一種智能金屬探測(cè)小車的制作方法
【專利摘要】一種智能金屬探測(cè)小車，包括車體⑴，所述車體⑴上設(shè)置有電池組⒃、控制器⑾和金屬探測(cè)器⒅，所述控制器⑾分別與左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路⑿、右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路⒀、報(bào)警器相連；所述左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路⑿與左側(cè)電機(jī)⒁相連，右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路⒀與右側(cè)電機(jī)⒂相連；所述左側(cè)電機(jī)⒁、右側(cè)電機(jī)⒂分別與同側(cè)車輪⑵轉(zhuǎn)軸相連；所述電池組⒃與電壓轉(zhuǎn)換器⒄相連，電壓轉(zhuǎn)換器⒄分別與左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路⑿、右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路⒀、控制器⑾相連；金屬探測(cè)器⒅安裝在車體前方，與控制器⑾連接。其優(yōu)點(diǎn)是：降低了系統(tǒng)功耗，提高運(yùn)算能力和小車機(jī)動(dòng)性；能夠在灰塵、污垢、油和潮濕環(huán)境中實(shí)現(xiàn)金屬目標(biāo)高分辨率感測(cè)；保證了小車工作的穩(wěn)定性和持久性。
【專利說明】 一種智能金屬探測(cè)小車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬探測(cè)器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種智能金屬探測(cè)小車。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬探測(cè)主要用于探測(cè)和識(shí)別隱埋地下的金屬物。它除了在軍事上應(yīng)用外，還廣泛用于安全檢查、考古、探礦、尋找廢舊金屬。
[0003]近年來隨著對(duì)金屬探測(cè)需求的增加和探測(cè)環(huán)境多樣化，多項(xiàng)技術(shù)被用于金屬探測(cè)，對(duì)探測(cè)手段的要求也隨之提升，但傳統(tǒng)金屬探測(cè)無法做到自主、可移動(dòng)式探測(cè)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、快速、高靈敏度和高抗干擾性探測(cè)金屬物體位置的智能金屬探測(cè)小車。
[0005]一種智能金屬探測(cè)小車，包括車體1，所述車體I上設(shè)置有電池組16、控制器11和金屬探測(cè)器18，所述控制器11分別與左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路12、右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路13、報(bào)警器相連；所述左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路12與左側(cè)電機(jī)14相連，右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路13與右側(cè)電機(jī)15相連；所述左側(cè)電機(jī)14、右側(cè)電機(jī)15分別與同側(cè)車輪2轉(zhuǎn)軸相連；所述電池組16與電壓轉(zhuǎn)換器17相連，電壓轉(zhuǎn)換器17分別與左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路12、右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路13、控制器11相連；金屬探測(cè)器18安裝在車體前方，與控制器11連接。
[0006]所述控制器11為TM4C123GH6PM微控制器。
[0007]所述金屬探測(cè)器18為LDC1000電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
[0008]所述報(bào)警器包括報(bào)警發(fā)生器和報(bào)警信號(hào)燈。
[0009]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)芯片為L298N直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片與L297電機(jī)控制芯片。
[0010]所述電池組16為12V鎳氫電池。
[0011]所述車體I上還設(shè)有有電源開關(guān)、復(fù)位按鈕和運(yùn)行狀態(tài)指示燈。
[0012]本實(shí)用新型智能金屬探測(cè)小車的優(yōu)點(diǎn)是:采用TM4C123GH6PM基于ARM架構(gòu)的微控制器，降低了系統(tǒng)功耗，提高運(yùn)算能力和小車機(jī)動(dòng)性；采用LCD1000電感數(shù)字傳感器，能夠在灰塵、污垢、油和潮濕環(huán)境中實(shí)現(xiàn)金屬目標(biāo)高分辨率感測(cè)；利用TM4C123GH6PM微控制器自身所帶PWM模塊輸出PWM波控制小車行進(jìn)速度和姿態(tài)；采用可充電的12V鎳氫電池，保證了小車工作的穩(wěn)定性和持久性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型控制器的電子器件管腳連接圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5為本實(shí)用新型電壓轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6為本實(shí)用新型金屬探測(cè)器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，I為車體，11為控制器11，12為左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，13為右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，14為左側(cè)電機(jī)，15為右側(cè)電機(jī)，16為電池組，17為電壓轉(zhuǎn)換器，18為金屬探測(cè)器，2為車輪。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明:如圖1、圖2所示，一種智能金屬探測(cè)小車，包括車體1，所述車體I上設(shè)置有電池組16、控制器11和金屬探測(cè)器18，所述控制器11分別與左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路12、右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路13、報(bào)警器相連；所述左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路12與左側(cè)電機(jī)14相連，右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路13與右側(cè)電機(jī)15相連；所述左側(cè)電機(jī)14、右側(cè)電機(jī)15分別與同側(cè)車輪轉(zhuǎn)軸相連；所述電池組16與電壓轉(zhuǎn)換器17相連，電壓轉(zhuǎn)換器17分別與左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、控制器11相連；金屬探測(cè)器18安裝在車體前方，與控制器11連接。
