[实用新型]机器人小车循迹模块装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人小车循迹模块装置，具体涉及的是机器人小车循迹模块电路的元件选取与布局、系统抗干扰设计等，属于电路设计技术领域。

背景技术

目前，机器人小车设计十分热门，全国乃至世界各地常开展机器人小车比赛，特别是循迹机器人小车，要求机器人小车在白色的地面沿黑线循迹行走。要想稳定循迹，这对机器人小车循迹模块有一定的设计要求。传统的循迹模块设计结构简单，传感器间距设置不合理，电路抗干扰性能差，机器人小车在循迹过程中姿态不稳定左右晃动、易产生误动作导致小车冲出黑线等等。因此需要设计一套循迹速度更快、抗干扰性能更强、循迹姿态更稳定的机器人小车循迹模块装置。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种循迹速度更快、抗干扰性能更强、循迹姿态更稳定的机器人小车循迹模块装置。

为了达到上述实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：

机器人小车循迹模块装置，其特征在于，包括设置在电路板上的传感器和信号处理电路，所述的传感器与信号处理电路连通，且所述的传感器平行设置有四对，依次分别为传感器A、传感器B、传感器C和传感器D，传感器A、传感器B的间距与传感器C和传感器D的间距均为X1，而传感器B、传感器C的间距则为X2，循迹黑线的宽度为X3，且所述的X2＞X3。

进一步，所述的X2为X3的1.5倍到2倍之间。而所述的X1≤X3。

此外，所述的四对传感器的发射管均设置在电路板的前端，而接收管均设置在电路板的后端，可避免环境光线对接收管的干扰。

进一步，所述的四对传感器均由红外发射管和红外接收管组分，即每对传感器包括一只红外发射管和一只红外接收管。为提高电路的稳定性，降低电路的复杂程度，红外接收管采用内部带解调的一体化红外接收管，其内部包括红外线接收管、带通放大器、检波和脉冲整形等信号解调处理电路。

更进一步，所述的信号处理电路包括调制信号发生电路、信号强度调节电路、波形变换电路及滤波器电路几个部分。其中，调制信号发生电路为矩形波发生器，用来产生频率为38kHz的矩形波信号，用来对红外发射管发出的红外光信号进行调制。

信号强度调节电路包括可调电阻和运算放大器，可调电阻以分压的形式将矩形波信号加载到由运算放大器构成的电压跟随器的输入端上，用来调节红外发射管发出信号的强度，可使传感器能适应不同的工作场合，具体为：所述的可调电阻的一端子与调制信号发生电路的输出端连接，所述的可调电阻的另一端子接地，所述的可调电阻中间的滑动端子与运算放大器的同相输入端连接，所述的运算放大器的输出端与运算放大器的反相输入端连接，运算放大器的输出端作为信号强度调节电路的信号输出端。

此外，由于相同材质的循迹面上不同区域红外光的反射率可能不同，导致传感器易检测到干扰信号，波形变换电路用来对一体化红外接收管输出的信号进行整形滤波，滤去因循迹面反射率不同带来的干扰信号，所述的波形变换电路包括施密特触发器或滞回比较器，且施密特触发器或滞回比较器的两个阈值电压均设置为可调节的电压，这可使循迹模块能在不同反射率的循迹面上进行稳定循迹。

由于信号处理电路所处的环境可能存在高频干扰信号，为提高电路的可靠性，在波形变换电路后接一滤波器电路滤去高频干扰信号。本实用新型所述的滤波器电路为低通滤波器，滤波器电路包括一电阻和一电容器，所述的电阻的一端子与施密特触发器输出端连接，所述的电容器的一端子接地，所述的电阻的另一端子与电容器的另一端子连接在一起同时作为机器人小车循迹模块装置的信号输出端。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所述的传感器之间的间距依照循迹黑线的宽度来合理设定，因此将使机器人小车循迹姿态更加稳定，循迹速度更快。红外传感器信号经调制、解调处理，能使传感器有效避开环境光的干扰。采用波形变换电路滤去因循迹面反射率不同带来的干扰信号。在波形变换电路的输出端接有低通滤波器电路，滤去了系统高频干扰信号。因此，机器人小车循迹模块装置循迹姿态更加稳定，循迹效果更好，系统抗干扰性能得到很大提高，并且循迹模块能在不同反射率的循迹面上进行稳定循迹。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的元件布局结构示意图；

图2为本实用新型所述的信号处理电路一实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型所述的调制信号发生电路一实施例的电路原理图；

图4为本实用新型所述的信号强度调节电路一实施例的电路原理图；