一種基于太陽(yáng)能供電的輪式移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于太陽(yáng)能供電的輪式移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
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[0002]移動(dòng)機(jī)器人是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)。它集中了傳感器技術(shù)、信息處理、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)化控制工程以及人工智能等多學(xué)科的研究成果，代表機(jī)電一體化的最高成就，是目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。隨著機(jī)器人性能不斷地完善，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍大為擴(kuò)展，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且在城市安全、國(guó)防和空間探測(cè)領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場(chǎng)合得到很好的應(yīng)用。因此，移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)得到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。
[0003]常見移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行機(jī)構(gòu)有履帶式、腿式、輪式和以上幾種機(jī)構(gòu)的組合。路面狀況較好時(shí)比較適合履帶式、輪式機(jī)器人，路面較差時(shí)較適合腿式步行機(jī)器人，輪、腿、履帶相結(jié)合的機(jī)器人適合各種條件的路面?，F(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用比較廣泛的移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)是輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)。輪式機(jī)構(gòu)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)和控制較為簡(jiǎn)單并且可以穩(wěn)定可靠的運(yùn)動(dòng)。因此在民用領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、軍事和科研領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)有的輪式移動(dòng)機(jī)器人還存在如下缺點(diǎn):車體的運(yùn)動(dòng)需要人工遙控來(lái)完成，容易出現(xiàn)操作失誤，遇到障礙物不能自動(dòng)識(shí)別避讓，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，電源模塊采用單獨(dú)的蓄電池供電，供電時(shí)間短，資源利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中用于輪式移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)需要人工遙控來(lái)完成，容易出現(xiàn)操作失誤，車體遇到障礙物不能自動(dòng)識(shí)別避讓，電源模塊采用單獨(dú)的蓄電池供電，供電時(shí)間短，資源利用率低，從而提出一種基于太陽(yáng)能供電的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于太陽(yáng)能供電的輪式移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括:微處理器，太陽(yáng)能供電模塊、導(dǎo)航定位模塊、電機(jī)控制模塊、自主智能巡航控制模塊、液晶顯示模塊；
[0007]所述太陽(yáng)能供電模塊與所述微處理器連接，包括最大功率點(diǎn)跟蹤器、太陽(yáng)能電池板、充放電控制電路、蓄電池、電源變換電路和電壓檢測(cè)電路，用于給輪式移動(dòng)機(jī)器人供電；
[0008]所述自主智能巡航控制模塊與所述微處理器連接，包括紅外傳感器和超聲波傳感器，用于判斷所述輪式移動(dòng)機(jī)器人周圍障礙物并獲取所述輪式移動(dòng)機(jī)器人與障礙物之間的距離；
[0009]所述導(dǎo)航定位模塊與所述微處理器連接，用于給所述輪式移動(dòng)機(jī)器人提供精確的定位和導(dǎo)航；
[0010]所述電機(jī)控制模塊與所述微處理器連接，用于給所述輪式移動(dòng)機(jī)器人提供動(dòng)力和轉(zhuǎn)向；
[0011]所述液晶顯示模塊與所述微處理器連接，用于顯示所述輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?目息O
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述太陽(yáng)能供電模塊中:
[0013]所述最大功率點(diǎn)跟蹤器依次連接所述太陽(yáng)能電池板、所述充放電控制電路、所述蓄電池、所述電源變換電路；所述電壓檢測(cè)電路分別與所述蓄電池、所述電源變換電路連接。
[0014]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述太陽(yáng)能電池板由多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池組成。
