[实用新型]基于光电传感器和光电编码器的智能循迹小车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小车的控制和显示，尤其涉及一种基于光电传感器和光电编码器的智能化自动循迹小车的控制系统。

背景技术

近年来，随着机器人面临的工作环境和任务越来越恶劣和复杂，机器人正朝着小型化和自动化的方向发展。在许多工作情况下，机器人需要在人类无法在场甚至无法操控的情况下独立完成工作。智能循迹小车，以其特有的仿生视觉模块，暨红外传感检测模块与控制模块和底盘及驱动模块配合能够实现自动循迹功能。又因为其体积小，结构简单，可以适应不同的环境，因此智能循迹小车有着广泛的应用前景，可以作为代步工具，也可在紧急救援，地质勘探等方面作为设备运载平台，实现无人化，保证人员的安全。

但现有智能机器人，对其循迹并没有完全正确的识别，易造成伺服电机不能及时进行差速转向，对所采集的信息及其后处理信息没有实时反馈给操作人员，导致操作人员无法及时的调整小车控制参数，解决小车因参数不正确导致的严重抖动甚至偏离航道。

实用新型内容

针对现有技术中的不足之处，本实用新型提供了一种将红外光电传感器应用于路径识别，同时具有实时轮速显示的智能化自动循迹小车。红外光电传感器采用模块化集成，具有形式灵活，体积小，实现非接触采集和识别轨迹信息等优点。实时轮速采用LCD液晶屏幕显示，具有成本低，显示清晰，厚度薄、重量和体积小的优点。

一种基于光电传感器和光电编码器的智能化循迹小车，其特征在于：包括控制模块、底盘及驱动模块、循迹检测模块、电源模块，所述控制模块与底盘及驱动模块、循迹检测模块相连，循迹检测模块与底盘及驱动模块相连，所述循迹检测模块用于采集小车运行的道路信息，并将该信息输入控制模块，所述控制模块通过底盘及驱动模块控制左右两驱动轮不同的速度变化实现转弯和直行，循迹检测模块同时将实时监测到的驱动轮转速数据传回控制模块，并通过控制模块传输到LCD显示屏上实时显示。

所述循迹检测模块由两个光电传感器集成模块和两个位于驱动轮上用于检测轮速的光电编码器组成，每个光电传感器集成模块内主要有发光二极管、对应接收二极管及将所接收的光信号转换为电信号的开关电路。

所述控制模块由STC12C5A50S2芯片和LCD显示屏构成。

所述底盘及驱动模块由两个伺服电机单独驱动两个驱动轮和一块以单个万向轮作为转向轮的底盘组成

所述光电传感器设置为安装在小车前面的左右两个，用于检测规定航道的两条黑线。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、该循迹检测模块采用开关式光电传感器进行路径的采集和识别，采集和识别及时、准确，避免了信号模糊不准确造成电机转速控制不平稳使小车严重抖动和偏离航道的现象。

2、该控制模块使用STC12C5A50S2芯片和LCD显示屏组成。具有体积小，输出端口多，操作方便等优点。

3、该驱动模块使用的左右两个单独驱动的6V伺服电机不仅能实现驱动又同时实现了转向，而且质量轻。

附图说明

图1为小车基本框架图；

图2为小车硬件框架图；

图3为程序设计流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

如图1所示，小车以控制模块、底盘及驱动模块、循迹检测模块和电源模块组成。电源模块为全车提供工作能源。控制模块与底盘及驱动模块、循迹检测模块相连，循迹检测模块与底盘及驱动模块相连，循迹检测模块用于采集小车运行的道路信息，并将该信息输入控制模块，控制模块通过底盘及驱动模块控制左右两驱动轮不同的速度变化实现转弯和直行，循迹检测模块同时将实时监测到的驱动轮转速数据传回控制模块，并通过控制模块传输到LCD显示屏上实时显示。

控制模块由STC12C5A50S2芯片和LCD显示屏构成，在控制模块中，事先设置好的参数及程序烧录在STC12C5A50S2芯片中，芯片通过对循迹控制模块传回的信号进行处理，输出两个不同或者相同的PWM信号到底盘及驱动模块中的伺服电机，通过控制两电机的转速来控制车辆行进方向，同时STC12C5A50S2芯片将车轮转速数据传输到LCD显示屏进行显示。与此同时，循迹检测模块仍然不间断的检测车辆航道及车轮速度并传回控制模块，使小车成为一个闭环控制系统。

下面通过图2介绍各模块功能：