CN103267598B - 具有重物感知和引导功能的地板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有重物感知和引导功能的地板，包括压力检测机构和引导机构，压力检测机构检测被引导物位置，由上位机合理规划出被引导物的行动路径，并控制LED灯带的亮灭，LED灯带作为引导装置引导被引导物前进或停止等动作。本发明能精确检测到被引导物位置，合理的规划被引导物的行动路径，降低了被引导物的工作量，并且提高了其工作准确性。

Description

具有重物感知和引导功能的地板

技术领域

本发明涉及一种智能家居，具体涉及一种能够准确引导被引导物动作的地板。

背景技术

随着人们生活水平的不断提升，在日常生活中智能化的要求越来越高，也越来越广泛。智能地板就是人们急需的一种智能产品。无论是广场、舞台，还是普通住宅等都是智能地板的应用范围。智能地板是为了配合智能机器人或其他智能系统所设计的。它对被引导物具有导航功能，这样相对于普通的地板，通过智能的导航可以大大降低了被引导物的工作量并且提高其准确性。

发明内容

本发明目的是：提供一种能够引感应被引导物位置并且具有引导功能的地板。

本发明的技术方案是：一种具有重物感知和引导功能的地板，包括地板，所述地板设置多个栅格，所述栅格内装设有压力检测机构和引导机构，压力检测机构，用来检测被引导物对于地板的压力，并且传输数据给上位机；所述引导机构包括：引导装置、第一MCU和上位机，引导装置引导被引导物的动作，第一MCU控制引导装置，上位机将第一MCU传输的数据进行处理；被引导物装有信号接收装置，信号接收装置接收引导装置发出的信号。

更进一步的，所述引导装置为LED灯带、超声波发射器、红外线发射器和/或电磁波发射器。

更进一步的，第一MCU与引导装置之间连接级联的译码器，用来增加输出通道。

更进一步的，所述引导装置可以设置在地板背面，地板上开设相应的通道；或者可以设置在地板上，并且受到透明层的保护以避免被引导物引起的损坏。

本发明中的压力检测机构包括：至少一个设置在栅格背面的应变片和压力检测装置；所述压力检测装置包括测量电路、串行模数转换器和第二MCU；测量电路测量应变片的电阻值并将其转换为电压信号；串行模数转换器将电压信号进行串行处理，转换成数字信号，并且串行输出；第二MCU接收数字信号并且输出至上位机。所述测量电路和模数转换器之间可以连接模拟开关，所述模拟开关将电压信号进行选通，模拟开关通道选择受到第二MCU控制。其中优选的，应变片均相同。

优选的，所述测量电路为由应变片和固定电阻组成的电桥，所述电桥连接有恒定电源，另外两个节点中一个接地，另外一个电连接电压表。

更进一步的，所述引上位机与第一MCU和第二MCU无线传输数据。

本发明通过被引导物对地板的压力而造成应变片的电阻变化，从而导致测量电路的电压发生变化，准确的检测到被引导物的位置；确定被引导物位置之后由上位机规划出合理的行动路径，通过引导机构引导被引导物动作，大大降低了被引导物的工作量，并且提高了其工作准确性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例的方框图；

图2为本发明实施例中第一种电桥的示意图；

图3为本发明实施例中第二种电桥的示意图；

图4为本发明实施例中第三种电桥的示意图；

图5为本发明实施例中地板的示意图。

其中：1.电桥  2.工作片  3.补偿片  4.固定电阻  5.恒定电源6.测量电路  7.地板  8.LED灯带  9.透明通道

具体实施方式

实施例：

地板被划分为多个栅格，每个栅格上设置有压力检测装置和引导机构，由图1所示，被引导物在地板上，地板受到压力，测量电路测量安装在地板背面的电桥电压，测量电路连接至模拟开关，多个模拟开关级联，STC89C52型第二MCU控制模拟开关的选通，选通后的电压信号串行输入TLC549模数转换器，进行模数转化，然后输出至第二MCU，第二MCU将数据无线传输至上位机进行处理并且发送到上位机，上位机进行数据处理，确定被引导物位置，并规划出被引导物所走的路径，通过NRF24L01无线模块无线传输至89C52RC型第一MCU，第一MCU控制LED灯带的亮灭，第一MCU和LED灯带之间连接74LS138译码器，来增加输出通道数量，被引导物通过身上的光探测器探测到光源，根据具体的光信号做出不同的应答，前进或停止等动作从而实现光导航。

