CN103576682B - 智能跟踪托运车 - Google Patents
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Abstract
本发明专利主要实现一种智能跟踪并可以承受一定重量的托运车。所述的托运车关键涉及两个系统：基于单片机控制的托运车复合式电源管理系统和基于单片机控制的托运车短距离无线双向导航系统。所述的智能跟踪托运车复合式电源管理系统采用蓄电池供电，通过太阳能电池板或市电对蓄电池进行充电。所述的智能跟踪托运车短距离无线双向导航系统采用无线电感应系统实现人车定位，超声波感应系统确定人车之间的距离，二者互相配合实现托运车与控制员的同步行驶；倾角检测系统实时监测托运车行驶过程中的路面状况，与直流减速电机驱动系统相配合实现爬坡自动加速和下坡自动刹车功能。该智能跟踪托运车利用太阳能和市电的混合电源供能，采用无线电、超声波技术实现托运车的智能控制，该托运车具有节能、环保、智能等优点，是短途小重量搬运的理想工具。
Description
技术领域
本发明涉及一种运输工具，特别是一种托运车。
背景技术
目前国内机场、酒店、高尔夫球场等地的托运车多为电动车改装，具有耗电量大、生产成本高等缺点，并且需要人为控制，存在管理不便等问题。近年来随着新型能源的开发利用，太阳能供电技术趋于成熟。本发明使用太阳能与蓄电池复合电源进行供电，并且利用无线电与超声波感应系统自动进行定位，具有节能减排和智能化控制的优点，填补了我国目前智能托运车领域的一个空白。
发明内容
本发明的目的是克服现有托运车技术中的不足，提供一种智能跟踪控制员的托运车，尤其是可充分利用太阳能供电的智能托运车。
本发明采用如下技术方案予以实现。
本发明的智能跟踪托运车关键涉及两个系统：基于单片机控制的托运车复合式电源管理系统和基于单片机控制的托运车短距离无线双向导航系统。托运车复合式电源管理系统采用蓄电池供电，通过太阳能电池板或市电对蓄电池进行充电。托运车短距离无线双向导航系统采用无线电感应系统实现人车定位，超声波感应系统确定人车之间的距离，二者互相配合实现托运车与控制员的同步行驶；倾角检测系统实时监测托运车行驶过程中的路面状况，与直流减速电机驱动系统相配合实现爬坡自动加速和下坡自动刹车功能。
所述的短距离无线双向导航系统包括无线定位系统、超声波测距系统和倾角检测系统三个组成部分。所述的无线定位系统包括一个收发分离型无线电发射接收装置和一个磁场感应芯片，用以判断托运车与控制员的相对位置，实现定位的功能。具体为在智能跟踪托运车的车体前端中间位置处设置一个无线电接收装置，控制员携带一个可移动的发射器。发射器内的磁场感应芯片可实时探测出控制员相对地球磁场的角度。
所述的超声波测距系统包括两个收发分离型超声波发射接收装置，在托运车车体前端设置两个超声波接收装置，控制员携带一个可移动的发射器，利用时间差测距法确定控制员与托运车的相对距离。这两个超声波接收装置分别位于车体前端两侧，两两之间的夹角在60度范围之内，这样可有效增大系统的感应范围。
所述的倾角检测模块包括一个倾角检测装置，检测托运车相对于重力线的倾角，以确定行驶地面的情况。具体为在托运车底部两端设置两个压力传感器，二者通过一个装有液体的管道连接。在正常情况下，两个压力传感器均处于不受力的状态，直流减速电机驱动系统为本发明的行驶提供动力。在特殊情况下，根据判断压力传感器不同的受力情况检测托运车行驶地面的倾斜情况，如果检测出地面处于下坡路，直流减速电机断电做减速运动，如果检测出地面处于上坡路，由PWM波调节驱动系统做加速运动。
本发明与现有技术相比，它的优点是：
1.使用太阳能与蓄电池复合电源进行供电，最大限度的利用太阳能，节能环保；
2.采用智能化控制系统，减少人力资源的浪费；
3.采用无线电定位跟踪，无线电的频域很宽，可避免不同信号相互之间的影响；
4.采用磁场感应芯片，可准确对控制员与托运车的位置进行定位，并可实现对障碍物的有效躲避，保证工作的安全高效；
5.利用倾角检测模块与直流减速电机驱动系统可自动调节上下坡时的电机动力，降低能源消耗。
附图说明
附图1：本发明的系统简易结构图；
附图2：本发明的整体硬件结构框图；
