本實用新型是一種嵌入式可編程循跡機器人，涉及嵌入式開發(fā)技術(shù)、電機控制技術(shù)，特別涉及一種紅外傳感器應(yīng)用技術(shù)。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的發(fā)展，在嵌入式系統(tǒng)上實現(xiàn)傳感器信息處理以及機械控制的技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，這些技術(shù)在機器人上應(yīng)用得非常廣泛，如家庭服務(wù)機器人、救援機器人、醫(yī)療機器人等。

循跡機器人是一種能根據(jù)特定路線來移動的機器人，它通過處理一種或多種傳感器的信號，實現(xiàn)對環(huán)境的檢測，再結(jié)合電機控制技術(shù)實現(xiàn)對外界信息的反饋和自動行走，最終形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型目的是提供一種嵌入式可編程循跡機器人，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題,本實用新型使用方便，便于操作，設(shè)計巧妙，提高了市場競爭力。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種嵌入式可編程循跡機器人，包括無線信息傳輸單元、傳感器、主控芯片、電源、穩(wěn)壓電路、人機交互接口、驅(qū)動芯片以及驅(qū)動輪，所述無線信息傳輸單元的輸出端與主控芯片的輸入端連接，所述傳感器的輸出端與主控芯片的輸入端連接，所述電源的輸出端與穩(wěn)壓電路的輸入端連接，所述穩(wěn)壓電路的輸出端與主控芯片的輸入端連接，所述人機交互接口的輸出端與主控芯片的輸入端連接，所述主控芯片的輸出端與驅(qū)動芯片的輸入端連接，所述驅(qū)動芯片的輸出端與驅(qū)動電機的輸入端連接，所述驅(qū)動電機的輸出端與驅(qū)動輪的輸入端連接。

進一步地，所述驅(qū)動輪安裝在機器人底盤兩側(cè)，所述機器人底盤兩側(cè)還對稱安裝有支撐輪，所述驅(qū)動電機通過帶動驅(qū)動輪，為機器人底盤提供前進、后退、左轉(zhuǎn)以及右轉(zhuǎn)的動力，所述驅(qū)動輪安裝在驅(qū)動電機上，所述驅(qū)動芯片連接控芯片和驅(qū)動電機，由主控芯片發(fā)出控制信號，驅(qū)動芯片最終輸出功率給驅(qū)動電機，驅(qū)動電機采用N20電機。

進一步地，所述傳感器為紅外光電開關(guān)，所述紅外光電開關(guān)個數(shù)為五個，所述紅外光電開關(guān)并排安裝在機器人底盤前方邊緣，并連接到主控芯片的五個I/O口，紅外光電開關(guān)優(yōu)選采用ITR8307光電開關(guān)，每兩個光電開關(guān)之間的間距為1.5厘米。

進一步地，所述人機交互接口包括OLED顯示屏、用戶按鍵、蜂鳴器、程序燒寫接口以及調(diào)試接口，所述OLED顯示屏用于顯示操作菜單和提示機器人運行模式，所述用戶按鍵用于操作菜單選擇和退出運行，所述蜂鳴器用于播放MIDI音樂，所述程序燒寫接口用于對機器人進行編程，所述調(diào)試接口用于反饋機器人運行狀態(tài)信息。

進一步地，OLED顯示屏模塊用于顯示操作菜單，連接到主控芯片的I/O口，采用0.96寸OLED顯示屏，用戶按鍵分別為向上、向下、確定以及返回鍵，分別連接到主控芯片的I/O口，采用3x6x2.5mm輕觸開關(guān)，蜂鳴器用于播放MIDI音樂，連接到主控芯片的PWM口，采用12*8.5mm無源電磁蜂鳴器，程序燒寫接口用于對機器人進行編程，調(diào)試接口用于反饋機器人運行狀態(tài)信息，如傳感器信號值以及控制量輸出值。

進一步地，所述電源還通過穩(wěn)壓電路與傳感器連接，所述穩(wěn)壓電路包括升壓電路和降壓電路，所述升壓電路對電源電壓進行升壓，所述降壓電路對升壓后的電壓進行降壓，再把降壓后的電壓提供給主控芯片和傳感器。

進一步地，所述穩(wěn)壓電路包括9.5V升壓電路、5V穩(wěn)壓電路以及3.3V穩(wěn)壓電路，所述9.5V升壓電路采用XL6009 DC-DC芯片，把電源的7.4V電壓升到9.5V，再提供給所述驅(qū)動電機5，5V穩(wěn)壓電路采用MP2451 DC-DC芯片，把9.5V電壓穩(wěn)壓到5V，再提供給主控芯片，3.3V穩(wěn)壓電路采用AMS 1117-3.3線性穩(wěn)壓芯片，把5V電壓穩(wěn)壓到3.3V，再提供給人機交互接口中的OLED顯示屏和用戶按鍵。

進一步地，所述無線信息傳輸單元為一種FireBLE低功耗藍牙模塊，用戶通過智能移動設(shè)備連接無線信息傳輸單元，繼而將控制指令，通過無線信息傳輸單元傳輸至主控芯片中。

進一步地，所述主控芯片實時地處理傳感器的數(shù)據(jù)，得到機器人行走方向控制量，再通過PWM口輸出控制量給驅(qū)動芯片，實現(xiàn)自主循跡，所述主控芯片采用ATMEGA328P-MU芯片，主控芯片通過人機交互接口響應(yīng)用戶操作。

