紅外線自走車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及自走車領(lǐng)域，具體涉及一種紅外線雷達(dá)自走車。
【背景技術(shù)】
[0002]自走車一直是學(xué)生科技制作和兒童玩具的熱門項(xiàng)目，因?yàn)樗狭藱C(jī)械和電子的知識(shí)，是需要知識(shí)的尚級(jí)玩具。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，目前常見的自走車都是依靠地面上的黑色膠帶做引導(dǎo)，使用光感測(cè)原理控制車子自動(dòng)沿固定路線行走，需要事先在地面貼固定的膠帶，并由于地面的反光特性容易識(shí)別膠帶錯(cuò)誤，對(duì)地面的反光特性要求嚴(yán)格，不能行駛于較劣質(zhì)的路面，不能夠靈活引導(dǎo)自走車行走。
[0004]目前，一般紅外線自走車通過一個(gè)紅外感測(cè)器，須辨認(rèn)不同方向上的紅外線信號(hào)大小技術(shù)上復(fù)雜度，反應(yīng)慢。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提出一種紅外線自走車，紅外線雷達(dá)采用環(huán)狀陣列設(shè)計(jì)，能追蹤紅外線光源的自走車，不必事先在地面貼固定的膠帶，也不在乎地面的反光特性。
[0006]本實(shí)用新型技術(shù)方案如下:
[0007]紅外線自走車，包括自走車本體、紅外線發(fā)射塔、紅外線接收裝置；
[0008]紅外線接收裝置設(shè)置在自走車本體上，紅外線接收裝置包括紅外線雷達(dá)，紅外線雷達(dá)由環(huán)狀陣列排列的紅外線感測(cè)器構(gòu)成；
[0009]紅外線接收裝置還包括放大及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、角度選擇桿和接收端電池；
[0010]紅外線感測(cè)器、放大及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、角度選擇桿依次順序連接，角度選擇桿與紅外線感測(cè)器相連接，角度選擇桿控制紅外線感測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)，感測(cè)不同方向的紅外線信號(hào)強(qiáng)度，然后通過后級(jí)電路，單片機(jī)對(duì)信號(hào)強(qiáng)弱比對(duì)，確認(rèn)車行方向。由于紅外線雷達(dá)由環(huán)狀陣列排列的紅外線感測(cè)器構(gòu)成，角度選擇桿控制紅外線感測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)的角度在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，響應(yīng)速度快，能夠及時(shí)調(diào)整自走車移動(dòng)方向。接收端電池與單片機(jī)相連接，為紅外線接收裝置提供電源。
[0011]紅外線發(fā)射塔包括紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路、紅外線發(fā)射器和發(fā)射端電池，紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路與紅外線發(fā)射器相連接，發(fā)射端電池連接紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路，為紅外線發(fā)射塔提供電源；紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路包括集成振蕩器，集成振蕩器產(chǎn)生的紅外線信號(hào)，作為標(biāo)靶信號(hào)。
[0012]自走車本體包括車體及馬達(dá)車輪，車體設(shè)置在馬達(dá)車輪上。
[0013]馬達(dá)車輪包括一個(gè)前輪和兩個(gè)后輪，兩個(gè)后輪為獨(dú)立的動(dòng)力輪。
[0014]紅外線發(fā)射器為八個(gè)，面向八個(gè)不同方向成圓周設(shè)置。
[0015]紅外線發(fā)射塔、紅外線接收裝置的傳輸信號(hào)工作頻率為33kHz。
[0016]本實(shí)用新型工作過程如下，紅外線自走車把紅外線感測(cè)器(IR sensor)偵測(cè)到的信號(hào)送到放大及濾波電路(AMP+filter)，根據(jù)角度選擇桿(角度桿)控制的紅外線感測(cè)器轉(zhuǎn)到的方向角度(雷達(dá)面向角度)，記錄相對(duì)應(yīng)的該方向的信號(hào)數(shù)據(jù)。處理過的紅外線信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)后，送入單片機(jī)(MCU)，單片機(jī)在比較完所有紅外線感測(cè)器的信號(hào)之后，判斷出信號(hào)最強(qiáng)的方位，達(dá)成自動(dòng)追蹤的目標(biāo)。指的說明，單片機(jī)比較信號(hào)的大小的過程為單片機(jī)的基本功能，屬于現(xiàn)有技術(shù)，不屬于本實(shí)用新型改進(jìn)內(nèi)容。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型包括以下有益效果:
[0018]本實(shí)用新型能追蹤紅外線光源的自走車，不依靠地面的引導(dǎo)膠帶，不受制于地面的反光特性；自走車上的紅外線雷達(dá)會(huì)偵測(cè)四周不同方向的紅外線信號(hào)強(qiáng)度，朝向信號(hào)最強(qiáng)的方位移動(dòng)；
[0019]因?yàn)椴恍杩康孛娴哪z帶引導(dǎo)，使用場(chǎng)合及時(shí)及更靈活，休閑價(jià)值更高，因此其市場(chǎng)除了教學(xué)實(shí)驗(yàn)、學(xué)生科技制作等之外，可以成為一般人可以接受的玩具而大幅提高市場(chǎng)規(guī)模。
[0020]紅外線自走車只要偵測(cè)紅外線信號(hào)源的方向即可，因此能行駛于較劣質(zhì)的路面。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型紅外線自走車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2紅外線接收裝置示意圖；
[0023]圖3用555振蕩器產(chǎn)生紅外線標(biāo)靶信號(hào)的電路示意圖；
[0024]圖4自走車車體示意圖；
[0025]圖5紅外線標(biāo)靶發(fā)射塔示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案、優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]以下將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)例，并不是全部的實(shí)例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0028]如圖1所示，紅外線自走車，包括自走車本體1、紅外線發(fā)射塔(遠(yuǎn)程發(fā)射，圖示中未顯示)、紅外線接收裝置2;
[0029]紅外線接收裝置2設(shè)置在自走車本體I上，紅外線接收裝置2包括紅外線雷達(dá)，紅外線雷達(dá)由環(huán)狀陣列排列的紅外線感測(cè)器構(gòu)成；
[0030]如圖2所示，紅外線接收裝置還包括放大及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、角度選擇桿和接收端電池；
[0031]紅外線感測(cè)器、放大及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、角度選擇桿依次順序連接，角度選擇桿與紅外線感測(cè)器相連接，角度選擇桿控制紅外線感測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)，感測(cè)不同方向的紅外線信號(hào)強(qiáng)度，然后通過后級(jí)電路，對(duì)信號(hào)強(qiáng)弱比對(duì)，確認(rèn)車行方向。接收端電池與單片機(jī)相連接，為紅外線接收裝置提供電源。
[0032]紅外線發(fā)射塔包括紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電、紅外線發(fā)射器和發(fā)射端電池，紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路與紅外線發(fā)射器相連接，發(fā)射端電池連接紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路，為紅外線發(fā)射塔提供電源；紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路包括集成振蕩器，如圖3所示，本實(shí)施例集成振蕩器為555振蕩器。555振蕩器產(chǎn)生33kHz的紅外線信號(hào)，作為標(biāo)革E信號(hào)。555振蕩器的多諧振蕩電路的振蕩周期=0.693 (RA+2RB)C秒(計(jì)算如下)，主要影響頻率共有3個(gè)電子零件分別為RA、RB、C，因?yàn)轭l率是周期的倒數(shù)，0.03的倒數(shù)相當(dāng)于32.9kHz，實(shí)際測(cè)量結(jié)果跟33kHz相當(dāng)接近。具體參數(shù)如下:
[0033]RA=390Q=0.39k Ω
[0034]RB=2000 Ω =2k Ω
[0035]C=0.0lmF
[0036]RA+2RB=4.39k Ω
[0037]0.693 (0.39+4) 0.01=0.03mS
[0038]1/0.03ms=32.9kHz。
[0039]如圖4所示，自走車本體包括車體及馬達(dá)車輪，車體設(shè)置在馬達(dá)車輪上。
[0040]馬達(dá)車輪包括一個(gè)前輪和兩個(gè)后輪，兩個(gè)后輪為獨(dú)立的動(dòng)力輪；兩個(gè)后輪有獨(dú)立的動(dòng)力，一個(gè)前輪作為轉(zhuǎn)向之用
[0041]如圖5所示，紅外線發(fā)射器為八個(gè)，面向八個(gè)不同方向成圓周設(shè)置。
[0042]振蕩器的頻率可以在30kHz至50kHz之間。一般家電用的紅外線遙控器比較常用的是40kHz及38kHz?？梢圆捎貌煌念l率以避開可能的沖突。但是，一般戶外活動(dòng)場(chǎng)合很少有紅外線遙控器的干擾，主要是紅外線遙控器信號(hào)的出現(xiàn)非常短，影響不大。本實(shí)用新型中紅外線發(fā)射塔、紅外線接收裝置的傳輸信號(hào)工作頻率為33kHz。33kHz的紅外線信號(hào)有發(fā)射塔發(fā)射之后引導(dǎo)車子走向發(fā)射塔。發(fā)射塔主要由八個(gè)不同方向的紅外線發(fā)射器構(gòu)成，平均的向360度的方向發(fā)射33kHz的紅外線信號(hào)。
