一種基于stm32單片機(jī)的可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能地面噴繪的制造方法
【專利摘要】一種基于STM32單片機(jī)的可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能地面噴繪機(jī)，包括車體底板1、布置在車體底板1下方的萬向輪21，車體底板1上從前往后依次布置電源3、電源保護(hù)架2、顏料箱架19、移動機(jī)構(gòu)、噴墨開關(guān)機(jī)構(gòu)、線性模組10和噴頭12，其特征在于：所述移動機(jī)構(gòu)由左右各一組驅(qū)動電機(jī)15及電機(jī)座18、聯(lián)軸器17、帶軸驅(qū)動輪8組成，所述噴墨開關(guān)機(jī)構(gòu)為閥體支架16上固定電磁閥14，噴頭12固定在噴頭板11上，所述電源3用電源保護(hù)架2固定，電源3、電路板5、模組電機(jī)9、驅(qū)動電機(jī)15之間用導(dǎo)線4連接。本發(fā)明自動化程度高，噴繪精度高，噴繪圖案和使用環(huán)境多樣化，節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】—種基于STM32單片機(jī)的可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能地面噴繪機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明型涉及一種可實(shí)現(xiàn)利用遠(yuǎn)程遙控裝置進(jìn)行驅(qū)動和顏料噴涂的噴繪裝置。具體為一種可進(jìn)行自動噴繪的噴繪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常見的噴繪設(shè)備使用鏈?zhǔn)絺鲃訖C(jī)構(gòu)，并且需要人工驅(qū)動，這大大降低了噴繪過程的精確度，影響了噴繪效果?，F(xiàn)有的噴繪機(jī)使用的環(huán)境較為單一，不能滿足人們的需要。該發(fā)明型采用單片機(jī)控制，進(jìn)行分塊移動噴繪，在固定位置噴完之后車體定位于下一噴繪位置，保證噴繪精度。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動車身，節(jié)省人力。使用無線收發(fā)模塊進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控，不僅便于操作，而且提高了裝置的環(huán)境適應(yīng)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明型解決其技術(shù)問題所采用的方案是:提供一種基于STM32單片機(jī)的可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能噴繪機(jī)，包括車體底板、布置在車體底板下方的萬向輪，車體底板上從前往后依次布置電源、電源保護(hù)架、顏料箱架、移動機(jī)構(gòu)、噴墨開關(guān)機(jī)構(gòu)、線性模組和噴頭，其特征在于:所述移動機(jī)構(gòu)由左右各一組驅(qū)動電機(jī)及電機(jī)座、聯(lián)軸器、帶軸驅(qū)動輪組成，帶軸驅(qū)動輪通過軸承座和螺栓固定到車體底板上，所述顏料箱底部開有24個(gè)孔，所述噴墨開關(guān)機(jī)構(gòu)為閥體支架上固定電磁閥，電磁閥與孔和噴頭用顏料管連接，所述線性模組通過螺栓和螺母固定到鋁型材架子上，噴頭固定在噴頭板上，所述電源用電源保護(hù)架固定，電源、電路板、模組電機(jī)、驅(qū)動電機(jī)之間用導(dǎo)線連接。
[0004]作為改進(jìn)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使連接步進(jìn)電機(jī)與車輪的軸轉(zhuǎn)動，帶動車輪轉(zhuǎn)動，使小車運(yùn)動。單片機(jī)讀取圖像信息控制，發(fā)出信號控制每個(gè)電磁閥的開閉。NRF24L01無線收發(fā)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸及遠(yuǎn)距離遙控。
[0005]采用上述結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行分塊移動噴繪，在固定位置噴完之后車體定位于下一噴繪位置，保證噴繪精度，具有噴繪過程自動控制性等特點(diǎn)。
