CN103978786A - 一种基于stm32单片机的可实现人机交互的智能地面喷绘机 - Google Patents

Abstract

一种基于STM32单片机的可实现人机交互的智能地面喷绘机，包括车体底板1、布置在车体底板1下方的万向轮21，车体底板1上从前往后依次布置电源3、电源保护架2、颜料箱架19、移动机构、喷墨开关机构、线性模组10和喷头12，其特征在于：所述移动机构由左右各一组驱动电机15及电机座18、联轴器17、带轴驱动轮8组成，所述喷墨开关机构为阀体支架16上固定电磁阀14，喷头12固定在喷头板11上，所述电源3用电源保护架2固定，电源3、电路板5、模组电机9、驱动电机15之间用导线4连接。本发明自动化程度高，喷绘精度高，喷绘图案和使用环境多样化，节能环保。

Description

一种基于STM32单片机的可实现人机交互的智能地面喷绘机

技术领域

本发明型涉及一种可实现利用远程遥控装置进行驱动和颜料喷涂的喷绘装置。具体为一种可进行自动喷绘的喷绘机。

背景技术

目前常见的喷绘设备使用链式传动机构，并且需要人工驱动，这大大降低了喷绘过程的精确度，影响了喷绘效果。现有的喷绘机使用的环境较为单一，不能满足人们的需要。该发明型采用单片机控制，进行分块移动喷绘，在固定位置喷完之后车体定位于下一喷绘位置，保证喷绘精度。步进电机驱动车身，节省人力。使用无线收发模块进行远距离遥控，不仅便于操作，而且提高了装置的环境适应能力。

发明内容

本发明型解决其技术问题所采用的方案是：提供一种基于STM32单片机的可实现人机交互的智能喷绘机，包括车体底板、布置在车体底板下方的万向轮，车体底板上从前往后依次布置电源、电源保护架、颜料箱架、移动机构、喷墨开关机构、线性模组和喷头，其特征在于：所述移动机构由左右各一组驱动电机及电机座、联轴器、带轴驱动轮组成，带轴驱动轮通过轴承座和螺栓固定到车体底板上，所述颜料箱底部开有24个孔，所述喷墨开关机构为阀体支架上固定电磁阀，电磁阀与孔和喷头用颜料管连接，所述线性模组通过螺栓和螺母固定到铝型材架子上，喷头固定在喷头板上，所述电源用电源保护架固定，电源、电路板、模组电机、驱动电机之间用导线连接。

作为改进，步进电机转动使连接步进电机与车轮的轴转动，带动车轮转动，使小车运动。单片机读取图像信息控制，发出信号控制每个电磁阀的开闭。NRF24L01无线收发模块进行数据的无线传输及远距离遥控。

采用上述结构后，进行分块移动喷绘，在固定位置喷完之后车体定位于下一喷绘位置，保证喷绘精度，具有喷绘过程自动控制性等特点。

技术方案为：步进电机转动使连接步进电机与车轮的轴转动，带动车轮转动，使小车运动；电磁阀与水箱之间通过颜料管连接，电磁阀控制颜料的喷出量与速率；输入图片或者手绘图片，通过上位机转化为地面喷绘机可读取的专用文件，通过通讯模块传入储存模块；单片机读取图像信息控制，发出信号控制每个电磁阀的开闭，单片机控制两个步进电机的转速与转向，在地面喷绘机的两个步进电机上安装光电编码盘，来检测步进电机的转速与转向并把采集到的信息反馈给单片机，最终将图片喷绘在地面上。

作为改进，所述的喷头的摆放方式采用三行八列斜插缝法，提高了喷绘精度，缩短了喷绘点之间的距离，在车体前方安装的万向轮起到了承重的作用而不影响转向中心，提高了控制精度。通过线性移动机构的运动，喷头在与小车前进方向垂直的方向上进行往复喷墨，通过小车的前后移动，喷头从前往后喷墨，从而实现喷头前后左右四个方向上的运动，并且在其中一个方向运动时，另一垂直方向保持不动，保证喷图的完整性。

附图说明

图1为本发明型喷绘机的主视图。

图2为本发明型总体结构的左视图。

图3为本发明型总体结构的俯视图。

如图所示：1、车体底板，2、电源保护架，3、电源，4、导线，5、电路板，6、轴承座，7、螺栓，8、带轴驱动轮，9、模组电机，10、线性模组，11、喷头板，12、喷头，13、颜料管，14、电磁阀，15、驱动电机，16、阀体支架，17、联轴器，18、电机座，19、颜料箱架，20、颜料箱，21、万向轮，22、螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明型作进一步说明。