[0043]本實(shí)用新型工作過程如下，紅外線自走車把紅外線感測(cè)器(IR sensor)偵測(cè)到的信號(hào)送到放大及濾波電路(AMP+filter)，根據(jù)角度選擇桿(角度桿)控制的紅外線感測(cè)器轉(zhuǎn)到的方向角度(雷達(dá)面向角度)，記錄相對(duì)應(yīng)的該方向的信號(hào)數(shù)據(jù)。處理過的紅外線信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)后，送入單片機(jī)(MCU)，單片機(jī)在比較完所有紅外線感測(cè)器的信號(hào)之后，判斷出信號(hào)最強(qiáng)的方位，達(dá)成自動(dòng)追蹤的目標(biāo)。指的說明，單片機(jī)比較信號(hào)的大小的過程為單片機(jī)的基本功能，屬于現(xiàn)有技術(shù)，不屬于本實(shí)用新型改進(jìn)內(nèi)容。
[0044]以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.紅外線自走車，包括自走車本體，其特征在于:還包括紅外線發(fā)射塔、紅外線接收裝置； 所述紅外線接收裝置設(shè)置在自走車本體上，所述紅外線接收裝置包括紅外線雷達(dá)，所述紅外線雷達(dá)由環(huán)狀陣列排列的紅外線感測(cè)器構(gòu)成； 所述紅外線接收裝置還包括放大及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、角度選擇桿和接收端電池； 所述紅外線感測(cè)器、放大及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、角度選擇桿依次順序連接，所述角度選擇桿與紅外線感測(cè)器相連接；所述接收端電池與單片機(jī)相連接，為紅外線接收裝置提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線自走車，其特征在于， 所述紅外線發(fā)射塔包括紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路、紅外線發(fā)射器和發(fā)射端電池，紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路與紅外線發(fā)射器相連接，發(fā)射端電池連接紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路，為紅外線發(fā)射塔提供電源； 紅外線標(biāo)靶信號(hào)產(chǎn)生電路包括集成振蕩器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線自走車，其特征在于， 所述自走車本體包括車體及馬達(dá)車輪，所述車體設(shè)置在馬達(dá)車輪上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外線自走車，其特征在于，所述馬達(dá)車輪包括一個(gè)前輪和兩個(gè)后輪，所述兩個(gè)后輪為獨(dú)立的動(dòng)力輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外線自走車，其特征在于，所述紅外線發(fā)射器為八個(gè)，面向八個(gè)不同方向成圓周設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線自走車，其特征在于，所述紅外線發(fā)射塔、紅外線接收裝置的傳輸信號(hào)工作頻率為33kHz。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種紅外線自走車，包括自走車本體、紅外線發(fā)射塔、紅外線接收裝置；紅外線接收裝置設(shè)置在自走車本體上，所述紅外線接收裝置包括紅外線雷達(dá)，所述紅外線雷達(dá)由環(huán)狀陣列排列的紅外線感測(cè)器構(gòu)成；紅外線接收裝置還包括放大及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、角度選擇桿和接收端電池；紅外線感測(cè)器、放大及濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、角度選擇桿依次順序連接，所述角度選擇桿與紅外線感測(cè)器相連接；所述接收端電池與單片機(jī)相連接，為紅外線接收裝置提供電源。本實(shí)用新型能追蹤紅外線光源的自走車，不依靠地面的引導(dǎo)膠帶，不受制地面的反光特性；自走車上的紅外線雷達(dá)會(huì)偵測(cè)四周不同方向的紅外線信號(hào)強(qiáng)度，朝向信號(hào)最強(qiáng)的方位移動(dòng)。
【IPC分類】G05D1-00
【公開號(hào)】CN204557211
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520138105
【發(fā)明人】凌璟, 劉訓(xùn)非, 吳琦
【申請(qǐng)人】蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日