一種利用傳感器巡線的新型智能小車制造技術

一種利用傳感器巡線的新型智能小車，屬于智能車設計及制作領域，適用于機器人游中國比賽。發明專利技術的小車由主控制板、巡線系統、測障系統、導輪系統、遮光系統、發聲系統、驅動系統構成。巡線系統由灰度傳感器及其附屬結構組成，測障系統由紅外光電傳感器及其固定結構組成，導輪系統由四個大輪子和四個小輪子及其支架組成，遮光系統由遮光紙做成的遮光罩及其固定結構組成，發聲系統由蜂鳴器組成，驅動系統包括電源、穩壓模塊和電機。與現有技術相比，本發明專利技術的優點在于：可實現對路徑的準確巡線，具有跨越門檻功能，抵抗外界干擾能力強，穩定性好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及智能車設計及制作領域，涉及一種機器人比賽裝置。
技術介紹
智能車技術是集機電、材料、光電、力學、聲學、計算機及軟件編程、傳感器、控制技術、材料加工技術等多門學科于一體，是一個國家智能化發展水平的重要指標。智能車的設計和制作是機器人設計和制作的重要內容。智能車的制作要求智能化，要在無人為干預的條件下實現小車的智能運動及對運動路徑的優化。例如，遇到障礙物或者其他物體時需要暫停、返回或者停止，實現對路徑的記憶與優化功能。如果小車能夠實現跨越門檻或障礙的功能、抵抗外界的干擾，那么小車的性能與功能將實現巨大的進步。由于智能車的輪子可以改變。當智能車的輪子較大時，雖然可以實現門檻、某些障礙物的跨越，但是性能相當不穩定，特別容易偏離預設的路線；當智能車的輪子較小時，小車根本無法越過門檻及某些障礙物，遇到門檻或障礙物的時候，小車會被障礙物阻礙，從而可能對小車的性能、結構及功能造成損害。還有小車在通過一些比較坑洼的路況或減速帶時，很可能會撞歪、碰壞巡線系統中的傳感器，使小車不能正常運動。智能車使用的巡線系統一般為灰度傳感器，對光比較敏感，其結果是外界光線對小車的巡線功能有較大的影響。小車在一般光線下可以巡線，但是在其他不同光強的場地，小車的巡線系統可能就陷入癱瘓，不能正常巡線運動。此外，灰度傳感器具有一定的敏感距離范圍，因此限制了底盤的高度，在一定程度上也限制了輪子的大小。普通的小車不能實現對路徑的記憶與優化、不能跨越門檻、抵抗外界干擾能力差的缺點。因此，從改善智能小車的功能與性能角度出發，巧妙設計小車的結構，探索能夠對路徑記憶與優化、抵抗外界干擾能力強的智能小車具有重要的意義。
技術實現思路
針對現有的普通小車不能實現對路徑的記憶與優化、不能跨越門檻以及抵抗外界干擾能力差的技術問題，本專利技術提出如下技術方案一種靠傳感器巡線的新型智能小車，包括主控制板、巡線系統、測障系統、導輪系統、遮光系統、發聲系統、驅動系統。所述的主控制板為AVRMage32機器人控制板。所述的巡線系統由灰度傳感器及其附屬結構組成，通過主控制板的智能采光功能來實現小車的準確巡線。所述的測障系統由紅外光電傳感器及其固定結構組成，測障系統需要對返回的距離進行調節，可由傳感器上的調節旋鈕實現，當傳感器感應到所設定的距離范圍時，由主控板控制小車進行相應的操作。所述的導輪系統由四個大輪子和四個小輪子及其支架組成。所述的遮光系統由遮光紙做成的遮光罩及其固定結構組成。遮光系統的遮光罩用黑色遮光紙做成，成本較低，而且簡單易用。遮光罩的全面遮光結構使小車能夠在外界光源的干擾下正常運行。本專利技術的遮光罩的結構簡單獨特，可以將外界光源對小車的影響降到最低。所述的發聲系統由蜂鳴器組成。本專利技術蜂鳴器采用一體化結構，直流電壓供電，集成在主控板上，通過主控板可實現對蜂鳴器的控制。所述的驅動系統包括電源、穩壓模塊和電機。本驅動系統中使用的電源為兩節額定電壓為7. 4V的可充電動力性電池，穩壓模塊采用LM7812，電機的型號為0T-NST1228-450，通過主控板可實現對小車的智能驅動。與現有技術相比，本專利技術的優點在于可實現對路徑的精確巡線，具有跨越門檻功能，抵抗外界干擾能力強，穩定性好。附圖說明圖1為小車的主視圖，圖1中的符號表示1-主控制板；2_大導輪；3_小導輪；4-紅外光電傳感器；5_紅外光電傳感器；6_紅外光電傳感器。圖2為小車的俯視圖。圖3為小車的左視圖。圖4為巡線系統的結構示意圖，圖1中的符號表示7、8、9、10、11、12、13、14_灰度傳感器。圖5為導輪系統的結構示意圖，圖5(a)為安裝在小車上的的大導輪，圖5 (b)是加工的用來連接大導輪和小車的連接件，圖5 (c)為安裝在小車側面的導輪，圖5 (c)中的符號表示15-小導輪；16_加工的連接件。圖6為遮光系統的結構示意圖。圖7為驅動系統的電機的結構示意圖。以下結合附圖和專利技術人給出的實施例對本專利技術的內容作進一步的詳細說明。