一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)涉及一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，包括：一車(chē)體、一設(shè)置于車(chē)體底端的行駛驅(qū)動(dòng)裝置、一設(shè)置于車(chē)體底端的路徑識(shí)別裝置以及一設(shè)置于車(chē)體頂端的控制驅(qū)動(dòng)裝置；路徑識(shí)別裝置用于與設(shè)置于小車(chē)行駛路線上的鐵線配合；控制驅(qū)動(dòng)裝置包括一微控處理器以及分別與該微控處理器相連的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及鐵線路徑檢測(cè)單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元用于與行駛驅(qū)動(dòng)裝置配合；鐵線路徑檢測(cè)單元與路徑識(shí)別裝置相連。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)所提出的一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，具備低功耗、低成本、對(duì)光線不敏感、控制方法簡(jiǎn)單可靠的優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及航道控制
，特別是一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)。
技術(shù)介紹
智能循跡小車(chē)又叫輪式機(jī)器人，在現(xiàn)代生活和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。智能循跡小車(chē)能夠針對(duì)特定的路徑進(jìn)行識(shí)別和判斷，按一定的算法使車(chē)體沿路徑行走。常見(jiàn)的路徑檢測(cè)方法主要使用的傳感器有：光電對(duì)管、激光對(duì)管、線陣CCD、攝像頭、電磁導(dǎo)引等。利用光電對(duì)管、激光對(duì)管檢測(cè)路徑需要路徑具有非常明顯的對(duì)比度（比如黑白色），并且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的光線非常敏感。采用線陣CCD和攝像頭進(jìn)行路徑識(shí)別具有采集的點(diǎn)數(shù)多，可根據(jù)不同灰度對(duì)應(yīng)的數(shù)字量進(jìn)行路徑的識(shí)別，具有方法直接、識(shí)別精度高，路徑識(shí)別范圍大的特點(diǎn)，但是相應(yīng)識(shí)別算法的計(jì)算量較大，對(duì)主控芯片的要求比較高，對(duì)光線也有要求。采用電磁導(dǎo)引的路徑識(shí)別方法一般是在地面下沿預(yù)先設(shè)定的行駛路徑埋設(shè)電線，當(dāng)高頻電流流經(jīng)導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生電磁場(chǎng)。在小車(chē)上安裝電磁傳感器，根據(jù)接受電磁信號(hào)的強(qiáng)度差異可以反映車(chē)輛偏離路徑的程度。小磁導(dǎo)引的路徑識(shí)別方式對(duì)光線沒(méi)有要求，但是需要對(duì)路徑施加高頻電流，造成不可避免的電磁輻射和電能的損耗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)的技術(shù)方案是：一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，包括：一車(chē)體、一設(shè)置于所述車(chē)體底端的行駛驅(qū)動(dòng)裝置、一設(shè)置于所述車(chē)體底端的路徑識(shí)別裝置以及一設(shè)置于所述車(chē)體頂端的控制驅(qū)動(dòng)裝置；所述路徑識(shí)別裝置用于與設(shè)置于小車(chē)行駛路線上的鐵線配合；所述控制驅(qū)動(dòng)裝置包括一微控處理器以及分別與該微控處理器相連的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及鐵線路徑檢測(cè)單元；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元用于與所述行駛驅(qū)動(dòng)裝置配合；所述鐵線路徑檢測(cè)單元與所述路徑識(shí)別裝置相連。在本技術(shù)一實(shí)施例中，所述行駛驅(qū)動(dòng)裝置包括設(shè)置于該車(chē)體下端面前端左側(cè)的第一驅(qū)動(dòng)輪、設(shè)置于該車(chē)體下端面且用于驅(qū)動(dòng)該第一驅(qū)動(dòng)輪的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、設(shè)置于該車(chē)體下端面前端右側(cè)的第二驅(qū)動(dòng)輪、設(shè)置于該車(chē)體下端面且用于驅(qū)動(dòng)該第二驅(qū)動(dòng)輪的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及設(shè)置于該車(chē)體下端面后端中部的萬(wàn)向輪。在本技術(shù)一實(shí)施例中，還包括設(shè)置于車(chē)體下端面用于檢測(cè)所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的第一編碼器測(cè)速模塊以及用于檢測(cè)所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的第二編碼器測(cè)速模塊；所述第一編碼器測(cè)速模塊至所述第二編碼器測(cè)速模塊均與所述微控處理器相連。在本技術(shù)一實(shí)施例中，所述路徑識(shí)別裝置包括設(shè)置于所述車(chē)體下端面前端中部的連接塊以及設(shè)置于該連接塊下端面的第一PCB線圈至第四PCB線圈；所述第一PCB線圈至所述第四PCB線圈從左至右依次間隔設(shè)置于所述連接塊下端面。