一種可自動跟隨移動終端行走的小車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及自動控制技術，具體涉及一種可自動跟隨移動終端行走的小車。
【背景技術】
[0002]每當搬運行李、貨物或裝備時，人們總是大汗淋漓，或者被所搬運的物品占著手而不方便做其他事情；對于老年人來說，提著東西還容易勞累。此時人們恨不得這些物品能像跟尾狗一樣忠誠地跟隨著自己，走到哪，它就跟到哪，不會跟錯人也不會走失，時刻跟在后面。
[0003]目前已經(jīng)有很多關于智能跟蹤的技術，但是這些技術都還不成熟，它們大多是使用簡單的傳感器，不能跟隨著特定的人。以Five Elements Robotics推出的Budgee機器人為例，這是一款專門針對老年人和殘疾人的輕量級助力機器人。Budgee的最高速度為每小時3.9公里左右，如果主人的行進速度太快，它就會用消息推送的方式提醒主人慢一些。國外已研宄出類似的產(chǎn)品“高爾夫球童自動跟隨車”，如CaddyTrek推出的電動高爾夫輪式機器人已經(jīng)能夠取代部分勞動力，用于帶著打球裝備跟隨運動員走；但運動員身上需要佩帶著特定的超音波發(fā)射器，這類跟隨車或機器人還容易發(fā)出噪音和被外界干擾，且有一定安全隱患，產(chǎn)品也相當昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有智能跟蹤技術所存在的技術問題，本發(fā)明提供一種可自動跟隨移動終端行走的小車，該小車通過藍牙與移動終端(如安卓手機)連接，移動終端將自身的電子磁羅盤方位信息通過藍牙發(fā)送給小車，小車接收到移動終端的電子磁羅盤方位信息后，再與小車自身攜帶的電子磁羅盤方位信息比較，然后根據(jù)比較結果計算轉向的角度，最終由舵機控制小車的轉向；此外超聲波測距模塊測量小車與移動終端之間的距離差，直流減速電機根據(jù)距離差控制小車行走速度，以此實現(xiàn)小車跟隨移動終端行走的功能。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案如下:可自動跟隨移動終端行走的小車，包括主控芯片，以及分別與主控芯片連接的用于測量小車方位信息的電子羅盤模塊、用于將移動終端方位信息發(fā)送給主控芯片的藍牙模塊、用于測量小車與移動終端之間距離差的超聲波測距傳感器、用于根據(jù)所述距離差控制小車前進或后退的直流減速電機及用于控制小車轉向角度的舵機；所述主控芯片根據(jù)小車、移動終端方位信息差值計算小車轉向角度，并將計算結果輸出給舵機的驅(qū)動電路。
[0006]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點及技術效果:
[0007]1、小車通過超聲波測量小車與移動終端之間的距離差，由電子羅盤模塊獲得方位信息后對移動終端的方位信息與小車的方位信息進行比較處理，并計算出小車轉向的角度，采用舵機控制小車轉向的角度，實時性高，易于實現(xiàn)，成本低廉?？梢赃B接主流安卓系統(tǒng)，在智能手機一統(tǒng)天下的時代，用戶帶著手機去到哪里，小車就跟到哪里，方便使用。
[0008]2、小車可以制作成行李箱、超市的購物車以及老人的備忘箱等外形，人們不僅可以更加輕松地購物，還可以享受保姆式跟隨小車帶來的許多樂趣。所以，本發(fā)明智能跟隨小車具有很高的市場價值和應用前景。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的模塊結構圖；
[0010]圖2為直流減速電機的驅(qū)動電路圖；
[0011]圖3為舵機的基準信號波形圖；
[0012]圖4為舵機的驅(qū)動電路；
[0013]圖5為藍牙模塊的電路圖；
[0014]圖6為電子羅盤模塊的電路圖；
[0015]圖7為小車的電源主電路圖；
[0016]圖8是本發(fā)明的自動跟隨流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不局限于此。
[0018]實施例
[0019]參見圖1，本發(fā)明可自動跟隨移動終端行走的小車包括STM32F103主控芯片、電子羅盤模塊、藍牙模塊、超聲波測距傳感器、直流減速電機、舵機及LCD顯示屏。電子羅盤模塊與主控芯片通過IIC(PB8、PB9)方式通信連接，IXD顯示屏與主控芯片通過SPI通信方式連接，藍牙模塊與主控芯片通過USART方式連接通信，直流減速電機、舵機則是通過GP1直接連接主控芯片。
[0020]主控芯片用于根據(jù)小車及移動終端的方位信息計算小車轉向的角度值，并把計算結果輸出給舵機的驅(qū)動電路，最終由舵機控制小車的轉向。直流減速電機根據(jù)超聲波測距傳感器測得的小車與移動終端之間的距離，控制小車前進或后退。
[0021]主控芯片以Cortex_M3為內(nèi)核，最高工作主頻可達72M，內(nèi)置高速存儲器(高達512K字節(jié)的閃存和64K字節(jié)的SRAM)，采用哈佛結構，2.0-3.6V供電電壓，具有豐富的外設，2通道12位D/Α轉換器，12通道DMA控制器，多達11個定時器，支持IIC、USART、SP1、CAN和USB等各種通訊協(xié)議。
[0022]如圖2所示，直流減速電機的驅(qū)動電路采用集成芯片BTN7971B，它帶有一個P溝道的高邊MOSFET、一個N溝道的低邊MOSFET和一個驅(qū)動芯片U15B。P溝道高邊開關省去了電荷泵的需求，因而減小了 EMI (電磁干擾)。BTN7971B集成的驅(qū)動芯片具有邏輯電平輸入、電流診斷、斜率調(diào)節(jié)、死區(qū)時間產(chǎn)生和過溫、過壓、欠壓、過流及短路保護的功能，通態(tài)電阻典型值為16m Ω，驅(qū)動電流可達43A。
[0023]本實施例采用兩片BTN7971B構成一個全橋驅(qū)動電路，圖2中PWMl引腳拉高，PWM2引腳拉低，直流減速電機全速前進，進而驅(qū)動小車全速前進；相反，若PWMl拉低，PWM2拉高，則小車在直流減速電機的驅(qū)動下全速后退。此外，小車的速度通過調(diào)節(jié)PWMl引腳的占空比來實現(xiàn)小車所需要的速度；BTN7971B芯片VSS與GND端之間接104uF電容，起到濾除電源尖脈沖作用。
[0024]舵機一般而言都有最大旋轉角度(比如180度)，它與普通直流電機的區(qū)別主要在于:普通直流電機是一圈圈轉動的，舵機只能在最大旋轉角度內(nèi)轉動，不能一圈圈地轉；舵機還能夠反饋轉動的角度信息。舵機的基準信號周期一般為20ms，如圖3所示。舵機采用可變寬度的脈沖信號來進行控制，脈沖信號的參數(shù)有最小值、最大值和脈沖頻率，一般而言最小脈沖為1ms，最大脈沖為2ms。小車基準信號定義的位置為舵機最大旋轉角度的中間位置。不同舵機