本實(shí)用新型屬于智能控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型自動(dòng)循跡小車。

背景技術(shù)：

隨著單片機(jī)的不斷普及，其與傳感器的結(jié)合也在不同領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，尤其智能控制技術(shù)領(lǐng)域。智能循跡小車是一種集道路識(shí)別、自動(dòng)行駛和自動(dòng)變速功能于一體的綜合系統(tǒng)，常見的智能循跡小車通常包括四個(gè)車輪、安裝在四個(gè)車輪上方的車架、設(shè)置在車架前端且用于安裝各類傳感器的傳感器檢測板，以及安裝在車架上方的主控制板、電機(jī)控制板、無線通信模塊和電源模塊，其中電機(jī)控制板、無線通信模塊和電源模塊分別與主控制板電連接，安裝在檢測板上的傳感器設(shè)置在一條直線上且相鄰兩個(gè)傳感器的間距相同，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致現(xiàn)有智能小車存在循跡電路的循跡速度慢、控制靈活性差、循跡電路采用路數(shù)多、性價(jià)比低、電路板路數(shù)間隔布局不合理等缺陷，而且傳感結(jié)構(gòu)過于龐大，功能單一，無法實(shí)現(xiàn)測速測距、檢測金屬以及遠(yuǎn)程遙控等功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中循跡小車傳感結(jié)構(gòu)龐大而功能單一的缺陷問題，本實(shí)用新型提供一種新型自動(dòng)循跡小車。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種新型自動(dòng)循跡小車，包括由前后四輪驅(qū)動(dòng)的小車本體和電池模塊，小車本體內(nèi)設(shè)有用于軌跡探測的電感數(shù)字傳感器模塊、測速模塊、單片機(jī)模塊、光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、減速電機(jī)模塊、聲音提示模塊、顯示模塊和電池模塊，單片機(jī)模塊的輸入端連接信號(hào)發(fā)射模塊、電感數(shù)字傳感器模塊和測速模塊，單片機(jī)模塊的輸出端連接用于驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)模塊和信號(hào)隔離的光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、聲音提示模塊和顯示模塊，電池模塊與上述各模塊相連，單片機(jī)模塊內(nèi)設(shè)有信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊和定時(shí)器模塊，測速模塊內(nèi)設(shè)有霍爾傳感器和用于輸出實(shí)時(shí)脈沖信號(hào)的比較器。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)模塊通過無線或藍(lán)牙與信號(hào)發(fā)射模塊相連并通過信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊接收信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的運(yùn)行指令。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)發(fā)射模塊為手機(jī)、電腦的任一種。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)模塊為MSP430F169單片機(jī)。

進(jìn)一步的，所述電感數(shù)字傳感器模塊為LDC1314電感數(shù)字傳感器，包括信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、石英晶體諧振器、上拉電阻和濾波調(diào)理電路并由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線SCL構(gòu)成串行總線。

進(jìn)一步的，所述電感數(shù)字傳感器模塊通過設(shè)置在小車本體上的感應(yīng)線圈對小車的運(yùn)行軌跡進(jìn)行金屬檢測。

進(jìn)一步的，所述光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、光耦隔離模塊和6AMOS管，單片機(jī)模塊通過L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)模塊，光耦隔離模塊用于對其傳輸信號(hào)進(jìn)行信號(hào)隔離，6AMOS管用于對光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及與其相連的減速電機(jī)模塊提供過流保護(hù)。

進(jìn)一步的，所述聲音提示模塊為蜂鳴器，所述顯示模塊為LCD液晶顯示屏，所述電池模塊為若干組蓄電池。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供的一種新型自動(dòng)循跡小車，以單片機(jī)模塊為主控制器，信號(hào)發(fā)射模塊通過無線或藍(lán)牙發(fā)出運(yùn)行指令，單片機(jī)模塊內(nèi)的信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊接收該指令并驅(qū)動(dòng)小車的前后四輪運(yùn)行并完成不同動(dòng)作，電感數(shù)字傳感器模塊通過感應(yīng)線圈實(shí)時(shí)對小車進(jìn)行整個(gè)運(yùn)行軌跡中的金屬檢測，測速模塊內(nèi)的霍爾傳感器實(shí)時(shí)感應(yīng)減速電機(jī)模塊的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并通過比較器向單片機(jī)模塊輸出實(shí)時(shí)脈沖信號(hào)，單片機(jī)模塊驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)模塊實(shí)時(shí)調(diào)整小車的車速和轉(zhuǎn)向，并計(jì)算小車的實(shí)時(shí)車速和行駛距離，利用定時(shí)器模塊精確定時(shí)，將小車的運(yùn)行時(shí)間、車速和行駛距離通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示，控制小車完成循跡行駛，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，自動(dòng)化水平較高且功能強(qiáng)大，在家用和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖；

圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)運(yùn)行流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。

名詞解釋：

LCD液晶顯示屏：英文全稱為Liquid Crystal Display，為平面超薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成，以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面；

SDA是I2C總線的數(shù)據(jù)信號(hào)線，I2C總線由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線SCL構(gòu)成串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

如圖1-2所示，一種新型自動(dòng)循跡小車，包括信號(hào)發(fā)射模塊和由前后四輪驅(qū)動(dòng)的小車本體，小車本體內(nèi)設(shè)有電連接的用于軌跡探測的電感數(shù)字傳感器模塊、測速模塊、單片機(jī)模塊、光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、減速電機(jī)模塊、聲音提示模塊、顯示模塊和電池模塊，單片機(jī)模塊的輸入端連接信號(hào)發(fā)射模塊、電感數(shù)字傳感器模塊和測速模塊，單片機(jī)模塊的輸出端電連接用于驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)模塊和信號(hào)隔離的光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、聲音提示模塊和顯示模塊，電池模塊與上述各模塊相連，單片機(jī)模塊內(nèi)設(shè)有信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊和定時(shí)器模塊，測速模塊內(nèi)設(shè)有用于感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器和用于輸出實(shí)時(shí)脈沖信號(hào)的比較器。

光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、光耦隔離模塊和6AMOS管，單片機(jī)模塊通過L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)模塊，光耦隔離模塊用于對上述各模塊的傳輸信號(hào)進(jìn)行信號(hào)隔離，避免信號(hào)干擾，6AMOS管用于對光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及與其相連的減速電機(jī)模塊提供過流保護(hù)，防止出現(xiàn)因堵轉(zhuǎn)電流過大而燒毀減速電機(jī)模塊，提高小車整體運(yùn)行的安全性和可靠性。

電感數(shù)字傳感器模塊為LDC1314電感數(shù)字傳感器，包括信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、石英晶體諧振器、上拉電阻和濾波調(diào)理電路并由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線SCL構(gòu)成串行總線，實(shí)現(xiàn)電感數(shù)字傳感器模塊的正確轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)。小車本體的前后四輪的輪軸底部分別設(shè)有感應(yīng)線圈，小車本體車身底部設(shè)有兩個(gè)平行排列的感應(yīng)線圈，根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，金屬經(jīng)過感應(yīng)線圈時(shí)會(huì)引起電感變化，金屬物引起感應(yīng)線圈產(chǎn)生電感的變化比金屬線產(chǎn)生的變化大，從而用以探測運(yùn)行軌跡中的金屬線或金屬物，電感數(shù)字傳感器模塊通過車身底部的感應(yīng)線圈和四個(gè)通道即前后四輪的感應(yīng)線圈實(shí)時(shí)對小車進(jìn)行整個(gè)運(yùn)行軌跡中的金屬檢測，并通過其內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將檢測信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)模塊可識(shí)別和接收的檢測數(shù)據(jù)并傳送至單片機(jī)模塊。

測速模塊包括霍爾傳感器和比較器，霍爾傳感器用于實(shí)時(shí)感應(yīng)減速電機(jī)模塊電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度并通過比較器向單片機(jī)模塊輸出實(shí)時(shí)脈沖信號(hào)，測速模塊采用編碼器測速電路實(shí)時(shí)測量小車在整個(gè)運(yùn)行過程中單位時(shí)間內(nèi)的車輪轉(zhuǎn)速。

單片機(jī)模塊為MSP430F169單片機(jī)，單片機(jī)模塊作為主控制器，單片機(jī)模塊通過無線或藍(lán)牙與信號(hào)發(fā)射模塊相連并通過單片機(jī)模塊內(nèi)的信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊接收信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的運(yùn)行指令，驅(qū)動(dòng)小車開始運(yùn)行或完成不同的運(yùn)行動(dòng)作，信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊還用于接收電感數(shù)字傳感器模塊傳送的檢測數(shù)據(jù)和測速模塊輸出的實(shí)時(shí)脈沖信號(hào)并根據(jù)小車車速及其行駛距離計(jì)算補(bǔ)償算法對小車車輪轉(zhuǎn)彎空轉(zhuǎn)時(shí)的行駛速度和行駛距離進(jìn)行計(jì)算補(bǔ)償，獲得小車的實(shí)時(shí)車速和行駛距離，單片機(jī)模塊內(nèi)還設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)精確、實(shí)時(shí)定時(shí)的定時(shí)器模塊，通過單片機(jī)模塊輸出端連接的顯示模塊實(shí)時(shí)顯示小車的運(yùn)行時(shí)間、車速和行駛距離。