机械部分：车体底板1为多层木板，车体的移动部分包括两个带轴驱动轮8、两个万向轮21、驱动电机15及电机座18、阀体支架16、联轴器17、螺栓7。两个带轴驱动轮8安装在车体后部，轴心紧对，通过轴承座6与螺栓7固定在车体底板1上，并通过联轴器17和螺栓7与驱动电机15和减速箱相连。前进时，两轮同步向前滚动，带动车体向前行进；转弯时，一轮向前滚动，另一轮同速率向后滚动，此时车体将以两轮中心连线的中点为旋转中心旋转，达到360度转动；在喷绘换行状态时，可令一轮向前滚动，另一轮固定，实现喷绘机换行。

颜料箱20由颜料箱架19固定在车体前方，颜料箱20盛有颜料时将为电磁阀14提供固定压力。24个电磁阀14等距安装在车体后方，通过阀体支架16固定。当单片机控制进行喷绘时，电磁阀14打开，颜料通过颜料管13从电磁阀14上接的喷头12喷出，在地面形成均匀的色团。

作为改进，图片采用分块喷绘的方法，喷完一块以后单片机控制步进电机18定位下一个喷绘位置，进行下一块图片的喷绘，直到完整的图片喷绘结束，所绘图案分辨率高。电控部分

电控部分主要由稳压电路、光耦隔离、MOS管驱动等组成。

电机驱动使用驱动电机15驱动，驱动电机15具有良好的驱动能力与电路保护的功能，并具有较强的防水能力，可有效地保证喷绘机的正常工作。通过改变单片机的脉宽占空比，配合驱动电机15可以精确的控制前进距离。即可准确的控制电机转动速度，使车体匀速，匀角速度的运动。

喷绘机采用L298N作为驱动电机驱动电路，L298N是一种二相四相驱动电机的专用驱动器，内含两个H-Bridge的高电压、大电流双桥式驱动器，接收标准；OUT1、OUT2、OUT3、OUT4之间分别接两个驱动电机；INPUT1、INPUT2、INPUT3、INPUT4接单片机I/0，接收输入控制电位来控制电机旋转。

采用NRF24L01无线收发模块实现数据的无线传输及远距离遥控小车的目的。空旷处传输范围可达100米同时支持六路通道的数据接收，具有双工作模式。

与现有技术相比采用本发明型的技术具有以下的优点：

(1)用户操作平台的作用是可通过触屏选择喷绘模式，进行包括缩放，裁减，拼接在内的图像处理；可实时的显示喷绘工作信息，使用户可以随时掌控喷绘进度；。

(2)遥控系统可远程发送开关机命令，在工作状态能进行远程控制；可直接控制车体移动，使其能在到达工作地点前进行机动运动，方便移动。

(3)地面喷绘机开发配套的PC上位机程序，用户操作平台与遥控系统，可实现图像处理，其中包括缩放，裁减，拼接，手动修改等；2支持改变喷绘模式，包括单图喷绘，多图连续喷绘，大图Z型喷绘，部分喷绘，定时喷绘，不规则喷绘等；3支持与喷绘机进行通讯，实现数据传输和修改命令，方便用户，提高产品软实力。

(4)实现了车体运动与喷绘作业的高精度同步，车身位置与方向的快速高精度定位，喷绘过程完全自动化及其它辅助功能于一体。

Claims (3)

1.一种基于STM32单片机的可实现人机交互的智能地面喷绘机，包括车体底板(1)、布置在车体底板(1)下方的万向轮(21)，车体底板(1)上从前往后依次布置电源(3)、电源保护架(2)、颜料箱架(19)、移动机构、喷墨开关机构、线性模组(10)和喷头(12)，其特征在于：所述移动机构由左右各一组驱动电机(15)及电机座(18)、联轴器(17)、带轴驱动轮(8)组成，带轴驱动轮(8)通过轴承座(6)和螺栓(7)固定到车体底板(1)上，所述颜料箱(20)底部开有24个孔，所述喷墨开关机构为阀体支架(16)上固定电磁阀(14)，电磁阀(14)与孔和喷头(12)用颜料管(13)连接，所述线性模组(10)通过螺栓(7)和螺母(22)固定到铝型材架子上，喷头(12)固定在喷头板(11)上，所述电源(3)用电源保护架(2)固定，电源(3)、电路板(5)、模组电机(9)、驱动电机(15)之间用导线(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于STM32单片机的可实现人机交互的智能地面喷绘机，其特征在于：喷头(12)的摆放方式采用三行八列斜插缝法。

3.根据权利要求1所述的一种基于STM32单片机的可实现人机交互的智能地面喷绘机，其特征在于：图片采用分块喷绘的方法，喷完一块以后单片机控制驱动电机(15)定位于下一个喷绘位置，进行下一块图片的喷绘，直到完整的图片的喷绘结束。