專利名稱：農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，屬于機器人技術領域。
背景技術：
為了使移動機器人能自動避障行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時獲取距障礙物的距離信息(距離和方向)。在利用傳感器技術和自動控制技術相結合的測距方案中，超聲波測距是目前應用最普遍的ー種，它廣泛應用于防盜、倒車雷達、水位測量、建筑施工エ地以及一些エ業(yè)現(xiàn)場。超聲波具有指向性強，能量消耗緩慢的特點，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波 檢測比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到實用的要求，因此在移動機器人研制上也得到了廣泛的應用。農(nóng)業(yè)機器人在行走的過程中，需要實時測量機器人與目標物體的距離，當距離達到一定的范圍時，需要運動裝置和相關的設備做出一定的動作，從而自動完成特定的操作；當移動機器人走到軌道的盡頭時，需要檢測自身與盡頭標志物的距離，然后采取制動或換向操作。農(nóng)業(yè)機器人和農(nóng)業(yè)自動行走裝置行走在不平坦的路面或者行走途中有障礙物吋，為了在機器人接觸到障礙物之前就能預先檢測到障礙物的存在，提前做出壁障動作或者提前做好越障準備，就需要進行非接觸測距，超聲波測距系統(tǒng)的有效范圍能夠很好的滿足農(nóng)業(yè)機器人所需的檢測距離，實現(xiàn)非接觸距離測量并做出相應動作。但是現(xiàn)有技術中，機器人自動工作，機器人的實時位置、進行動作等，操作人員可能并不清楚，不便于操作人員及時掌握機器人的工作情況和其他相關信息。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供ー種利用無線技術的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，將相關信息回傳到操作人員那里，用以解決現(xiàn)有技術缺乏對機器人的實時監(jiān)控的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案是農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，包括用于安裝在農(nóng)業(yè)機器人上的工作機，工作機包括ー個工作機MCU、超聲波測距模塊和用于修正誤差的溫度傳感器，所述工作機上還設有無線信號發(fā)射器，所述工作機MCU輸出連接所述無線信號發(fā)射器；所述農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)還包括接收機，接收機包括一個接收機MCU，該接收機MCU輸入連接一個與所述無線信號發(fā)射器無線通訊的無線信號接收器，接收機MCU輸出控制連接顯示器。所述工作機MCU還輸出控制連接一個用于控制機器人行走的動作輸出板。所述工作機MCU與接收機MCU均采用STC89C52單片機。所述無線信號發(fā)射器為H)5P無線信號發(fā)射器。所述無線信號接收器為J04V無線信號接收器。[0013]所述溫度傳感器為18B20溫度傳感器。所述顯示器為IXD1602液晶顯示器。所述接收機MCU還輸入連接有時鐘芯片。農(nóng)業(yè)機器人的超聲波測距系統(tǒng)可以實時監(jiān)測機器人距離目標物體的距離，并可以預先設置好幾個距離值，當機器人達到某個距離值時，控制系統(tǒng)會根據(jù)預先寫好的程序控制機器人做出相應的動作。通過設置接收機，操作人員可以不必親臨現(xiàn)場就能了解到機器人與目標物體的相對位置，隨時監(jiān)測農(nóng)業(yè)機器人的位置信息。接收機可以設置的固定主控室中，也可以作為手持設備，配備在操作人員身上。 系統(tǒng)在滿足現(xiàn)有功能的基礎上依然保留了功能擴展接ロ，如果以后需要更多的功能，可以直接在現(xiàn)有系統(tǒng)板(工作機)上接插擴展模塊，不用重新制作新板子。超聲波測距系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機器人上的應用不僅提高了機器人的工作效率，節(jié)省了勞力，而且提高了機器人的行走安全性。一旦農(nóng)業(yè)機器人與目標物體或障礙物的距離達到所規(guī)定的闕值，系統(tǒng)就會立即做出反應，做出應對動作，這樣的工作如果讓人來判斷，第一，人眼判斷的距離不準確，第二，即使人判斷的準確，但是人的反應時間與單片機相比長的太多，反應慢在機器人運動速度高的時候就會造成事故。基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)克服了人最大兩個弱點，工作起來更加安全。

圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；圖2為發(fā)射和接收電路原理圖；圖3為動作輸出板原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進ー步詳細的說明。如圖I所示，本發(fā)明農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，包括農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，包括工作機和接收器兩大部分，工作機的主要功能是伴隨著農(nóng)業(yè)機器人，實時監(jiān)測目標物體與機器人的距離，測出距離后，經(jīng)過無線發(fā)射器傳送給操作員；接收器的功能是收集發(fā)射器傳輸過來的數(shù)據(jù)，并通過顯示器顯示，提供給操作員查看。工作機包括ー個工作機MCU、超聲波測距模塊和用于修正誤差的溫度傳感器，其特征在干，所述工作機上還設有無線信號發(fā)射器，所述工作機MCU輸出連接所述無線信號發(fā)射器；所述農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)還包括接收機，接收機包括一個接收機MCU，該接收機MCU輸入連接一個與所述無線信號發(fā)射器無線通訊的無線信號接收器，接收機MCU輸出控制連接顯示器。