本實用新型的有益效果：本實用新型的一種嵌入式可編程循跡機器人，將嵌入式編程技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機控制技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了集多種功能于一體的嵌入式可編程循跡機器人，具有自主循跡、迷宮行走、手機遙控行走、MIDI音樂播放功能。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型一種嵌入式可編程循跡機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。

請參閱圖1，本實用新型提供一種技術(shù)方案：一種嵌入式可編程循跡機器人，包括無線信息傳輸單元、傳感器、主控芯片、電源、穩(wěn)壓電路、人機交互接口、驅(qū)動芯片以及驅(qū)動輪，無線信息傳輸單元的輸出端與主控芯片的輸入端連接，傳感器的輸出端與主控芯片的輸入端連接，電源的輸出端與穩(wěn)壓電路的輸入端連接，穩(wěn)壓電路的輸出端與主控芯片的輸入端連接，人機交互接口的輸出端與主控芯片的輸入端連接，主控芯片的輸出端與驅(qū)動芯片的輸入端連接，驅(qū)動芯片的輸出端與驅(qū)動電機的輸入端連接，驅(qū)動電機的輸出端與驅(qū)動輪的輸入端連接。

驅(qū)動輪安裝在機器人底盤兩側(cè)，機器人底盤兩側(cè)還對稱安裝有支撐輪，驅(qū)動電機通過帶動驅(qū)動輪，為機器人底盤提供前進、后退、左轉(zhuǎn)以及右轉(zhuǎn)的動力，驅(qū)動輪安裝在驅(qū)動電機上，驅(qū)動芯片連接控芯片和驅(qū)動電機，由主控芯片發(fā)出控制信號，驅(qū)動芯片最終輸出功率給驅(qū)動電機，驅(qū)動電機采用N20電機。

傳感器為紅外光電開關(guān)，紅外光電開關(guān)個數(shù)為五個，紅外光電開關(guān)并排安裝在機器人底盤前方邊緣，并連接到主控芯片的五個I/O口，紅外光電開關(guān)優(yōu)選采用ITR8307光電開關(guān)，每兩個光電開關(guān)之間的間距為1.5厘米。

人機交互接口包括OLED顯示屏、用戶按鍵、蜂鳴器、程序燒寫接口以及調(diào)試接口，OLED顯示屏用于顯示操作菜單和提示機器人運行模式，用戶按鍵用于操作菜單選擇和退出運行，蜂鳴器用于播放MIDI音樂，程序燒寫接口用于對機器人進行編程，調(diào)試接口用于反饋機器人運行狀態(tài)信息。

OLED顯示屏模塊用于顯示操作菜單，連接到主控芯片的I/O口，采用0.96寸OLED顯示屏，用戶按鍵分別為向上、向下、確定以及返回鍵，分別連接到主控芯片的I/O口，采用3x6x2.5mm輕觸開關(guān)，蜂鳴器用于播放MIDI音樂，連接到主控芯片的PWM口，采用12*8.5mm無源電磁蜂鳴器，程序燒寫接口用于對機器人進行編程，調(diào)試接口用于反饋機器人運行狀態(tài)信息，如傳感器信號值以及控制量輸出值。

電源還通過穩(wěn)壓電路與傳感器連接，穩(wěn)壓電路包括升壓電路和降壓電路，升壓電路對電源電壓進行升壓，降壓電路對升壓后的電壓進行降壓，再把降壓后的電壓提供給主控芯片和傳感器。

穩(wěn)壓電路包括9.5V升壓電路、5V穩(wěn)壓電路以及3.3V穩(wěn)壓電路，9.5V升壓電路采用XL6009 DC-DC芯片，把電源的7.4V電壓升到9.5V，再提供給驅(qū)動電機5，5V穩(wěn)壓電路采用MP2451 DC-DC芯片，把9.5V電壓穩(wěn)壓到5V，再提供給主控芯片，3.3V穩(wěn)壓電路采用AMS 1117-3.3線性穩(wěn)壓芯片，把5V電壓穩(wěn)壓到3.3V，再提供給人機交互接口中的OLED顯示屏和用戶按鍵。

無線信息傳輸單元為一種FireBLE低功耗藍牙模塊，用戶通過智能移動設(shè)備連接無線信息傳輸單元，繼而將控制指令，通過無線信息傳輸單元傳輸至主控芯片中。

主控芯片實時地處理傳感器的數(shù)據(jù)，得到機器人行走方向控制量，再通過PWM口輸出控制量給驅(qū)動芯片，實現(xiàn)自主循跡，主控芯片采用ATMEGA328P-MU芯片，主控芯片通過人機交互接口響應(yīng)用戶操作。

作為本實用新型的一個實施例：機器人有四種功能，即自主循跡功能、迷宮行走功能、播放MIDI音樂功能、遙控行走功能。

自主循跡功能可完成在特定跑道上自主循跡的功能，跑道為鋪設(shè)了18mm寬黑色膠布的白色KT板。

迷宮行走功能可記憶行走的路線，第一次從起點行走到終點后，第二次以最短路線再次從起點走到終點。

播放MIDI音樂功能可實現(xiàn)通過無源蜂鳴器播放MIDI音樂。

本實用新型將嵌入式編程技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機控制技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計了集多種功能于一體的嵌入式可編程循跡機器人，具有自主循跡、迷宮行走、手機遙控行走、MIDI音樂播放功能。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實用新型內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。