[0021]工作原理:控制器11輸出兩路PWM波和電路電平控制信號(hào)，分別送給左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，左、右兩側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路將單路PWM波調(diào)制成4路PWM波，輸送給電機(jī)控制車輪的速度；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與左、右兩側(cè)電機(jī)連接驅(qū)動(dòng)其工作，電平控制信號(hào)由控制器給出，控制左右電機(jī)的轉(zhuǎn)向；電池提供12V電壓，由穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓至8V、5V分別供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和控制器11 ;金屬探測(cè)器放置于小車前端，由控制器驅(qū)動(dòng)，控制其直接獲取金屬探測(cè)器的數(shù)字信號(hào)。
[0022]圖3為本實(shí)用新型控制器的電子器件管腳連接圖，如圖3所示，控制其是智能金屬探測(cè)小車的核心，該實(shí)用新型采用TM4C123GH6PM基于ARM架構(gòu)的微控制器作為核心控制系統(tǒng)。TM4C123GH6PM是ARM Cortex-M系列控制器11的一種，具有80M主頻，它由8個(gè)通用異步收發(fā)器(UART)、4個(gè)同步串行接口(SSI)、6個(gè)內(nèi)部集成電路(I2C)、12個(gè)通用定時(shí)器(GPTM)、2個(gè)PWM模塊、2個(gè)12位ADC模塊、16個(gè)數(shù)字比較器和7個(gè)物理GP1模塊組成，并具有 32KB 系統(tǒng) SRAM 和 256KB 的 FLASH。
[0023]圖4為本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用L297和L298N雙H橋直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該模塊可以驅(qū)動(dòng)一路四相直流電動(dòng)機(jī)，本實(shí)用新型使用兩個(gè)該模塊分別驅(qū)動(dòng)左右兩個(gè)四相直流電動(dòng)機(jī)。L297芯片使用圖5所示的電壓轉(zhuǎn)換模塊供電5V，L298N使用圖5所示的電壓轉(zhuǎn)換模塊供電8V。ENABLE腳和CONTROL腳為高電平時(shí)該模塊工作。CW/CCW腳為高電平時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，為低電平是電機(jī)反轉(zhuǎn)。CLOCK腳輸入的PWM波頻率控制四相直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0024]圖5為本實(shí)用新型電壓轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，這兩個(gè)電路的輸入均連接于12V的電池組，輸出分別提供不同的電壓。電路將12V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓給圖4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的L297以及主控芯片M4使用，將12V電壓轉(zhuǎn)換為8V電壓給圖4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的L298N使用。為給小型嵌入式系統(tǒng)提供安全高效的控制電源，充分考慮本實(shí)用新型中各個(gè)模塊的運(yùn)行環(huán)境，所述電池組選用12V鎳氫電池。所述兩個(gè)電壓轉(zhuǎn)換模塊分別選用LM78XX 系列中的 LM7805 和 LM7808。
[0025]圖6為本實(shí)用新型金屬探測(cè)器電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，金屬探測(cè)器型號(hào)為LDC1000電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能夠在灰塵、污垢、油和潮濕環(huán)境中實(shí)現(xiàn)金屬目標(biāo)高分辨率感測(cè)，其原理是內(nèi)部電感發(fā)射電磁波在金屬上產(chǎn)生渦流，渦流效應(yīng)作為次級(jí)線圈，就形成了一個(gè)變壓器，通過測(cè)量次級(jí)線圈參數(shù)達(dá)到檢測(cè)金屬目標(biāo)的目的。金屬探測(cè)器與控制器采用四線制SPI的連接方式，控制器通過SPI連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)IXD1000的控制以及數(shù)據(jù)讀取。在SPI通信中，IXD1000扮演從機(jī)的角色。
[0026]應(yīng)當(dāng)說明的是，以上內(nèi)容僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能金屬探測(cè)小車，包括車體⑴，所述車體⑴上設(shè)置有電池組(16)、控制器(11)和金屬探測(cè)器卿，其特征在于:所述控制器(11)分別與左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(12)、右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(13)、報(bào)警器相連；所述左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(12)與左側(cè)電機(jī)(14)相連，右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(13)與右側(cè)電機(jī)(15)相連；所述左側(cè)電機(jī)(14)、右側(cè)電機(jī)(15)分別與同側(cè)車輪⑵轉(zhuǎn)軸相連；所述電池組(16)與電壓轉(zhuǎn)換器(17)相連，電壓轉(zhuǎn)換器(17)分別與左側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(12)、右側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(13)、控制器(11)相連；金屬探測(cè)器卿安裝在車體前方，與控制器(11)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的智能金屬探測(cè)小車，其特征在于:所述控制器(11)為TM4C123GH6PM 微控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的智能金屬探測(cè)小車，其特征在于:所述金屬探測(cè)器(Iii)SLDClOOO電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求1所述的智能金屬探測(cè)小車，其特征在于:所述報(bào)警器包括報(bào)警發(fā)生器和報(bào)警信號(hào)燈。
5.如權(quán)利要求1所述的智能金屬探測(cè)小車，其特征在于:所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)芯片為L298N直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片與L297電機(jī)控制芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的智能金屬探測(cè)小車，其特征在于:所述電池組(16)為12V鎳氫電池。
7.如權(quán)利要求1所述的智能金屬探測(cè)小車，其特征在于:所述車體⑴上還設(shè)有有電源開關(guān)、復(fù)位按鈕和運(yùn)行狀態(tài)指示燈。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK204166386SQ201420660278
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】熊暢, 談蘇, 翁新爍, 李希希, 陳小橋 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)