一種電磁導(dǎo)航的自歸位超市手推車及其歸位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁導(dǎo)航自動控制領(lǐng)域，特別是一種電磁導(dǎo)航的自歸位超市手推車及其歸位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的手推車不具有靈活性，智能性；智能化的電磁導(dǎo)航車多應(yīng)用于工業(yè)，而基于攝像頭圖像處理和光電感應(yīng)的無人車因其高成本和低穩(wěn)定性無法廣泛應(yīng)用于生活?，F(xiàn)如今，在超市購物后手推車的歸位問題也給商家?guī)砹藰O大的麻煩，消費(fèi)者購物后將手推車隨意擺放導(dǎo)致出口擁擠，而入口處的手推車供不應(yīng)求等問題甚至引發(fā)該由誰歸位的道德問題，也增加了商場工作人員的勞動強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電磁導(dǎo)航的自歸位超市手推車及其歸位方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種電磁導(dǎo)航的自歸位超市手推車，包括車體;所述車體上安裝有電磁導(dǎo)航裝置;所述電池導(dǎo)航裝置包括控制器;所述控制器與測距傳感器、電磁信號調(diào)理模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、電源模塊連接;所述電磁信號調(diào)理模塊與用于提取超市停車區(qū)地板上的電磁導(dǎo)引線位置信息的兩個電磁感應(yīng)器連接;所述兩個電磁感應(yīng)器分別安裝于所述車體中心線兩側(cè);所述電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動兩個電機(jī)工作；所述兩個電機(jī)的輸出軸分別用于安裝手推車的左后輪和右后輪;所述兩個電機(jī)的輸出軸上均安裝有光電編碼器。
[0005]所述測距傳感器采用超聲波傳感器，所述超聲波傳感器安裝于所述車體的正前端底部；所述超聲波傳感器測量所述車體前端與設(shè)置在超市停車區(qū)內(nèi)的限位擋板之間的距離，所述超聲波傳感器測距并設(shè)置距離閾值，由控制器判斷限位擋板距離車體大小與閾值的大小關(guān)系，控制手推車的啟動和停車，從而實(shí)現(xiàn)在停車區(qū)的進(jìn)位和?？俊?br>[0006]所述限位擋板底側(cè)通過鉸鏈與停車區(qū)地板鉸接，且所述限位擋板能以其底側(cè)為中心軸轉(zhuǎn)動;所述限位擋板遠(yuǎn)離所述超聲波傳感器的一面與復(fù)位彈簧一端連接，所述復(fù)位彈簧另一端與地板固定連接。
[0007]電磁感應(yīng)器采用采用1μΗ~10Η的電感。
[0008]所述電感的電感值為10mH。
[0009]所述電源模塊與無線充電模塊的接收端連接，所述無線充電模塊的發(fā)射端安裝于所述超市停車區(qū)內(nèi)。
[0010]所述車體上安裝有干簧管，所述干簧管與安裝在超市自動扶梯入口處的永磁鐵通
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[0011]本發(fā)明還提供了一種上述超市手推車自歸位方法，該方法如下:當(dāng)手推車處于電磁導(dǎo)引線上方時，電磁感應(yīng)器檢測到電磁導(dǎo)引線的交變磁場信號，電磁導(dǎo)航裝置設(shè)定為自動歸位模式，測距傳感器不斷檢測前方是否有障礙物，若無障礙物在前方，則控制器控制電機(jī)驅(qū)動模塊驅(qū)動兩個電機(jī)運(yùn)行，并通過采集光電編碼器的信號控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)，控制器根據(jù)安裝在車體中心線兩側(cè)的兩個電磁感應(yīng)器檢測到的兩個感應(yīng)電動勢值之間的差值，提取出電磁導(dǎo)引線的位置信息，從而計(jì)算出控制兩個電機(jī)所需的轉(zhuǎn)速差，實(shí)現(xiàn)手推車的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)；當(dāng)測距傳感器檢測到前方有障礙物，控制器進(jìn)入中斷響應(yīng)，控制器給兩個電機(jī)發(fā)出控制信號，使得決策速度值歸于O;手推車停下，當(dāng)前方障礙信號消失，說明此時手推車隊(duì)列正在前行，或者超市停車區(qū)內(nèi)第一輛手推車已被顧客取走，手推車上的電磁感應(yīng)器繼續(xù)循環(huán)檢測電磁導(dǎo)引線信息，重復(fù)前述過程;當(dāng)電磁感應(yīng)器感應(yīng)電動勢小于某一個值，關(guān)閉電機(jī)，不執(zhí)行任何歸位操作。