在本技術(shù)一實(shí)施例中，所述第一PCB線圈至所述第四PCB線圈為外徑13mm、線徑4mil、線寬4mil、25扎的圓形雙層PCB線圈。在本技術(shù)一實(shí)施例中，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括由IR2104半橋驅(qū)動(dòng)芯片與MOS管組成的全橋驅(qū)動(dòng)電路。在本技術(shù)一實(shí)施例中，所述鐵線路徑檢測(cè)單元包括電感數(shù)字變換器LDC1314芯片。在本技術(shù)一實(shí)施例中，還包括設(shè)置于所述車(chē)體上端面且分別與所述微控處理器相連的OLED顯示屏以及鍵盤(pán)。在本技術(shù)一實(shí)施例中，還包括一設(shè)置于所述車(chē)體上端面且用于提供電源的電源單元；該電源單元包括一鋰聚合物電池組以及一開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2596。在本技術(shù)一實(shí)施例中，所述微控處理器包括一STM32F103RBT6芯片。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)具有以下有益效果：(1)本技術(shù)提出的基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)對(duì)運(yùn)行環(huán)境的光線不敏感，即使是黑夜也可以保證循跡的準(zhǔn)確性。(2)本技術(shù)提出的基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)對(duì)路徑的要求不高，使用線徑為0.6mm到0.9mm的普通鐵絲即可作為循跡路徑。鋪在地面的鐵絲無(wú)需通電，僅根據(jù)靠近鐵絲的電感線圈的電感量變化即可判定傳感器與鐵絲的相對(duì)位置，從而判定小車(chē)與路徑之間存在偏差的大小。(3)本技術(shù)提出的基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)具有低功耗、綠色環(huán)保的特點(diǎn)。(4)本技術(shù)提出的電感數(shù)字變換器LDC1314工作電壓為3.3V，LC諧振電流僅為1.7mA，功耗極小。由于循跡路徑上的鐵絲也無(wú)需通電，不存在電磁輻射和電能損耗問(wèn)題。(5)本技術(shù)提出的基于電感數(shù)字變換器通過(guò)一片LDC1314電感數(shù)字變換器芯片連接4通道的電感線圈，用以檢測(cè)4路的電感量，能夠充分保證路徑檢測(cè)的準(zhǔn)確性。附圖說(shuō)明圖1是本技術(shù)中基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)側(cè)視圖。圖2是本技術(shù)中基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)前視圖。圖3是本技術(shù)中基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)后視圖。圖4是本技術(shù)一實(shí)施例中基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)框圖。圖5是本技術(shù)一實(shí)施例中系統(tǒng)整體的軟件架構(gòu)示意圖。圖6是本技術(shù)一實(shí)施例中系統(tǒng)整體的軟件流程圖。圖7是本技術(shù)一實(shí)施例中LDC1314電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器的硬件電路原理圖圖8是本技術(shù)一實(shí)施例中小車(chē)車(chē)體上4個(gè)電感線圈與小車(chē)行駛路徑上鐵線配合示意圖。圖9是本技術(shù)一實(shí)施例中自動(dòng)循跡小車(chē)的自動(dòng)循線的電機(jī)控制算法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖以及現(xiàn)有軟件或控制方法，對(duì)本技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行具體說(shuō)明。在該說(shuō)明過(guò)程中涉及的現(xiàn)有軟件或控制方法均不是本技術(shù)所保護(hù)的客體，本技術(shù)僅保護(hù)該裝置的結(jié)構(gòu)及其連接關(guān)系。本技術(shù)提供一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，如圖1所示，包括：一車(chē)體1、一設(shè)置于車(chē)體底端的行駛驅(qū)動(dòng)裝置2、一設(shè)置于車(chē)體底端的路徑識(shí)別裝置3以及一設(shè)置于車(chē)體頂端的控制驅(qū)動(dòng)裝置4。路徑識(shí)別裝置用于與設(shè)置于小車(chē)行駛路線上的鐵線配合；控制驅(qū)動(dòng)裝置包括一微控處理器以及分別與該微控處理器相連的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及鐵線路徑檢測(cè)單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元用于與行駛驅(qū)動(dòng)裝置配合；鐵線路徑檢測(cè)單元與路徑識(shí)別裝置相連。進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，如圖2~3所示，行駛驅(qū)動(dòng)裝置2包括設(shè)置于該車(chē)體下端面前端左側(cè)的第一驅(qū)動(dòng)輪21、設(shè)置于該車(chē)體下端面且用于驅(qū)動(dòng)該第一驅(qū)動(dòng)輪的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)22、設(shè)置于該車(chē)體下端面前端右側(cè)的第二驅(qū)動(dòng)輪23、設(shè)置于該車(chē)體下端面且用于驅(qū)動(dòng)該第二驅(qū)動(dòng)輪的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)24以及設(shè)置于該車(chē)體下端面后端中部的萬(wàn)向輪25。