自动跟随的环保旅行箱制造技术

本发明专利技术公开了自动跟随的环保旅行箱，涉及智能家居领域。通过超声波测距系统模块实现了旅行箱相对于旅行者之间的方位和距离的定位，使旅行箱做到了实时自动跟随旅行者，旅行者在行走过程中不会觉得旅行箱是个累赘，同时还具有环保性。自动跟随的环保旅行箱包括微处理器模块、红外发射模块、红外接收模块、超声波发射模块、超声波接收模块、方向控制模块、前进驱动模块、报警模块。微处理器模块有两个处理器，一个处理器用于控制红外和超声波信号发出，另一个处理器对接收到的红外和超声波信号进行相应的算法处理，根据处理的结果来控制方向控制模块、前进驱动模块和报警模块，其中前进驱动模块在受到外力驱动时，可以将动能转化为电能，对电池进行充电。

Environment friendly travel case with automatic follow

The invention discloses an environment-friendly travel case with automatic follow, relating to the field of intelligent home. Through the ultrasonic ranging system module of the travel box positioned relative to the azimuth and distance between the travelers make travel box, to achieve real-time automatic follow travelers, travelers will not feel the suitcase is a burden in the process of walking, but also has the advantages of environmental protection. Green travel box automatically follow including microprocessor module, infrared emission module, infrared receiving module, ultrasonic transmitting module, ultrasonic receiving module, the direction control module, drive module, alarm module. The microprocessor module has two processors, one processor is used to control the infrared and ultrasonic signal, another processor for processing the corresponding algorithm of infrared and ultrasonic signals received, to control the direction of the control module, driving module and alarm module according to the processing result, the driving module can be driven by the external force. The kinetic energy is converted into electricity to charge the battery.