該值要根據(jù)中心導(dǎo)引線的電流值大小、電磁感應(yīng)器安裝位置確定。如在實(shí)際情況中，手推車剛剛駛出中心導(dǎo)引線時，實(shí)測電磁感應(yīng)器感應(yīng)電動勢為aV，則當(dāng)主控制器檢測到感應(yīng)電動勢的值小于a時，關(guān)閉電機(jī)，不執(zhí)行任何歸位操作。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為:本發(fā)明電磁導(dǎo)航相比攝像頭、光電CCD等導(dǎo)航方式具有較低的成本和較高的穩(wěn)定性;相比目前超市公用的手推車具有明顯的靈活性，降低了超市員工的勞動強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例側(cè)視圖；
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例車體底面安裝示意圖；
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例干簧管和永磁鐵之間的工作結(jié)構(gòu)圖圖4為本發(fā)明一實(shí)施例手推車自動歸位路線圖；
圖5為本發(fā)明一實(shí)施例停車區(qū)示意圖；
圖6為本發(fā)明一實(shí)施例系統(tǒng)運(yùn)行的程序框圖；
圖7為本發(fā)明一實(shí)施例系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1和圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例包括包括車體1、控制器2、測距傳感器3、電磁感應(yīng)4與調(diào)理模塊5、電機(jī)驅(qū)動模塊5，還包括無線充電模塊13、光電編碼器14、電源模塊6、后置擋板8、萬向輪8、左電機(jī)9、右電機(jī)1及其對應(yīng)的車輪，能夠基于電磁導(dǎo)航原理自動啟動停車和循跡歸位。
[0015]所述的控制器采用的是freescale公司的MC9S12XS128。
[0016]所述的測距傳感器3采用超聲波傳感器。
[0017]所述的電磁感應(yīng)器4采用1mH工字電感，電磁信號調(diào)理模塊5采用單電源軌至軌運(yùn)算放大器。
[0018]所述的電機(jī)驅(qū)動模塊6采用四片集成驅(qū)動器BTN7971搭成兩個全橋驅(qū)動電路。
[0019]所述的電源模塊7采用7.2V鋰電池為系統(tǒng)供電，采用低壓降穩(wěn)壓器LM2950為控制器、測距傳感器3、電磁感應(yīng)4與調(diào)理模塊5、電機(jī)驅(qū)動模塊6供電。
[0020]控制器、電磁信號調(diào)理模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊集成于一個電路板上，安裝于手推車底部。工字電感沿中線對稱安裝在手推車底盤上，由工字電感感應(yīng)出的感應(yīng)電動勢信息提取中心引導(dǎo)線的位置信息。
[0021]萬向輪安裝于手推車底部的前方兩側(cè)，電機(jī)安裝在手推車的左后輪和右后輪上，電機(jī)與底部電路板相連，由控制器對左右電機(jī)發(fā)出控制信號，實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)向和速度控制。
[0022]超聲波傳感器安裝于手推車底部裝置的正前方，位于手推車的中線，由超聲波傳感器測距并設(shè)置距離閾值，由主控芯片判斷前方障礙物距離與閾值的大小關(guān)系，控制手推車的啟動和停車，從而實(shí)現(xiàn)在停車區(qū)的進(jìn)位和停靠。
[0023]停車區(qū)的限位擋板底部通過可活動90度角的鉸鏈固定在地板上，限位擋板中央用彈簧連接至擋板前方地板上的固定點(diǎn)，限位擋板作為停車區(qū)第一輛手推車識別的停車信號，第一輛手推車也可被顧客直接拖動壓倒限位擋板，手推車離開后，限位擋板自動回復(fù)原位。
[0024]當(dāng)手推車到達(dá)停車區(qū)后，按列?？?，且當(dāng)前方手推車被顧客取走，后面的手推車可自動向前進(jìn)位，由超聲波傳感器進(jìn)行測距，當(dāng)測距小于某個值，單片機(jī)發(fā)出車輛暫停信號；當(dāng)前方手推車被取走，測距將大于該值，車輛將再次啟動緩慢前移，當(dāng)手推車在行進(jìn)過程中遇到前方有人經(jīng)過，也能自動停下等待人走后自動繼續(xù)前行。
[0025]針對出入口不在同一層或者多層均設(shè)置出入口的大型超市，易出現(xiàn)第一層手推車需求量大，而最高層手推車供給量大的情況，可設(shè)置備用導(dǎo)引通道將手推車自動運(yùn)行至相應(yīng)入口停車區(qū)。若設(shè)計(jì)手推車通過自動扶梯進(jìn)入另一樓層，可采用如下方式:電磁導(dǎo)引線引至自動扶梯入