【技术实现步骤摘要】
基于能源替代技术的智能运动装置及其运动控制方法
[0001]本专利技术涉及一种智能运动装置及其运动控制方法，特别是涉及一种基于能源替代技术的智能运动装置及其运动控制方法。
技术介绍
[0002]传统智能运动装置的器件都是直接焊接在主板上，因此在实际使用时只能使用完整的智能运动装置。在日常教学或者相关使用者学习时并不利于对装置的相关模块和硬件组成进行展示学习，导致使用者对智能运动装置的认知有一定的局限性，而且传统智能运动装置中某个器件出现问题进行维修时，不但维修时间长，而且在维修过程中还可能导致主板等其它问题，导致该装置的维护十分复杂。对装置的结构采用模块化设计可有效的解决装置的认知学习和维护的问题，同时也可实现装置在不同运行环境下可随时切换不同的结构模型来满足运行的需求。中华人民共和国国家知识产权局于2017年12月01日公开了公开号为CN206696878U的专利文献，名称为一种模块化的智能电脑鼠，但其模块化的设计构想只用于其内部系统的模块设计，并没有将该设计应用于装置的机构设计上。
[0003]太阳能作为一种取之...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于能源替代技术的智能运动装置，其特征在于，该智能运动装置的结构共包括三层：第一层为单晶硅光伏板；第二层为整个装置的核心大脑树莓派控制板和前后置摄像头；第三层为智能运动装置的电路板，其上面包括红外传感器、激光传感器、麦克风、陀螺仪、电机驱动模块、蓄电池、40P线排和支撑杆；结合太阳能光伏发电技术和储能技术可为整个系统提供所需的电能，在该装置的顶部放置单晶硅光伏板利用光生伏特效应将太阳能转化为电能，转化后的电能为蓄电池进行充电，然后蓄电池内部储存的电能可为整个智能运动装置提供电能；同时整个装置里装有两块蓄电池GB1和GB2，通过与光伏板、树莓派控制板、电路板相结合实现蓄电池一用一备的供电方案，即可实现为该装置提供源源不断的清洁电能；电路板内置有AD电压采样芯片，利用AD芯片可以采集光伏板产生的电压、蓄电池GB1和GB2产生的电压值，然后将采集到的电压信号传递给树莓派控制板，树莓派控制板处理信号后再将动作指令传递给电路板上的三极管来控制其通断，最后再通过三极管的导通和断开来进一步控制两块蓄电池的充放电。2.根据权利要求1所述的基于能源替代技术的智能运动装置，其特征在于，装置的系统控制包括输入模块、控制模块、输出模块和电源管理模块四部分；其中输入模块包含摄像头和麦克风，信号传输给树莓派控制板；红外传感器、激光传感器、陀螺仪和编码器输入部分可将收集到相关信号传输到该装置的电路板；控制模块包括树莓派控制板和电路板，且此二者之间可以将信息进行交互传输，控制模块的主要作用是将输入模块的信息进行收集处理后，在把相应的动作指令传输给输出模块；输出模块主要由电机驱动模块组成，接收到控制模块传输的动作指令后，通过电机驱动该装置进行精准运动；最后的电源管理模块则用于为整个装置提供电能，该装置设计采用两块蓄电池，可实现一用一备的设计方案，进而实现源源不断的电能供应，通过以上四个系统控制原理模块之间的相互配合即可实现装置的自动运行。3.根据权利要求1所述的基于能源替代技术的智能运动装置，其特征在于，智能运动装置从设计上采用模块化思想，把光伏板、树莓派控制板、前后置摄像头、电路板主要部件和接口电路都模块化，封装成为一个可插拔的器件；当装置较简单的工作环境时依靠第三层的电路板即可维持装置进行正常的运行，此时把光伏板，树莓派，摄像头器件拆除即可；当装置处于较复杂的工作环境时，则可能需要装配上树莓派控制板才能保障其进行正常的运行；当装置需要进行长时间长距离的工作任务时，则需要安装光伏板模块为装置提供续航；故装置的模块化设计也可使该智能运动装置更好的去适应不同的运行环境和工作任务。4.基于不同运动控制模型的多传感器融合角速度测量算法，基于权利要求1至3任一项所述的基于能源替代技术的智能运动装置，其特征在于，该算法将智能运动装置的运动模
型分为直线匀速运动、直线匀变速运动、转弯匀速运动、转弯匀变速运动几种情况，并在考虑运动装置总体运行时间的基础上，结合大量历史数据分别建立先验数据融合模型，对该装置的转弯角度进行测量。5.直线消抖处理算法，基于权利要求1至3任一项所述的基于能源替代技术的智能运动装置，其特征在于，该算法同时使用左右两个红外传感器，当突然出现一面墙壁或者墙壁消失的情况时，根据两个红外传感器信号的强弱，自动使用更强的一侧传感器数据，从而达到消抖的效果，并且具有非常小的计算量。6.基于激光测距传感器的改进型A*路径寻优算法，基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张链，陈子坚，高源，张恒，宋立红，韩健，张佳，陈立考，邱建国，雷尤特，马瑞德，
申请(专利权)人：天津启诚伟业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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