【技术实现步骤摘要】
自动跟随的环保旅行箱
本专利技术涉及智能家居领域，旅行箱能够在不受旅行者控制的情况下，做到自动跟随旅行者，且保持一定的距离，当超出这一规定的距离后，旅行箱自动发出报警信号，提醒旅行者注意，这套技术能够使旅行者可以更加轻松愉快的欣赏沿途风景以及自由随时拍下美的照片，同时，它具有环保性，符合现代社会的发展理念。
技术介绍
在现代社会中，人们生活水平越来越高，对家居的智能化程度要求不断提高，同时，在外出旅游时，往往因为带很多行李且旅行箱还需要时刻牵拉和看护，这会降低旅行所带来的幸福度，如果带有一款不用旅行者牵拉且能自动跟随的环保旅行箱，这样肯定能给旅行者带来更加自由轻松的享受。目前，市场上还未出现一款类似的旅行箱，因此设计一款具有自动跟随的旅行箱，就显得很重要了，同时也会有很广阔的市场。本专利技术采用了超声波测距系统进行定位，同时搭载Adruino处理器，以及快速反应的动作系统。Adruino处理器根据超声波测距系统提供的参数进行相应的算法处理，测出旅行者在一定时间内的速度和方位，然后根据算法处理的结果输出控制直流电机和步进电机的信号，使其在技术成本较低的情况下，可以实现精确的同步跟随，同时，在电池电量不足的情况下，可以通过旅行者的牵拉旅行箱，可以将动能转化为电能，实现它的环保性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供自动跟随的环保旅行箱，适用于人们出行时不需要时刻牵拉和看护旅行箱且双手可以做其他事情的情况，解决了以上技术问题。自动跟随的环保旅行箱，其特征在于，主要包括微处理器模块、红外发射模块、红外接收模块、超声波发射模块、超声波接收模块、方向控制模块、前进驱动模块、报警模块。所述的微处理器模块是以Adruino处理器为核心，采用了两块Adruino处理器，第一块Adruino处理器用于控制红外发射模块和超声波发射模块，第二块Adruino处理器用于处理接收到的红外接收模块和超声波模块接收的信号，同时根据算法处理的结果来控制方向控制模块、前进驱动模块和报警模块。所述的红外发射模块，在第一块Adruino处理器发出驱动超声波发射模块信号的同时，发出红外信号。所述的红外接收模块，主要是用来接收红外发射模块的信号，接收到红外的信号经过第二块Adruino处理器处理后，将超声波接收模块与第二块Adruino处理器连接引脚的电平强制拉高，确保两块Adruino处理器的时间同步性。所述的超声波发射模块，主要是由第一块Adruino处理器产生的频率为40KHz、占空比为50％的方波信号来驱动该模块，发射出40KHz超声波信号。所述的超声波接收模块，主要是在接收到40KHz的超声波信号后，输出低电平信号，将第二块Adruino处理器与超声波接收模块连接引脚的电平拉低，然后通过Adruino处理器的pulseIn代码语句读取超声波接收模块与第二块Adruino处理器连接的对应引脚高电平时间，该时间即可作为超声波在空气中传输的时间。所述的方向控制模块采用步进电机，由第二块Adruino处理器输出的方向控制信号，调整旅行箱的行进方向，做到始终跟随旅行者。所述的前进驱动模块采用直流电机，由第二块Adruino处理器输出的转速控制信号，调整旅行箱前进的速度，保持旅行箱与旅行者之间的速度相同，距离控制在一定范围之内，同时在旅行者牵拉旅行箱的过程中，带动直流电机，可以利用直流电机发电，对电池进行充电，做到了环保。所述的报警模块采用语音报警器，在旅行箱不能正常前进或与旅行者之间的距离超过设定值或超声波接收模块在设定的时间内没有接收到超声波信号的情况下，发出语音报警声，提醒旅行者回头注意旅行箱。本专利技术提供的自动跟随的旅行箱，有如下优点：1)此自动跟随旅行箱实现了智能化，在旅行者行走时，能够紧随旅行者，减轻了旅行者在旅途中的负担，最大程度上增加旅行者旅途的自由性；2)此自动跟随旅行箱具有环保性，前进驱动直流电机在旅行者牵拉过程中，可以做到给电池充电；3)此自动跟随旅行箱所需的技术成本低，技术要求低，且安全可靠，具有很好的市场前景。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为系统总体结构框图；图2为系统外观视图；图3为直流电机充电系统结构图图4为超声波测距系统图。具体实施方式为了更好的对本专利技术进行阐述，下面将结合附图作详细说明：如附图1，由Adruino模块构成的微处理器模块1在准备向超声波发射模块3发送驱动信号的同时，微处理器模块1向红外发射模块2发送频率为38KHz、占空比为50％的方波信号，经过红外发射模块2处理后向红外接收模块4发射38KHz的红外信号，红外接收模块4对接收到38KHz红外信号进行处理后，将由Adruino模块构成的微处理器模块6与超声波接收模块连接引脚的电平强制拉高，由于红外信号和超声波信号一起发出，且超声波的音速相对于红外的光速来说可以忽略不计，因此可以保证微处理器模块1和微处理器模块6的时间同步性；由微处理器模块1每隔20us向超声波发射模块3发送8个频率为40KHz、占空比为50％的方波信号，经过超声波发射模块3处理后向超声波接收模块5发射40KHz的超声波信号，超声波接收模块5在接收到40KHz超声波信号后输出低电平信号，该低电平信号将超声波接收模块5与微处理器模块6连接引脚的电平，然后通过Adruino处理器的pulseIn代码语句可以读取对应引脚的高电平时间，该时间可以作为超声波在空气中传输的时间，由于超声波接收探头与超声波发射探头之间的距离可以表示为音速和定时器计时的时间的乘积，且音速是一个常数，为了减少处理器的乘法运算时间，因此将计时器计时的时间用作判断旅行箱相对于旅行者的方位和旅行箱相对于旅行者之间的距离，同时还需要重复3次进行判断方位和测距，保证3次计算的结果一致，避免出现误动作；微处理器模块6根据测得的方位和距离进行方位调整和速度调整的算法处理后，分别向由步进电机构成的方向控制模块7发送方位调整信号和由直流电机构成的前进驱动模块8发送速度调整信号，保证旅行箱始终跟随着旅行者且二者之间的距离始终在0.5米到0.8米的范围之内；若红外接收模块4或超声波接收模块5在300us内没有接收到相应的信号，或者二者自己的距离超过了0.8米，微处理器模块6就向语音报警器9发出报警信号，提示旅行者注意；其中微处理器模块1、红外发射模块2和超声波发射模块3是固定在旅行者身上的，红外接收模块4、超声波接收模块5、微处理器模块6、方向控制模块7、前进驱动模块8以及报警模块9是固定在旅行箱上的，同时在安装固定时应尽量保证红外发射探头、超声波发射探头与红外接收探头、超声波接收探头相对，红外发射探头与红外接收探头之间的夹角和超声波发射探头和超声波接收探头之间的夹角的角度小于30度。如附图2，本专利技术自动跟随的环保旅行箱的系统外观图包括旅行箱正面1、红外接收探头2、超声波接收探头3/4/5/6、步进电机7/8、调整方位的前轮9/10、旅行箱背面11、后轮12/13、驱动后轮的直流电机14/15、直流电机固定槽16/17、固定在旅行者身上的信号发射模块18、红外发射探头19、超声波发射探头20。其中红外接收探头2、超声波接收探头3/4/5/6要与红外发射探头19、超声波发射探头20的安放保持同一高度，旅行者在牵拉旅行本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动跟随的环保旅行箱，其特征在于，包括微处理器模块、红外发射模块、超声波发射模块、红外接收模块、超声波接收模块、方向控制模块、前进驱动模块、报警模块，其中微处理器模块由两块Adruino处理器组成，一块处理器用于控制红外发射模块和超声波发射模块，这部分主要是安装在旅行者身上，另一块处理器用于控制红外接收模块、超声波接收模块、方向控制模块、前进驱动模块以及报警模块，这部分主要安装在旅行箱上；红外发射模块和红外接收模块主要用于保证两块处理器的时钟的同步性；超声波发射模块和超声波接收模块主要用于判断方位和测距；方向控制模块主要用于旅行箱的方向调整；前进驱动模块主要用于旅行箱的前进速度调整，同时在旅行者牵拉旅行箱时，前进驱动模块中的直流电机可以将动能转化为电路，对电池进行充电；报警模块主要用于在旅行箱出现意外情况发出报警声，提醒旅行者注意。