具體實施例方式參見圖1，測障系統由紅外光電傳感器4、5、6及其固定結構組成,紅外光電傳感器4和6安裝在小車的頭部,紅外光電傳感器5安裝在小車的尾部,紅外光電傳感器4用于前方向的測障，紅外光電傳感器5用于后方向的測障，紅外光電傳感器6用于實現小車遇到暫時性的障礙物時的暫停功能。所述的紅外光電傳感器的型號為E18-D30NK DC-5V，此種紅外光電傳感器的背面有一個距離調節旋鈕，可以根據需要設置傳感器的感應距離。調節時，在傳感器的正前方用一擋板來反射紅外線，有返回值時，紅色的信號燈會發亮。紅外光電傳感器4和5的有效距離為15cm,紅外光電傳感器6的有效距離為10cm。紅外光電傳感器發射出紅外線,在有效的距離范圍(就是前面所說的可以調節的)之內遇到障礙物時紅外線反射回來，紅外光電傳感器將信號傳回主控板，然后做出相應的判斷，并執行相應的功能。參見圖4，巡線系統由灰度傳感器7、8、9、10、11、12、13、14組成，圖4(a)為前排傳感器巡線系統，圖4(b)為后排傳感器巡線系統。所述的灰度傳感器為模擬傳感器，在傳感器的一面有一只發光二極管和一只光敏電阻。灰度傳感器利用不同顏色范圍的檢測面對光的反射程度不同，光敏電阻對不同檢測面返回的光的阻值也不同，利用該原理進行顏色檢測。在有效的檢測距離內，發光二極管發出光，照射在檢測面上，檢測面反射部分光線，光敏電阻檢測此光線的強度并將其轉換為小車可以識別的信號。在小車的運動過程中，任意時刻會遇到不同的檢測面，小車的傳感器會實時的讀取數值，被主控板采集并執行相應的功能，從而實現小車的智能巡線。所述的灰度傳感器有一定的敏感范圍，所以安裝傳感器的時候要參照傳感器的性能參數進行安裝。本專利技術中的灰度傳感器的敏感距離為1.5cm。在小車的前方和后方各布置一排傳感器，這樣有利于小車實時精確巡線。參見圖5，導輪系統由四個大輪子和四個小輪子及其支架組成。其中安裝在小車前方和后方的大導輪的直徑為5. 0cm，側面的四個小導輪的直徑為2. 0cm，材料為硬質塑料，大輪子的外徑有卡槽，這樣的設計更利于小車越過門檻。當小車遇到門檻時導輪上的卡槽在力的作用下會使導輪轉動，導輪就可經轉動而運動在門檻上，在后輪的推動下，導輪前進。隨后前方導輪提前接地并在后輪的推力下前進，從而使小車順利通過門檻。導輪系統中，還有小導輪15，安裝在小車的前后方的兩側，共四個，解決了小車過減速帶或門檻時，傳感器容易被損壞的問題。參見圖6，遮光系統的結構示意圖，17為軟質黑色膠帶，起主要作用的就是遮光罩，它由黑色的遮光紙與黑色膠布做成。原理很簡單，就是用遮光罩將外界的光與傳感器隔離開來，即使外界的光線不斷變化也不會對小車的巡線系統造成干擾。參見圖7，驅動系統中電機的結構示意圖。本專利技術中采用兩個雙驅電機，可同時控制前后輪，有利于實現小車的轉彎運動。運行過程在出發區啟動小車運行，當紅外光電傳感器6測到前方有暫時性障礙物時，小車暫時停止運動，去掉障礙物后，小車繼續前進。在前進過程中，灰度傳感器8和9保證傳感器精確巡線，當小車左偏離或右偏離預定路線時，被灰度傳感器9或8檢測到，控制小車糾正偏離至預定路線。當前進過程中遇到十字路口，被傳感器7或10檢測到，控制小車左轉彎或右轉彎。當前進過程中遇到障礙物時，被本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用傳感器巡線的新型智能小車，包括主控制板、巡線系統、測障系統、導輪系統、遮光系統、發聲系統和驅動系統，其特征在于：巡線系統由灰度傳感器及其附屬結構組成，測障系統由紅外光電傳感器及其固定結構組成，導輪系統由四個大輪子和四個小輪子及其支架組成，遮光系統由遮光紙做成的遮光罩及其固定結構組成，發聲系統由蜂鳴器組成，驅動系統包括電源、穩壓模塊和電機。

【技術特征摘要】
1.一種利用傳感器巡線的新型智能小車，包括主控制板、巡線系統、測障系統、導輪系統、遮光系統、發聲系統和驅動系統，其特征在于巡線系統由灰度傳感器及其附屬結構組成，測障系統由紅外光電傳感器及其固定結構組成，導輪系統由四個大輪子和四個小輪子及其支架組成，遮光系統由遮光紙做成的遮光罩及其固定結構組成，發聲系統由蜂鳴器組成，驅動系統包括電源、穩壓模塊和電機。2.根據權利要求1所述的利用傳感器巡線的新型智能小車，其特征在于所述的主控制板為AVRMage32機器人控制板。3.根據權利要求1所述的利用傳感器巡線的新型智能小車，其特征在于所述的巡線系統由灰度傳感器及其附屬結構組成，通過主控制板的智能采光功能來實現小車的精確巡線。4.根據權利要求1所述的利用傳感器巡線的新型智能小車，其特征在于所述的測障系統由紅外光電傳感器及其固定結構組成，測障系統需要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王斌，張建偉，梁超，朱建行，吳鳳嬌，
申請(專利權)人：王斌，張建偉，梁超，朱建行，吳鳳嬌，
類型：發明
國別省市：