[0006]技術(shù)方案為:步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使連接步進(jìn)電機(jī)與車輪的軸轉(zhuǎn)動，帶動車輪轉(zhuǎn)動，使小車運(yùn)動；電磁閥與水箱之間通過顏料管連接，電磁閥控制顏料的噴出量與速率；輸入圖片或者手繪圖片，通過上位機(jī)轉(zhuǎn)化為地面噴繪機(jī)可讀取的專用文件，通過通訊模塊傳入儲存模塊；單片機(jī)讀取圖像信息控制，發(fā)出信號控制每個(gè)電磁閥的開閉，單片機(jī)控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向，在地面噴繪機(jī)的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)上安裝光電編碼盤，來檢測步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向并把采集到的信息反饋給單片機(jī)，最終將圖片噴繪在地面上。
[0007]作為改進(jìn)，所述的噴頭的擺放方式采用三行八列斜插縫法，提高了噴繪精度，縮短了噴繪點(diǎn)之間的距離，在車體前方安裝的萬向輪起到了承重的作用而不影響轉(zhuǎn)向中心，提高了控制精度。通過線性移動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，噴頭在與小車前進(jìn)方向垂直的方向上進(jìn)行往復(fù)噴墨，通過小車的前后移動，噴頭從前往后噴墨，從而實(shí)現(xiàn)噴頭前后左右四個(gè)方向上的運(yùn)動，并且在其中一個(gè)方向運(yùn)動時(shí)，另一垂直方向保持不動，保證噴圖的完整性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明型噴繪機(jī)的主視圖。
[0009]圖2為本發(fā)明型總體結(jié)構(gòu)的左視圖。
[0010]圖3為本發(fā)明型總體結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0011]如圖所示:1、車體底板，2、電源保護(hù)架，3、電源，4、導(dǎo)線，5、電路板，6、軸承座，7、螺栓，8、帶軸驅(qū)動輪，9、模組電機(jī)，10、線性模組，U、噴頭板，12、噴頭，13、顏料管，14、電磁閥，15、驅(qū)動電機(jī)，16、閥體支架，17、聯(lián)軸器，18、電機(jī)座，19、顏料箱架，20、顏料箱，21、萬向輪，22、螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明型作進(jìn)一步說明。
[0013]機(jī)械部分:車體底板I為多層木板，車體的移動部分包括兩個(gè)帶軸驅(qū)動輪8、兩個(gè)萬向輪21、驅(qū)動電機(jī)15及電機(jī)座18、閥體支架16、聯(lián)軸器17、螺栓7。兩個(gè)帶軸驅(qū)動輪8安裝在車體后部，軸心緊對，通過軸承座6與螺栓7固定在車體底板I上，并通過聯(lián)軸器17和螺栓7與驅(qū)動電機(jī)15和減速箱相連。前進(jìn)時(shí)，兩輪同步向前滾動，帶動車體向前行進(jìn)；轉(zhuǎn)彎時(shí)，一輪向前滾動，另一輪同速率向后滾動，此時(shí)車體將以兩輪中心連線的中點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，達(dá)到360度轉(zhuǎn)動；在噴繪換行狀態(tài)時(shí)，可令一輪向前滾動，另一輪固定，實(shí)現(xiàn)噴繪機(jī)換行。
[0014]顏料箱20由顏料箱架19固定在車體前方，顏料箱20盛有顏料時(shí)將為電磁閥14提供固定壓力。24個(gè)電磁閥14等距安裝在車體后方，通過閥體支架16固定。當(dāng)單片機(jī)控制進(jìn)行噴繪時(shí)，電磁閥14打開，顏料通過顏料管13從電磁閥14上接的噴頭12噴出，在地面形成均勻的色團(tuán)。
[0015]作為改進(jìn)，圖片采用分塊噴繪的方法，噴完一塊以后單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)18定位下一個(gè)噴繪位置，進(jìn)行下一塊圖片的噴繪，直到完整的圖片噴繪結(jié)束，所繪圖案分辨率高。電控部分
[0016]電控部分主要由穩(wěn)壓電路、光耦隔離、MOS管驅(qū)動等組成。
[0017]電機(jī)驅(qū)動使用驅(qū)動電機(jī)15驅(qū)動，驅(qū)動電機(jī)15具有良好的驅(qū)動能力與電路保護(hù)的功能，并具有較強(qiáng)的防水能力，可有效地保證噴繪機(jī)的正常工作。通過改變單片機(jī)的脈寬占空比，配合驅(qū)動電機(jī)15可以精確的控制前進(jìn)距離。即可準(zhǔn)確的控制電機(jī)轉(zhuǎn)動速度，使車體勻速，勻角速度的運(yùn)動。