[0015]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電機(jī)控制模塊包括直流電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，所述直流電機(jī)與所述輪式移動(dòng)機(jī)器人的后車輪連接。
[0016]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述導(dǎo)航定位模塊包括GPS接收天線、GPS接收機(jī)和儲(chǔ)存的電子地圖，所述導(dǎo)航定位模塊采用GPS與電子地圖組合導(dǎo)航的方式實(shí)現(xiàn)輪式移動(dòng)機(jī)器人的定位和導(dǎo)航。
[0017]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述液晶顯示模塊采用薄膜晶體管液晶顯示器。
[0018]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，還包括:無(wú)線通信模塊，所述無(wú)線通信模塊與所述微處理器連接，用于實(shí)現(xiàn)所述輪式移動(dòng)機(jī)器人與遠(yuǎn)端服務(wù)器之間的通信。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:其通過設(shè)置太陽(yáng)能供電模塊，可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能給輪式移動(dòng)機(jī)器人供電，同時(shí)給蓄電池充電，太陽(yáng)能利用率高、供電成本低；其通過設(shè)置紅外傳感器和超聲波傳感器構(gòu)成的自主智能巡航控制模塊，可以自動(dòng)識(shí)別障礙物并進(jìn)行避讓，采用了兩種傳感器的結(jié)合，消除了傳感器之間可能存在的冗余和矛盾，提高了系統(tǒng)可靠性和測(cè)量精度；其通過設(shè)置GPS與電子地圖組合導(dǎo)航的導(dǎo)航定位模塊，可以對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人精確定位并結(jié)合電子地圖給出正確的導(dǎo)航路線。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便，耗能較低、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說明】
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[0020]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0021]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種基于太陽(yáng)能供電的輪式移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)框圖；
[0022]圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的太陽(yáng)能供電模塊系統(tǒng)框圖；
[0023]圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輪式移動(dòng)機(jī)器人車輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中符號(hào)說明:
[0025]1-車架，2-前車輪，3-第一后車輪，4-第二后車輪。
【具體實(shí)施方式】
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[0026]如圖1所示，本發(fā)明的基于太陽(yáng)能供電的輪式移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括:微處理器，太陽(yáng)能供電模塊、導(dǎo)航定位模塊、電機(jī)控制模塊、自主智能巡航控制模塊、液晶顯示模塊。
[0027]所述太陽(yáng)能供電模塊與所述微處理器連接，包括最大功率點(diǎn)跟蹤器、太陽(yáng)能電池板、充放電控制電路、蓄電池、電源變換電路和電壓檢測(cè)電路，用于給輪式移動(dòng)機(jī)器人供電。所述最大功率點(diǎn)跟蹤器，使得太陽(yáng)能最大限度的轉(zhuǎn)換為電能，提高能源的利用率，所述電源變換電路為DC/DC電源變換電路，將蓄電池的12V電壓轉(zhuǎn)換為供電負(fù)載所需的電壓。所述電壓檢測(cè)電路保證蓄電池的充電電壓和電壓變換電路的電壓為最佳狀態(tài)，所述最大功率點(diǎn)跟蹤器依次連接所述太陽(yáng)能電池板、所述充放電控制電路、所述蓄電池、所述電源變換電路；所述電壓檢測(cè)電路分別與所述蓄電池、所述電源變換電路連接；所述電源變換電路連接多個(gè)供電負(fù)載。所述太陽(yáng)能電池板由多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池組成。太陽(yáng)能充足時(shí)，所述太陽(yáng)能供電模塊給輪式移動(dòng)機(jī)器人直接供電，同時(shí)給蓄電池充電，在晚上或者天氣不好時(shí)，用蓄電池給所述輪式移動(dòng)機(jī)器人供電。
[0028]所述自主智能巡航控制模塊與所述微處理器連接，包括紅外傳感器和超聲波傳感器，用于判斷所述輪式移動(dòng)機(jī)器人周圍障礙物并獲取所述輪式移動(dòng)機(jī)器人與障礙物之間的距離。當(dāng)自主智能巡航控制模塊檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，將障礙物信息發(fā)送到微處理器，微處理器接收該信息，并控制電機(jī)控制模塊動(dòng)作，調(diào)節(jié)所述輪式移動(dòng)機(jī)器人的速度和方向，避開前方的障礙物。本實(shí)施例中，采用所述紅外傳感器和超聲波傳感器結(jié)合的方式，紅外光電傳感器和超聲波傳感器各有特點(diǎn)和適用范圍，但是一般情況