專利名稱：一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)避障車，特別是一種學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，屬于機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]高職院校是以培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力，面向基層、面向生產(chǎn)、面向服務(wù)和管理第一線職業(yè)崗位的實(shí)用型、技術(shù)型和技能型專門人才為目的高等教育，為了培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型人才，就應(yīng)使學(xué)生具備必要的理論知識(shí)和科學(xué)文化基礎(chǔ)，熟練掌握主干技術(shù)，側(cè)重實(shí)際應(yīng)用，側(cè)重相關(guān)知識(shí)的綜合運(yùn)用。為了結(jié)合所學(xué)的課程，培養(yǎng)大學(xué)生的動(dòng)手操作能力和理解能力，需要通過形式多樣的活動(dòng)，讓每個(gè)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)制作一些綜合性的作品。[0003]目前有各種各樣的用于大學(xué)學(xué)生動(dòng)手模仿制作或電子競(jìng)賽的小車，大多是通過光電傳感器檢測(cè)畫在地面的軌跡線，通過單片機(jī)控制小車沿著軌跡線前進(jìn)，也有一些是通過前方光源引導(dǎo)小車前進(jìn)的，這些對(duì)培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力很有幫助，但這些小車存在的不足有:一是光電傳感器大多是使用的是數(shù)字開關(guān)量輸出的，相對(duì)較簡(jiǎn)單；二是很少采用較復(fù)雜的模擬量準(zhǔn)確控制小車運(yùn)動(dòng)的，難以全面鍛煉學(xué)生的綜合能力。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提出一種電子電氣或機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生動(dòng)手操作訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，能夠自動(dòng)與右邊墻面保持一定距離前進(jìn)，使用兩種模擬量測(cè)距傳感器，在遇到障礙時(shí)能夠自動(dòng)以不同的角度轉(zhuǎn)向或后退，自動(dòng)避讓障礙。[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，其特征在于，包括:車底盤[I]、超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電路單元[4]、電池單元[5]、萬向滑輪[6]、電機(jī)及減速箱[7]、車輪[8];超聲波測(cè)距模塊[2]安裝在前支架[21]上，用于檢測(cè)前方障礙物的距離；紅外線測(cè)距模塊[3]安裝在側(cè)支架[31]上，用于檢測(cè)右邊障礙物的距離；前支架[21]、側(cè)支架[31]、電路單元[4]、電池單元[5]、萬向滑輪[6]、電機(jī)及減速箱[7]安裝在車底盤[I]上；車輪[8]安裝在電機(jī)及減速箱[7]的輸出軸上。[0006]所述的電路單元[4]包括單片機(jī)單元[41]、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]、蜂鳴器[43]、無線通信模塊[44];單片機(jī)單元[41]與超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]、蜂鳴器[43]、無線通信模塊[44]構(gòu)成電氣連接。[0007]所述的電池單元[5]包括開關(guān)、電池盒和電池；電池用于給超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電路單元[4]及電機(jī)供電。[0008]所述的電機(jī)及減速箱[7]包括右電機(jī)及減速箱[71]、左電機(jī)及減速箱[72]。[0009]所述的車輪[8]包括右車輪[81]、左車輪[82]。[0010]所述的紅外線測(cè)距模塊[3]是使用模擬量輸出的模塊。[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及效果:[0012](I)前方及右邊使用不同類型的距離傳感器模塊，各測(cè)距信號(hào)之間不會(huì)相互干擾。(2)前方和右邊均有測(cè)距傳感器模塊，其輸出信號(hào)為模擬量，因而能夠通過單片機(jī)中的ADC電路測(cè)量輸出信號(hào)值的大小并轉(zhuǎn)換為距離數(shù)據(jù)，方便了單片機(jī)的計(jì)算和分析，這樣，小車在遇到障礙時(shí)能自動(dòng)根據(jù)控制算法改變運(yùn)行方向，因而不會(huì)被障礙物卡住或撞壞小車。(3)可以設(shè)計(jì)不同的控制算法，通過選擇不同的控制算法使車輛運(yùn)行在不同的行駛模式下。