本實施例中，工作機MCU與接收機MCU均選用STC89C52單片機，溫度傳感器采用18B20溫度傳感器，液晶顯示器采用IXD1602，時鐘芯片選用DS1302芯片。如圖2所示，根據(jù)無線通訊的原理，本方案的發(fā)射器采用F05P，內(nèi)部具有一級調(diào)制電路及限流電阻，適合單片機短距離無線數(shù)據(jù)傳輸。H)5P具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，ASK方式調(diào)制。R)5P不能任意調(diào)整發(fā)射電流，單片機的數(shù)據(jù)可直接進入H)5P的數(shù)據(jù)輸入端。在無數(shù)據(jù)時單片機數(shù)據(jù)輸出口必須設置為低電平狀態(tài)。H)5P需要輸入數(shù)據(jù)才能發(fā)射，數(shù)據(jù)信號停止，發(fā)射電流為零；接收模塊的主要作用是完成數(shù)據(jù)的接收。J04V是ー款低功耗小體積超再生接收模塊，采用SMTエ藝，性能穩(wěn)定具有較好的靈敏度及性價比，是電池供電產(chǎn)品的理想選擇。可廣泛應用于需要長期處于接收狀態(tài)的遙控報警及單片機數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。接收器J04V與發(fā)射器相配套，將315MHz的電磁波轉換為數(shù)字信號，通過串ロ傳送給單片機，單片機在收到ー包數(shù)據(jù)后，首先要判斷數(shù)據(jù)包的開頭，然后將整包數(shù)據(jù)連續(xù)存入接收器中的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)rxbuf，接收器中的單片機把接受到的數(shù)據(jù)處理為LCD1602能直接顯示的形式。如圖3所示，動作輸出板是測距系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)機器人之間最直接的交流工具，輸出板上包含ULN2803功率驅(qū)動器，可驅(qū)動大功率繼電氣工作。動作輸出板上有12P排針，可通 過12線的排線方便地與MCU控制器直接相連，二者之間不需要額外的連線。輸出板上共輸出4路繼電器，通過輸出端子可控制4個電機單向運轉啟停，也可控制2個電機的正反轉與啟停操作。輸出板上還留有4個擴展端ロ，可再擴展4路繼電器，可供系統(tǒng)功能快速擴展。
權利要求1.農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，包括用于安裝在農(nóng)業(yè)機器人上的工作機，工作機包括一個工作機MCU、超聲波測距模塊和用于修正誤差的溫度傳感器，其特征在于，所述工作機上還設有無線信號發(fā)射器，所述工作機MCU輸出連接所述無線信號發(fā)射器；所述農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)還包括接收機，接收機包括一個接收機MCU，該接收機MCU輸入連接一個與所述無線信號發(fā)射器無線通訊的無線信號接收器，接收機MCU輸出控制連接顯示器。
2.根據(jù)權利要求I所述的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，其特征在于，所述工作機MCU還輸出控制連接一個用于控制機器人行走的動作輸出板。
3.根據(jù)權利要求I所述的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，其特征在于，所述工作機MCU與接收機MCU均采用STC89C52單片機。
4.根據(jù)權利要求I所述的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，其特征在于，所述無線信號發(fā) 射器為H)5P無線信號發(fā)射器。
5.根據(jù)權利要求I所述的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，其特征在于，所述無線信號接收器為J04V無線信號接收器。
6.根據(jù)權利要求I所述的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器為18B20溫度傳感器。
7.根據(jù)權利要求I所述的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示器為IXD1602液晶顯示器。
8.根據(jù)權利要求I所述的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機MCU還輸入連接有時鐘芯片。
專利摘要本實用新型涉及農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，包括用于安裝在農(nóng)業(yè)機器人上的工作機，工作機包括一個工作機MCU、超聲波測距模塊和用于修正誤差的溫度傳感器，所述工作機上還設有無線信號發(fā)射器，所述工作機MCU輸出連接所述無線信號發(fā)射器；所述農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)還包括接收機，接收機包括一個接收機MCU，該接收機MCU輸入連接一個與所述無線信號發(fā)射器無線通訊的無線信號接收器，接收機MCU輸出控制連接顯示器。本實用新型的目的是提供一種利用無線技術的農(nóng)業(yè)機器人超聲波測控系統(tǒng)，將相關信息回傳到操作人員那里，用以解決現(xiàn)有技術缺乏對機器人的實時監(jiān)控的問題。
文檔編號G08C17/02GK202404448SQ20122000186
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權日2012年1月4日
發(fā)明者付三玲, 張伏, 徐銳良, 楊樂峰, 毛鵬軍, 王俊, 王留柱, 白延鵬, 薛坤鵬, 鄧桂揚, 邱兆美 申請人:河南科技大學