机器人红外智能避障调节器制造技术

本实用新型专利技术是机器人红外智能避障调节器，由晶体，Ａ、Ｂ电容，第一反向施密特触发器组成振荡电路，该电路的输出端接第二反向施密特触发器的输入端，第二个反向施密特触发器的输出端接第三个反向施密特触发器的输入端，第三反向施密特触发器的输出端接数字电位器的变阻值低电压端，数字电位器的变阻值滑动端接晶体三极管基极，晶体三极管的发射极通过限流电阻与红外发射管的负极相接，第三个反向施密特触发器的输入端接二极管正端，二极管负端接单片机的输出端口。优点：当外界环境有变化，由单片机控制数字电位器及时调整接入电路中的电阻值，根据环境的变化重新调整红外脉冲发射束的强度来适应变化了的环境，使机器人红外避障具有较高的鲁棒性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Infrared intelligent obstacle avoidance controller for robot

The utility model is the obstacle avoidance controller, infrared intelligent robot is composed of a crystal, A, B capacitor, the first reverse Schmidt triggers an oscillation circuit, the circuit output terminal second reverse Schmidt trigger input, output second reverse Schmidt trigger termination third reverse Schmidt trigger input, the output of the third reverse Schmidt the trigger terminal of digital potentiometer variable resistance low voltage terminal, digital potentiometer variable resistance sliding end connected with a crystal triode, crystal triode by limiting the infrared emission tube connected with the anode resistance, third reverse Schmidt trigger is connected with the input end of the diode is end, the negative end of a diode connected to the microcontroller output port the. Advantages: when the external environment changes, by the MCU control digital potentiometer adjust the resistance value in an access circuit, infrared emission intensity pulse beam re adjusted according to changes in the environment to adapt to the changing environment, the robot infrared obstacle avoidance has high robustness.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种能使机器人自动对红外避障距离，进行智 能调节的机器人红外智能避障调节器，属于机器人
技术背景在机器人灭火比赛中，我们发现，外界环境的变化对机器人红外避障的影响 较大。晚上调好的参数，在白天的环境条件下，机器人则不能正常运行；而上午 调试的参数，下午的外界环境也不适合。主要是因为红外避障传感器对外界环境 变化比较敏感造成的。目前，如上海广茂达的机器人制造的机器人，其红外避障 传感器探测距离的调节控制，是通过调节可变电位器来实现的(如图1所示)，它是由晶体X2、 A电容C3、 B电容C4以及第一个反向施密特触发器U3A (型 号74HC14)组成振荡电路，该振荡电路的输出端接第二个反向施密特触发器U3B 的输入端，第二个反向施密特触发器U3B的输出端接第三个反向施密特触发器 U3C的输入端，第三个反向施密特触发器U3C的输出端接可变电位器VR1的一 端，可变电位器VR1的另一端接电源，可变电位器VR1的滑触点接晶体三极管 Ql的基极，晶体三极管Q1的发射极通过限流电阻R12与红外发射管LED的负 极相接。由于反向施密特触发器本身具有施密特触发功能，所以频率相对稳定。 然后信号再经过两级反向施密特触发器的整形滤波，保证了 38kHz频率的绝对稳 定；电位器VR1起限制晶体三极管Q1的基极电流，从而控制红外发射管的电流， 即红外脉冲的强度。这时候红外发射管LED发射出38kHz的脉冲束。电阻R12 起到限流作用。电阻R10起上拉抗干扰作用。当可变电位器VR1接入电路中的 阻值一定时，红外发射管发射出的红外脉冲束的强度一定。当外界环境发生变化导致反射红外脉冲的强度有了变化，而使红外接收管HS0038不能正确接收到红外脉冲束。此种设计， 一方面，不便于调节；另一方面，当外界环境有了变化， 原先设置的参数就不能适应变化了的环境，表现为机器人红外避障探测距离的鲁 棒性弱。
技术实现思路