進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，還包括設(shè)置于車(chē)體下端面用于檢測(cè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的第一編碼器測(cè)速模塊以及用于檢測(cè)第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的第二編碼器測(cè)速模塊；第一編碼器測(cè)速模塊至第二編碼器測(cè)速模塊均與微控處理器相連。進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，路徑識(shí)別裝置包括設(shè)置于車(chē)體下端面前端中部的連接塊以及設(shè)置于該連接塊下端面的第一PCB線圈至第四PCB線圈；第一PCB線圈至第四PCB線圈從左至右依次間隔設(shè)置于連接塊下端面。第一PCB線圈至第四PCB線圈為外徑13mm、線徑4mil、線寬4mil、25扎的圓形雙層PCB線圈。進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括由IR2104半橋驅(qū)動(dòng)芯片與MOS管組成的全橋驅(qū)動(dòng)電路。該全橋驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，用于驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)或第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，具有耐高電壓、大電流、響應(yīng)頻率高、具有過(guò)流等功能。進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，鐵線路徑檢測(cè)單元包括電感數(shù)字變換器LDC1314芯片。該LDC1314具備低功耗，小封裝、低成本、高分辨率、高精度的優(yōu)點(diǎn)。LDC1314本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，其特征在于，包括：一車(chē)體、一設(shè)置于所述車(chē)體底端的行駛驅(qū)動(dòng)裝置、一設(shè)置于所述車(chē)體底端的路徑識(shí)別裝置以及一設(shè)置于所述車(chē)體頂端的控制驅(qū)動(dòng)裝置；所述路徑識(shí)別裝置用于與設(shè)置于小車(chē)行駛路線上的鐵線配合；所述控制驅(qū)動(dòng)裝置包括一微控處理器以及分別與該微控處理器相連的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及鐵線路徑檢測(cè)單元；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元用于與所述行駛驅(qū)動(dòng)裝置配合；所述鐵線路徑檢測(cè)單元與所述路徑識(shí)別裝置相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，其特征在于，包括：一車(chē)體、一設(shè)置于所述車(chē)體底端的行駛驅(qū)動(dòng)裝置、一設(shè)置于所述車(chē)體底端的路徑識(shí)別裝置以及一設(shè)置于所述車(chē)體頂端的控制驅(qū)動(dòng)裝置；所述路徑識(shí)別裝置用于與設(shè)置于小車(chē)行駛路線上的鐵線配合；所述控制驅(qū)動(dòng)裝置包括一微控處理器以及分別與該微控處理器相連的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及鐵線路徑檢測(cè)單元；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元用于與所述行駛驅(qū)動(dòng)裝置配合；所述鐵線路徑檢測(cè)單元與所述路徑識(shí)別裝置相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，其特征在于，所述行駛驅(qū)動(dòng)裝置包括設(shè)置于該車(chē)體下端面前端左側(cè)的第一驅(qū)動(dòng)輪、設(shè)置于該車(chē)體下端面且用于驅(qū)動(dòng)該第一驅(qū)動(dòng)輪的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、設(shè)置于該車(chē)體下端面前端右側(cè)的第二驅(qū)動(dòng)輪、設(shè)置于該車(chē)體下端面且用于驅(qū)動(dòng)該第二驅(qū)動(dòng)輪的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及設(shè)置于該車(chē)體下端面后端中部的萬(wàn)向輪。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，其特征在于，還包括設(shè)置于車(chē)體下端面用于檢測(cè)所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的第一編碼器測(cè)速模塊以及用于檢測(cè)所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的第二編碼器測(cè)速模塊；所述第一編碼器測(cè)速模塊至所述第二編碼器測(cè)速模塊均與所述微控處理器相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電感數(shù)字變換器的自動(dòng)循跡小車(chē)，其特征在于，所述路徑識(shí)別裝置包括設(shè)置于所...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周牡丹，高鳳強(qiáng)，陳劍平，高友炎，張哲，蔡起騰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：福建;35