金屬線引起感應(yīng)線圈產(chǎn)生電感的變化較小，經(jīng)電感數(shù)字傳感器模塊內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)變化只有1，但金屬物能夠使感應(yīng)線圈的電感數(shù)據(jù)產(chǎn)生更大的變化且經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的電感數(shù)據(jù)變化為3-5，根據(jù)該原則若判斷為檢測到金屬線，則單片機(jī)模塊輸出可變周期性脈沖信號(hào)通過光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)模塊調(diào)整小車的車速和轉(zhuǎn)向，控制小車完成循跡動(dòng)作，若判斷為檢測到金屬物，則單片機(jī)模塊通過信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)聲音提示模塊發(fā)出聲音提示。

信號(hào)發(fā)射模塊為手機(jī)、電腦的任一種，聲音提示模塊為蜂鳴器，顯示模塊為LCD液晶顯示屏，電池模塊為若干組蓄電池，用于為各模塊供電。

本實(shí)用新型的工作原理：

各模塊初始化，信號(hào)發(fā)射模塊通過無線或藍(lán)牙向循跡小車發(fā)出發(fā)車指令，單片機(jī)模塊內(nèi)的信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊接收發(fā)車指令驅(qū)動(dòng)小車的前后四輪開始運(yùn)行，電感數(shù)字傳感器模塊通過前后四輪輪軸底部和車身底部的感應(yīng)線圈實(shí)時(shí)對小車進(jìn)行整個(gè)運(yùn)行軌跡中的金屬檢測，其內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊可將探測到金屬線獲得的檢測信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)變化并顯示為1，將探測到金屬物獲得的檢測信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)的變化并顯示數(shù)據(jù)為高于1或3-5，單片機(jī)內(nèi)的信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊接收電感數(shù)字傳感器模塊傳送的上述檢測數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行判斷，若單片機(jī)接收的檢測數(shù)據(jù)顯示為1，則判斷為檢測到金屬線，單片機(jī)模塊輸出可變周期性脈沖信號(hào)通過光耦隔離電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)模塊調(diào)整小車的車速和轉(zhuǎn)向，若單片機(jī)接收的檢測數(shù)據(jù)顯示為高于1或數(shù)據(jù)變化為3-5，則判斷為檢測到金屬物，單片機(jī)模塊內(nèi)的信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)聲音提示模塊發(fā)出聲音提示，用于提示用戶實(shí)時(shí)調(diào)整小車的車速和轉(zhuǎn)向，單片機(jī)模塊接收信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出的動(dòng)作指令驅(qū)動(dòng)小車完成前進(jìn)、后退、向左、向右和停止等動(dòng)作，測速模塊內(nèi)的霍爾傳感器實(shí)時(shí)感應(yīng)減速電機(jī)模塊的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度并通過比較器向單片機(jī)模塊輸出實(shí)時(shí)脈沖信號(hào)，單片機(jī)模塊內(nèi)的信號(hào)處理與驅(qū)動(dòng)模塊接收該脈沖信號(hào)后，根據(jù)算法補(bǔ)償計(jì)算小車的實(shí)時(shí)車速和行駛距離，并利用單片機(jī)模塊內(nèi)的定時(shí)器模塊進(jìn)行精確定時(shí)，通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示小車的運(yùn)行時(shí)間、車速和行駛距離，當(dāng)單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器模塊中斷或溢出到來時(shí)，單片機(jī)模塊能實(shí)時(shí)檢測電感數(shù)字傳感器模塊傳送的數(shù)據(jù)是否變化并對其進(jìn)行判斷是否探測到金屬線或金屬物，若不變化則為探測到金屬線，若存在數(shù)據(jù)變化則實(shí)時(shí)調(diào)整小車的車速和行駛方向，循環(huán)往復(fù)，控制小車完成循跡動(dòng)作。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。