本技术的目的旨在克服现有技术存在的缺陷，提出一种机器人红外智能 避障调节器，它可选用数字电位器取代传统的机械式电位器，由单片机控制数字 电位器，并根据外界环境的变化及时地调整数字电位器的设置值，使机器人能根 据外界环境的变化"睁大眼睛或睁小眼睛"地看。本技术的技术解决方案其结构是由晶体、A电容、B电容以及第一个 反向施密特触发器组成振荡电路，该振荡电路的输出端接第二个反向施密特触发 器的输入端，第二个反向施密特触发器的输出端接第三个反向施密特触发器的输 入端，第三个反向施密特触发器的输出端接数字电位器的变阻值低电压端，数字 电位器的变阻值滑动端接入晶体三极管的基极，晶体三极管的发射极通过限流电 阻与红外发射管的负极相接，第三个反向施密特触发器的输入端接二极管的正端, 二极管的负端接单片机的输出端口。本技术的优点当外界环境有变化，由单片机控制数字电位器及时调整 接入电路中的电阻值，根据环境的变化重新调整红外脉冲发射束的强度来适应变 化了的环境，使机器人红外避障具有较高的鲁棒性。附图说明附图1是采用机械电位器设计的红外发射电原理图。 附图2是红外接收管的原理图。附图3是本技术的电路结构示意图。具体实施方式对照图2，红外接收管HS0038只能接收38KHz的和红外脉冲，当有38KHz频率的红外脉冲束被HS0038接收到时，红外接收管HS0038的输出脚输出低电平 给单片机SPCE061A，否则输出高电平给单片机SPCE061A。对照图3，其结构是由晶体X2、 A电容C3、 B电容C4以及第一个反向施密 特触发器U3A (型号74HC14)组成振荡电路，该振荡电路的输出端接第二个反 向施密特触发器U3B (型号74HC14)的输入端，第二个反向施密特触发器U3B 的输出端接第三个反向施密特触发器U3C的输入端，第三个反向施密特触发器 U3C(型号74HC14)的输出端接数字电位器U2(型号X9312Z)的变阻值低电压端 VL端,数字电位器U2的变阻值滑动端VW接入晶体三极管Ql的基极，晶体三 极管Ql的发射极通过限流电阻R12与红外发射管LED的负极相有接，第三个反 向施密特触发器U3B的输入端接二极管D2的正端，二极管D2的负端接单片机 SPCE061A的输出端IOB4.工作时,单片机SPCE061A的IOB4输出高电平时,对第三个反向施密特触发 器U3C不产生影响；电路正常工作；红外发射管产生38kHz频率的红外脉冲束。 单片机SPCE061A的IOB4输出低电平时，第三个反向施密特触发器U3C输入端 始终是低电平，则红外发射管不导通，不产生38kHz频率的红外脉冲束。数字电位器(X9312Z)有三个组成部分电阻阵列；非易失性存贮器；输 入控制、计数器、译码器。数字电位器(X9312Z)的电阻阵列带温度补偿，包 含99个电阻单元，在每两个电阻单元之间和两个端点都有可以被滑动单元访问 的抽头点。滑动单元的位置由三个输入端控制。当数字电位器X9312Z被片选时， 在输入端加由高变低电平时将增加或减少(这取决于控制端口的状态)7位计数器 的值，计数器的输出被译码，进行一百选一的操作，使滑动端的位置沿电阻阵列 移动。计数器的值不会从全0跳至全1，也不会从全1跳至全0，因此滑动端到 达电阻阵列的一个极端时不会跳至另一极端而循环往复。滑动端的位置可以被贮 存到一个非易失性存贮器中，因而在下一次上电工作时可以重新调用。X9312Z的分辨率等于最大的电阻值除以99。例如数字电位器X9312Z(1000Q)的每两个 抽头间的阻值为10. 1Q，其最小电阻为40Q。当单片机接收到控制命令时，便由程序控制自动调节数字电位器X9312，使 接入电路中的电阻值由大到小变化，于是红外发射管发出的红外脉冲束强度由小 变大，当红外接收管HS0038能正确接收到红外反射脉冲束时，按此最新数值来 控制红外发射管发射脉冲。权利要求1、机器人红外智能避障调节器，其特征是由晶体、A电容、B电容以及第一个反向施密特触发器组成振荡电路，该振荡电路的输出端接第二个反向施密特触发器的输入端，第二个反向施密特触发器的输出端接第三个反向施密特触发器的输入端，第三个反向施密特触发器的输出端接数字电位器的变阻值低电压端，数字电位器的变阻值滑动端接入晶体三极管的基极，晶体三极管的发射极通过限流电阻与红外发射管的负极相接，第三个反向施密特触发器的输入端接二极管的正端，二极管的负端接单片机的输出端口。专利摘要本技术是机器人红外智能避障调节器，由晶体，A、B电容，第一反向施密特触发器组成振荡电路，该电路的输出端接第二反向施密特触发器的输入端，第二个反向施密特触发器的输出端接第三个反向施密特触发器的输入端，第三反向施密特触发器的输出端接数字电位器的变阻值低电压端，数字电位器的变阻值滑动端接晶体三极管基极，晶体三极管的发射极通过限流电阻与红外发射管的负极相接，第三个反向施密特触发器的输入端接二极管正端，二极管负端接单片机的输出端口。优点当外界环境有变化，由单片机控制数字电位器及时调整接入电路中的电阻值，根据环境的变化重新调整红外脉冲发射束的强度来适应变化了的环境，使机器人红外避障具有较高的鲁棒性。文档编号G05D1/00GK201097本文档来自技高网...

【技术保护点】
机器人红外智能避障调节器，其特征是由晶体、Ａ电容、Ｂ电容以及第一个反向施密特触发器组成振荡电路，该振荡电路的输出端接第二个反向施密特触发器的输入端，第二个反向施密特触发器的输出端接第三个反向施密特触发器的输入端，第三个反向施密特触发器的输出端接数字电位器的变阻值低电压端，数字电位器的变阻值滑动端接入晶体三极管的基极，晶体三极管的发射极通过限流电阻与红外发射管的负极相接，第三个反向施密特触发器的输入端接二极管的正端，二极管的负端接单片机的输出端口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林锦国，何毅，赵英凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]