引导装置可以为LED灯带、超声波发射器、红外线发射器、电磁波发射器等单一装置或者它们之间的组合，被引导物身上的信号接收装置为相应的信号接收装置。引导装置可以根据需要引导被引导物做出不同的动作由上位机和第一MCU控制其发射不同的信号，被引导物根据信号的不同做出不同的动作。

作为单个栅格的装有LED灯带的地板如图5所示，地板7开设有呈十字型的透明通道9，在地板7的背面，透明通道9上粘贴有LED灯带8，LED灯带8作为引导装置。

其中电桥可以有多种方式，第一种电桥如图2所示，相邻臂上有相同的106BX120-3AA型应变片，其中一个应变片粘贴在地板上作为工作片2，因为应变片受到温度因素影响较大，将相邻臂上的应变片粘贴在与地板材料相同的地板作为补偿片3，使它们处于同一温度场中，其余两臂上连接有相同阻值的固定电阻4，在同一温度下固定电阻4与不受应力的应变片阻值相同；电桥1连接恒定电源5，恒定电源5的电压为U₁，另外两个节点一个接地，另一节点连接测量电路6，。当处于平衡的电桥1中各臂的电阻值分别有ΔR₁,ΔR₂,ΔR₃,ΔR₄的变化时，可近似地求得电桥1的输出电压为本方案中，电桥1的两个相邻臂上为工作片2和补偿片3，其余两臂上位固定电阻4，当工作片2的应变为ε时，测量电路测量到的电压为

第二种电桥如图3所示，电桥1仍为双臂电桥，只是将两个工作片2接入电桥1的两个相邻臂，另外两臂为固定电阻4，两个工作片2同时互为温度补偿片。如果工作片2的应变分别为ε₁和ε₂，则电桥1的输出电压为若ε₁=-ε₂=ε，则电桥1的输出电压为

第三种电桥如图4所示，电桥1为全臂电桥，电桥1的四个臂全部接入工作片2，如果工作片2的应变分别为ε₁,ε₂,ε₃,ε₄，则电桥1的输出电压为若ε₁=-ε₂=ε₃=-ε₄=ε，则电桥1的输出电压为U_O=KU_Iε。

本发明中电桥1的压力感应准确率高，能够准确定位被引导物的位置，然后用引导机构正确规划被引导物的适当行动路径，引导准确，降低了被引导物的工作量，并且提高了其工作准确性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有重物感知和引导功能的地板，包括地板，

其特征在于：所述地板设置多个栅格，所述栅格内装设有压力检测机构和引导机构，

压力检测机构，用来检测被引导物对于地板的压力，并且传输数据给上位机；

压力检测机构包括：至少一个设置在栅格背面的应变片和压力检测装置；

所述压力检测装置包括：

测量电路，测量应变片的电阻值并将其转换为电压信号；

串行模数转换器，将电压信号进行串行处理，转换成数字信号，并且串行输出；

第二MCU，接收数字信号并且输出至上位机；

所述测量电路和模数转换器之间连接有模拟开关，所述模拟开关将电压信号进行选通，模拟开关通道选择受到第二MCU 控制；

所述引导机构包括：

引导装置，引导被引导物的动作，

第一MCU，控制引导装置，

和上位机，将第一MCU 传输的数据进行处理；

被引导物装有信号接收装置，信号接收装置接收引导装置发出的信号。

2.根据权利要求1 所述的具有重物感知和引导功能的地板，其特征在于：所述引导装置为LED 灯带、超声波发射器、红外线发射器和/ 或电磁波发射器。

3.根据权利要求1所述的具有重物感知和引导功能的地板，其特征在于：所述应变片均相同。

4.根据权利要求1所述的具有重物感知和引导功能的地板，其特征在于：所述测量电路为由应变片和固定电阻组成的电桥，所述电桥连接有恒定电源，另外两个节点中一个接地，另外一个电连接电压表。

5.根据权利要求1 所述的具有重物感知和引导功能的地板，其特征在于：第一MCU 与引导装置之间连接级联的译码器，用来增加输出通道。

6.根据权利要求1 或2 所述的具有重物感知和引导功能的地板，其特征在于：所述引导装置设置在地板背面，地板上开设相应的通道。

7.根据权利要求1 或2 所述的具有重物感知和引导功能的地板，其特征在于：所述引导装置设置在地板上，并且受到透明层的保护以避免被引导物引起的损坏。

8.根据权利要求1所述的具有重物感知和引导功能的地板，其特征在于：所述引上位机与第一MCU 和第二MCU 之间无线连接。