【技术特征摘要】
1.自动跟随的环保旅行箱，其特征在于，包括微处理器模块、红外发射模块、超声波发射模块、红外接收模块、超声波接收模块、方向控制模块、前进驱动模块、报警模块，其中微处理器模块由两块Adruino处理器组成，一块处理器用于控制红外发射模块和超声波发射模块，这部分主要是安装在旅行者身上，另一块处理器用于控制红外接收模块、超声波接收模块、方向控制模块、前进驱动模块以及报警模块，这部分主要安装在旅行箱上；红外发射模块和红外接收模块主要用于保证两块处理器的时钟的同步性；超声波发射模块和超声波接收模块主要用于判断方位和测距；方向控制模块主要用于旅行箱的方向调整；前进驱动模块主要用于旅行箱的前进速度调整，同时在旅行者牵拉旅行箱时，前进驱动模块中的直流电机可以将动能转化为电路，对电池进行充电；报警模块主要用于在旅行箱出现意外情况发出报警声，提醒旅行者注意。2.根据权利要求1所述的自动跟随的环保旅行箱，其特征在于：所述微处理器模块由两块Adruino处理器构成，其中一块Adruino处理器通过设置定时器输出频率为38KHz、占空比为50％的方波和频率为40KHz、占空比为50％的方波，分别用于控制红外发射模块发出38KHz的红外信号和超声波发射模块发出40KHz的超声波信号；另一块Adruino处理器对红外接收模块和超声波接收模块的信号进行处理，根据处理的结果再进行相应的算法处理，然后分别输出方向调整信号和速度控制信号对方向控制模块和前进驱动模块进行控制，同时在满足报警条件时，就发出报警信号。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王定汉，冯桂兰，陈静，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33