圖1是本實(shí)用新型的左視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的頂視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的電氣原理方框圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的單片機(jī)主程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。請(qǐng)參看圖1和圖2，一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，包括:車底盤[I]、超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電路單元[4]、電池單元[5]、萬向滑輪[6]、電機(jī)及減速箱、車輪[8];超聲波測(cè)距模塊[2]安裝在前支架[21]上，用于檢測(cè)前方障礙物的距離；紅外線測(cè)距模塊[3]安裝在側(cè)支架[31]上，用于檢測(cè)右邊障礙物的距離；前支架[21]、側(cè)支架[31]、電路單元[4]、電池單元[5]、萬向滑輪[6]、電機(jī)及減速箱[7]安裝在車底盤[I]上；車輪[8]安裝在電機(jī)及減速箱[7]的輸出軸上。其中電池單元[5]包括開關(guān)、電池盒和電池；電池用于給超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電路單元[4]及電機(jī)供電。超聲波測(cè)距模塊[2]和紅外線測(cè)距模塊[3]均是模擬量輸出模塊。電機(jī)及減速箱[7]包括右電機(jī)及減速箱[71]、左電機(jī)及減速箱[72]，車輪[8]包括右車輪[81]、左車輪[82]。請(qǐng)參看圖3，電路單元[4]包括單片機(jī)單元[41]、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]、蜂鳴器[43]、無線通信模塊[44];單片機(jī)單元[41]與超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]、蜂鳴器[43]、無線通信模塊[44]構(gòu)成電氣連接。工作原理是:電池[51]用于給超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電路單元[4]及電機(jī)供電。單片機(jī)單元[41]以單片機(jī)C8051F310為核心，通過單片機(jī)內(nèi)部的ADC電路將超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]輸出的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，從而測(cè)量出小車與前方、右邊障礙物之間的距離，當(dāng)前方或右邊障礙物的距離小于設(shè)定距離時(shí)，單片機(jī)單元[41]通過蜂鳴器[43]發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]控制左電機(jī)[72]及右電機(jī)[71]的轉(zhuǎn)速，以改變車體的運(yùn)行方向。單片機(jī)通過無線通信模塊[44]與計(jì)算機(jī)中相應(yīng)的無線通信模塊進(jìn)行通信，通過配套設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件，既可對(duì)小車的運(yùn)行模式和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置，也可以監(jiān)控小車的運(yùn)行狀態(tài)。參看圖4，結(jié)合程序流程圖，進(jìn)一步說明如下:電池單元[5]的開關(guān)接通后，電路單元[4]得電，單片機(jī)進(jìn)行初始化，包括內(nèi)存清零、端口配置、ADC配置、定時(shí)器配置、中斷設(shè)置等，初始化完成后檢測(cè)電池電壓，如果電壓不正常，則輸出告警信號(hào)，蜂鳴器長(zhǎng)鳴，小車保持停止?fàn)顟B(tài)；如果電壓正常，則檢測(cè)是否收到計(jì)算機(jī)來的命令，如果收到命令則處理命令，處理完成計(jì)算機(jī)命令后，通過超聲波測(cè)距模塊[2]檢測(cè)前方障礙物的距離，通過紅外線測(cè)距模塊[3]檢測(cè)右邊障礙物的距離，如果前方有障礙物，則輸出斷續(xù)的告警信號(hào)，并進(jìn)一步檢測(cè)小車與前方障礙物的距離是否太近，如果距離不是太近(即未小于設(shè)定的極限距離)，則小車向左前方前進(jìn)，以便避開前方的障礙；如果前方障礙物的距離太近，小于設(shè)定的極限距離，則停車3秒，然后單片機(jī)輸出倒退信號(hào)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]控制左電機(jī)[72]及右電機(jī)[71]反轉(zhuǎn)，小車后退，直到小車與前方障礙物的距離達(dá)到或超過設(shè)定的安全距離，蜂鳴器停止告警，停車I秒，然后繼續(xù)檢測(cè)相關(guān)距離。