[0018]噴繪機(jī)采用L298N作為驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電路，L298N是一種二相四相驅(qū)動電機(jī)的專用驅(qū)動器，內(nèi)含兩個(gè)H-Bridge的高電壓、大電流雙橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn)；0UT1、0UT2、0UT3、0UT4之間分別接兩個(gè)驅(qū)動電機(jī)；INPUTl、INPUT2、INPUT3、INPUT4接單片機(jī)1/0，接收輸入控制電位來控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
[0019]采用NRF24L01無線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸及遠(yuǎn)距離遙控小車的目的。空曠處傳輸范圍可達(dá)100米同時(shí)支持六路通道的數(shù)據(jù)接收，具有雙工作模式。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比采用本發(fā)明型的技術(shù)具有以下的優(yōu)點(diǎn):[0021](I)用戶操作平臺的作用是可通過觸屏選擇噴繪模式，進(jìn)行包括縮放，裁減，拼接在內(nèi)的圖像處理；可實(shí)時(shí)的顯示噴繪工作信息，使用戶可以隨時(shí)掌控噴繪進(jìn)度；。
[0022](2)遙控系統(tǒng)可遠(yuǎn)程發(fā)送開關(guān)機(jī)命令，在工作狀態(tài)能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；可直接控制車體移動，使其能在到達(dá)工作地點(diǎn)前進(jìn)行機(jī)動運(yùn)動，方便移動。
[0023](3)地面噴繪機(jī)開發(fā)配套的PC上位機(jī)程序，用戶操作平臺與遙控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)圖像處理，其中包括縮放，裁減，拼接，手動修改等；2支持改變噴繪模式，包括單圖噴繪，多圖連續(xù)噴繪，大圖Z型噴繪，部分噴繪，定時(shí)噴繪，不規(guī)則噴繪等；3支持與噴繪機(jī)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和修改命令，方便用戶，提高產(chǎn)品軟實(shí)力。
[0024](4)實(shí)現(xiàn)了車體運(yùn)動與噴繪作業(yè)的高精度同步，車身位置與方向的快速高精度定位，噴繪過程完全自動化及其它輔助功能于一體。
【權(quán)利要求】
1.一種基于STM32單片機(jī)的可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能地面噴繪機(jī)，包括車體底板(I)、布置在車體底板(I)下方的萬向輪(21)，車體底板(I)上從前往后依次布置電源(3)、電源保護(hù)架(2)、顏料箱架(19)、移動機(jī)構(gòu)、噴墨開關(guān)機(jī)構(gòu)、線性模組(10)和噴頭(12)，其特征在于:所述移動機(jī)構(gòu)由左右各一組驅(qū)動電機(jī)(15)及電機(jī)座(18)、聯(lián)軸器(17)、帶軸驅(qū)動輪(8)組成，帶軸驅(qū)動輪(8)通過軸承座(6)和螺栓(7)固定到車體底板(I)上，所述顏料箱(20)底部開有24個(gè)孔，所述噴墨開關(guān)機(jī)構(gòu)為閥體支架(16)上固定電磁閥(14)，電磁閥(14)與孔和噴頭(12)用顏料管(13)連接，所述線性模組(10)通過螺栓(7)和螺母(22)固定到鋁型材架子上，噴頭(12)固定在噴頭板(11)上，所述電源(3)用電源保護(hù)架(2)固定，電源⑶、電路板(5)、模組電機(jī)(9)、驅(qū)動電機(jī)(15)之間用導(dǎo)線⑷連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32單片機(jī)的可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能地面噴繪機(jī)，其特征在于:噴頭(12)的擺放方式采用三行八列斜插縫法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32單片機(jī)的可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能地面噴繪機(jī)，其特征在于:圖片采用分塊噴繪的方法，噴完一塊以后單片機(jī)控制驅(qū)動電機(jī)(15)定位于下一個(gè)噴繪位置，進(jìn)行下一塊圖片的噴繪，直到完整的圖片的噴繪結(jié)束。
【文檔編號】B41J29/38GK103978786SQ201410213241
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】張翔, 張航菲, 張樹, 雒維維, 安玲玲, 于群川 申請人:中國計(jì)量學(xué)院