附图3：本发明的电源管理模块示意图；
附图4：本发明的大电容充电电路图；
附图5：本发明的人车通信示意图；
附图6：本发明的无线信号发射电路图；
附图7：本发明的无线信号接收电路图；
附图8：本发明的超声波测距发射电路图；
附图9：本发明的超声波测距接收电路图；
附图10：本发明的直流减速电机驱动电路图。
具体实施方式
结合附图与实施例对本发明作进一步的描述。
1、复合式电源管理系统的实施
附图3所示中，一种复合式电源管理系统，包括太阳能电池板、220V、50Hz的市电、蓄电池、整流稳压滤波电路和大电容充电电路。其中大电容的电容量为3300μF以上，蓄电池为锂电池组。
在光照辐射通量足够的情况下，为防止边充电边放电减少电池寿命的现象发生，采用大电容充电方式。即当托运车运行时，锂电池组有电流输出，此时太阳能板为大电容充电；当托运车停止运行时，锂电池组没有电流输出，此时使用大电容为锂电池组充电。在光照辐射通量不足的情况下，系统采用220V、50Hz的市电经过整流滤波稳压电路实现对锂电池的充电管理。
本实施例中采用6节锂电池串联升压为直流减速电机供电。为防止锂电池组中某个电池进入深度放电状态，导致电池组出现故障，可在充电过程中使用一个电池组监视器监视每个电池的电压，以确定每个电池的充电状态。
2、短距离无线双向导航系统的实施
本发明的短距离无线双向导航系统，包括无线定位系统、超声波测距系统和倾角检测系统。
所述无线定位系统通过无线波的发射与接收实现托运车与控制员之间的定位。托运车前端中间位置设置一个无线电接收装置，控制员携带有一个发射器。所述的发射器可同时发射无线电信号与超声波信号，并具有一个磁场感应芯片。该磁场感应芯片可实时探测出控制员相对地球磁场的角度，并将此信号以无线电信号的形式发送至托运车，托运车快速接收到该信号并调整行驶方向使其与控制员保持一致，实现定位功能。
附图6为无线定位模块中的无线信号发射电路。该电路采用基极接地的电容三点式振荡器作为无线电信号发射器；该电路工作稳定，可以得到较高的振荡频率。L2与L3为高频扼流线圈，可用Φ0.1漆包线在阻值为1MΩ以上的电阻上绕50匝，然后将两线头焊在电阻两引脚上。附图7为无线定位模块中的无线信号接收电路，用于接收无线信号，校对托运车前进方向。
超声波测距系统可利用超声波感应装置实现托运车与控制员之间的距离测量。附图5为人车通信示意图。托运车采用收发分离的超声波发射接收装置，即控制员携带有一个可同时发射无线波信号与超声波信号的发射器，同时在托运车前端的左右两边各设置一个超声波接收器用以接收发射器发射的超声波信号。当控制员所持有的发射器发送信号时，无线定位系统完成对托运车与控制员的定位，再通过超声波信号完成二者距离的测量。设置人车距离为1.5-2.0米为正常距离范围，当测得的距离超出此正常距离范围，则触动故障报警系统，蜂鸣器发声报警。
本实施例中，超声波测距系统采用时间差测距法。具体为超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物立即返回，超声波接收器收到反射波后立即停止计时。由于超声波在空气中的传播速度为340(m/s)，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s＝340t/2。由于无线电信号的速度是光速，超声波的速度是声速，则t＜＜t1，t＜＜t2。其中t为无线电信号时间，t1、t2为分别为超声波接收1、2接收到信号的时间，所以无线电信号的发收时间差可忽略不计。托运车在接收到无线电信号时启动单片机计时器并开始计时，当托运车接收到超声波信号时计时结束。将测得的时间t1、t2送至单片机控制系统进行计算分析，根据公式s1＝t1*340，s2＝t2*340计算托运车与控制员之间的距离。当s1和s2的大小相等时，托运车与控制员同步行驶。
