侧视图。图2是本技术中基于电感数字变换传感器的智能循迹小车前视图。图3是本技术中基于电感数字变换传感器的智能循迹小车后视图。图4是本技术一实施例中基于电感数字变换传感器LDC1000的循迹小车控制系统的硬件设计框图。图5是本技术一实施例中系统整体的软件架构示意图。图6是本技术一实施例中LDC1000电感数字转换器的硬件电路原理图。图7是本技术一实施例中小车车体上3个电感线圈与小车行驶路径上铁线配合示意图。图8是本技术一实施例中4个继电器轮流切换接入PCB线圈的原理图。图9是本技术一实施例中自动循迹小车的循迹算法的软件流程图。具体实施方式下面结合附图以及现有软件或控制方法，对本技术的技术方案进行具体说明。在该说明过程中所涉及的现有软件或控制方法均不是本技术所保护的客体，本技术仅保护该装置的结构及其连接关系。本技术提供一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，如图1所示，包括：一车体1、一设置于车体底端的运动装置2、一设置于车体底端的路径检测装置4以及一设置于车体顶端的控制驱动装置3；路径检测装置用于与设置于小车行驶路线上的铁线配合；控制驱动装置包括一单片机模块以及分别与该单片机模块相连的电机驱动模块、铁线路径检测模块以及继电器切换模块；电机驱动模块用于驱动运动装置运动；铁线路径检测模块经继电器切换模块与路径检测装置相连。进一步的，如图2~3所示，运动装置包括设置于该车体下端面前端左侧的第一驱动轮21、设置于该车体下端面且用于驱动该第一驱动轮的第一驱动电机22、设置于该车体下端面前端右侧的第二驱动轮23、设置于该车体下端面且用于驱动该第二驱动轮的第二驱动电机24以及设置于该车体下端面后端中部的万向轮25。进一步的，还包括设置于车体下端面用于检测第一驱动电机转速的第一编码器测速模块以及用于检测第二驱动电机转速的第二编码器测速模块；第一编码器测速模块至第二编码器测速模块均与单片机模块相连。进一步的，路径检测装置包括设置于车体下端面前端中部的连接块41以及设置于该连接块下端面的第一PCB线圈42至第三PCB线圈43；第一PCB线圈至第三PCB线圈从左至右依次设置于连接块下端面。进一步的，电机驱动模块包括由HIP4082全桥驱动芯片和快速开断MOS管IRF3205构成的全桥驱动电路。在本实施例中，全桥驱动电路与驱动电机相连，用于驱动第一驱动电机或第二驱动电机。进一步的，铁线路径检测模块包括一电感数字转换器L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，其特征在于，包括：一车体、一设置于所述车体底端的运动装置、一设置于所述车体底端的路径检测装置以及一设置于所述车体顶端的控制驱动装置；所述路径检测装置用于与设置于小车行驶路线上的铁线配合；所述控制驱动装置包括一单片机模块以及分别与该单片机模块相连的电机驱动模块、铁线路径检测模块以及继电器切换模块；所述电机驱动模块用于驱动所述运动装置运动；所述铁线路径检测模块经所述继电器切换模块与所述路径检测装置相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，其特征在于，包括：一车体、一设置于所述车体底端的运动装置、一设置于所述车体底端的路径检测装置以及一设置于所述车体顶端的控制驱动装置；所述路径检测装置用于与设置于小车行驶路线上的铁线配合；所述控制驱动装置包括一单片机模块以及分别与该单片机模块相连的电机驱动模块、铁线路径检测模块以及继电器切换模块；所述电机驱动模块用于驱动所述运动装置运动；所述铁线路径检测模块经所述继电器切换模块与所述路径检测装置相连。2.根据权利要求1所述的一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，其特征在于：所述运动装置包括设置于该车体下端面前端左侧的第一驱动轮、设置于该车体下端面且用于驱动该第一驱动轮的第一驱动电机、设置于该车体下端面前端右侧的第二驱动轮、设置于该车体下端面且用于驱动该第二驱动轮的第二驱动电机以及设置于该车体下端面后端中部的万向轮。3.根据权利要求2所述的一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，其特征在于：还包括设置于车体下端面用于检测所述第一驱动电机转速的第一编码器测速模块以及用于检测所述第二驱动电机转速的第二编码器测速模块；所述第一编码器测速模块至所述第二编码器测速模块均与所述单片机模块相连。4.根据权利要求1所述的一种基于电感数字变换传感器的智能循迹小车，其特征在于：所述路径检测装置包括设置于所述车体下端面前端...

【专利技术属性】
技术研发人员：周牡丹，高凤强，翁璐莹，陈振镓，董坤煌，张哲，
申请(专利权)人：厦门大学嘉庚学院，
类型：新型
国别省市：福建;35