[0026]當(dāng)小車前方障礙物的距離大于設(shè)定的安全距離時(shí)，單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)到的右邊障礙物的距離給出小車運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]控制左電機(jī)[72]及右電機(jī)[71]的轉(zhuǎn)速，讓小車向前方或左前方、右前方運(yùn)動(dòng)。[0027]當(dāng)檢測(cè)到右邊障礙物的距離小于設(shè)定的右間距時(shí)，單片機(jī)給出小車左轉(zhuǎn)信號(hào)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]控制左電機(jī)[72]及右電機(jī)[71]的轉(zhuǎn)速，讓小車向左前方運(yùn)動(dòng)，增加小車與右邊障礙物的距離。[0028]當(dāng)檢測(cè)到右邊障礙物的距離大于設(shè)定的右間距時(shí)，單片機(jī)給出小車右轉(zhuǎn)信號(hào)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]控制左電機(jī)[72]及右電機(jī)[71]的轉(zhuǎn)速，小車向右前方運(yùn)動(dòng)，減少小車與右邊障礙物的距離。[0029]如果檢測(cè)到右邊障礙物的距離在設(shè)定的右間距區(qū)間內(nèi)，則單片機(jī)給出小車前進(jìn)信號(hào)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]控制左電機(jī)[72]及右電機(jī)[71]的轉(zhuǎn)速，小車向正前方運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，其特征在于，包括:車底盤[I]、超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電路單元[4]、電池單元[5]、萬向滑輪[6]、電機(jī)及減速箱[7]、車輪[8];超聲波測(cè)距模塊[2]安裝在前支架[21]上，用于檢測(cè)前方障礙物的距離；紅外線測(cè)距模塊[3]安裝在側(cè)支架[31]上，用于檢測(cè)右邊障礙物的距離；前支架[21]、側(cè)支架[31]、電路單元[4]、電池單元[5]、萬向滑輪[6]、電機(jī)及減速箱[7]安裝在車底盤[I]上；車輪[8]安裝在電機(jī)及減速箱[7]的輸出軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，其特征是所述的電路單元[4]包括單片機(jī)單元[41]、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]、蜂鳴器[43]、無線通信模塊[44];單片機(jī)單元[41]與超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元[42]、蜂鳴器[43]、無線通信模塊[44]構(gòu)成電氣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，其特征是所述的電池單元[5]包括開關(guān)、電池盒和電池；電池用于給超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電路單元[4]及電機(jī)供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，其特征是所述的電機(jī)及減速箱[7]包括右電機(jī)及減速箱[71]、左電機(jī)及減速箱[72]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，其特征是所述的車輪[8]包括右車輪[81]、左車輪[82]。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，其特征是所述的紅外線測(cè)距模塊[3]是使用模擬量輸出的模塊。
專利摘要一種訓(xùn)練用自動(dòng)行駛避障車，包括車底盤[1]、超聲波測(cè)距模塊[2]、紅外線測(cè)距模塊[3]、電路單元[4]、電池單元[5]、萬向滑輪[6]、電機(jī)及減速箱[7]、車輪[8]。能夠自動(dòng)與右邊墻面保持一定距離前進(jìn)，使用兩種模擬量測(cè)距傳感器，各測(cè)距信號(hào)之間不會(huì)相互干擾，在遇到障礙時(shí)能夠自動(dòng)以不同的角度轉(zhuǎn)向或后退，自動(dòng)避讓障礙?？梢栽O(shè)計(jì)不同的控制算法，通過選擇不同的控制算法使車輛運(yùn)行在不同的行駛模式下。適用于大學(xué)學(xué)生動(dòng)手模仿制作或電子競(jìng)賽。
文檔編號(hào)G09B25/02GK202976657SQ20122062907
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者涂金龍, 徐有軍, 韓京海 申請(qǐng)人:南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院