附图8为超声波发射电路原理图。发射电路由反向器74LS04和超声波换能器LS1构成，单片机P1.0端口输出的40kHz方波信号经一级反向器U1D后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器U1A、U1C后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端可以提高超声波的发射速度。输出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力。两个上拉电阻一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力；另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，以缩短其自由振荡的时间。
附图9为超声波接收电路原理图。本实施例中采用集成电路CX20106A作为红外线检波接收芯片。考虑到红外遥控常用的载波频率38kHz与测距的超声波频率40kHz较为接近，且具有较高的灵敏度和较强的抗干扰能力，故可利用集成电路CX20106A作为超声波检测接收电路。通过调节电容C4的大小可改变接收电路的抗干扰能力。
本发明的智能跟踪托运车带有倾角检测系统，以实时检测托运车行驶路面情况。托运车底部两端设置有两个压力传感器，二者通过一个装有液体的管道连接。当托运车处于上坡状态时，位于车前端的压力传感器感受到压力，并将信号传递给单片机控制系统，控制系统分析后给出判断命令，控制直流减速电机通电，通过PWM波调节做加速运动。当托运车处于下坡状态时，位于车后端的压力传感器感受到压力，并将信号传递给单片机控制系统，控制系统分析后给出判断命令，控制直流减速电机断电，使托运车做减速运动。
附图10为直流减速电机驱动电路图。本实施例中直流减速电机由L298驱动，IN1、IN2引脚接高电平，IN3、IN4引脚接低电平，并分别与单片机接口相连，控制电机A、B的工作状态；A、B使能端用于PWM调速控制，通过调节占空比实现电机A、B工作速度的调整。
Claims (3)
1.一种智能跟踪车，包括基于单片机控制的托运车复合式电源管理系统和基于单片机控制的托运车短距离无线双向导航系统，所述的短距离无线双向导航系统，包含无线定位系统、超声波测距系统、倾角检测系统，其特征在于：所述倾角检测系统在行驶过程中可实时监测路面情况，并将监测信号发送至单片机控制系统，所述倾角检测系统为在托运车底部两端设置有两个压力传感器，两个压力传感器通过一个装有液体的管道连接，压力传感器把信号发送至单片机控制系统，单片机控制系统分析后发送命令至直流减速电机驱动系统，以实现爬坡自动加速和下坡自动刹车功能；所述无线定位系统包括无线电接收装置和一个带有磁场感应芯片的发射器，无线电接收装置设置在托运车的前端中间位置，带有磁场感应芯片的发射器由控制员携带。
2.根据权利要求1所述的一种智能跟踪车，其特征在于：所述的复合式电源管理系统，在光照辐射通量足够的条件下利用太阳能电池板为蓄电池充电，在光照辐射通量不足的情况下采用220V市电为蓄电池充电。
3.根据权利要求1所述的一种智能跟踪车，其特征在于：所述的超声波测距系统，利用超声波发射接收装置实时测量人与车之间的距离，当人车距离超出安全范围可触动故障报警系统。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201218917Y (zh) * | 2008-04-14 | 2009-04-08 | 游钊 | 一种简易宾馆智能电动行李车系统 |
| CN101639699A (zh) * | 2008-08-01 | 2010-02-03 | 邓伟雄 | 一种智能自动搜索跟踪高尔夫球车 |
| CN202133907U (zh) * | 2011-03-16 | 2012-02-01 | 天津芯慧鸿业科技发展有限公司 | 履带式电子智能小车 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于单片机的太阳能光电导航搬运车;李穹等;《可编程控制器与工厂自动化》;20110831;107-109,116 * |
| 基于太阳能的光电导航搬运车的设计;施养智;《漳州师范学院学报》;20110930(第3期);37-41 * |
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