CN103984039A - 仿生机器人用红外感应模块 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机器人控制电路技术领域，具体为一种仿生机器人用红外感应模块，包括红外线探测传感器IC1，所述红外线探测传感器IC1的电源端正极并接电阻R1的一端后与电源正极VCC相连，所述电阻R1的另一端并接电阻R2的一端和电容C1的一端后与NPN型三极管Q1的集电极相连，所述红外线探测传感器IC1的信号输出端并接电阻R3的一端后与电容C2的一端相连，所述电阻R2的另一端并接电容C2的另一端后与NPN型三极管Q1的基极相连，所述红外线探测传感器IC1的电源端负极并接电阻R3的另一端和NPN型三极管Q1的发射极后接地。本发明中的红外感应模块均采用低电压低功耗直流电路，电路结构简洁，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于机器人控制电路技术领域，具体为一种仿生机器人用红外感应模块。
背景技术
机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
现有的大多数机器人本质上还属于一种能够行走和发音的机器，大多数不具有“人”所具有的物理感知能力，不具有动物或者人体的感知功能，不能够独立判断人或者动物的靠近和判断该物体的大小、位置等，交互性较差。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是：提供一种能够感知人体或者动物信号的仿生机器人用红外感应模块。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种仿生机器人用红外感应模块，包括红外线探测传感器IC1，所述红外线探测传感器IC1的电源端正极并接电阻R1的一端后与电源正极VCC相连，所述电阻R1的另一端并接电阻R2的一端和电容C1的一端后与NPN型三极管Q1的集电极相连，所述红外线探测传感器IC1的信号输出端并接电阻R3的一端后与电容C2的一端相连，所述电阻R2的另一端并接电容C2的另一端后与NPN型三极管Q1的基极相连，所述红外线探测传感器IC1的电源端负极并接电阻R3的另一端和NPN型三极管Q1的发射极后接地。
所述电容C1的另一端串接电阻R4后与运算放大器IC2的正输入端相连，所述运算放大器IC2的负输入端并接电阻R5的一端和电容C3的一端后与电阻R6的一端相连，所述电阻R5的另一端串接电容C4后接地，所述电容C3的另一端并接电阻R6的另一端后与运算放大器IC2的输出端相连。
使用时，所述运算放大器IC2的输出端与主控制器模块的信号输入端口相连。
所述红外线探测传感器IC1可以采用型号为Q74的红外线传感器；所述运算放大器IC2采用型号为LM358的运算放大器芯片，所述红外线探测传感器IC1探测到前方人体或者动物体辐射出的红外线信号时，由红外线探测传感器IC1信号输出端输出微弱的电信号，经NPN型三极管Q1等组成第一级放大电路放大，再通过电容C1输入到运算放大器IC2中进行高增益、低噪声放大，此时由运算放大器IC2输出的信号已经足够强，最后将该放大的信号发送至主控制器模块，主控制器模块经过模数转换模块，将上述信号转化为相应的电信号，满足了仿生机器人对红外信号的探测需要。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明中仿生机器人能够通过红外感应模块探测周围的人或动物，使得仿生机器人具有了“人”的感知能力，完善了仿生机器人的“感觉”功能。
本发明中的红外感应模块均采用低电压低功耗直流电路，整个电路结构简洁，元件功耗低，能量消耗低，能够满足各种类型的仿生机器人使用，实用性强。
附图说明
图1是仿生机器人的电路结构示意图。
图2是本发明所述的红外感应模块的电路结构示意图。
图3是超声波发射模块的电路结构示意图。
图4是超声波接收模块的电路结构示意图。
图中：1-主控制器模块、2-红外感应模块、3-超声波发射模块、4-超声波接收模块、5-时钟模块、6-存储模块、7-复位控制模块、8-电源模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明：
如图2所示，仿生机器人用红外感应模块2包括红外线探测传感器IC1，所述红外线探测传感器IC1的电源端正极并接电阻R1的一端后与电源正极VCC相连，所述电阻R1的另一端并接电阻R2的一端和电容C1的一端后与NPN型三极管Q1的集电极相连，所述红外线探测传感器IC1的信号输出端并接电阻R3的一端后与电容C2的一端相连，所述电阻R2的另一端并接电容C2的另一端后与NPN型三极管Q1的基极相连，所述红外线探测传感器IC1的电源端负极并接电阻R3的另一端和NPN型三极管Q1的发射极后接地。
所述电容C1的另一端串接电阻R4后与运算放大器IC2的正输入端相连，所述运算放大器IC2的负输入端并接电阻R5的一端和电容C3的一端后与电阻R6的一端相连，所述电阻R5的另一端串接电容C4后接地，所述电容C3的另一端并接电阻R6的另一端后与运算放大器IC2的输出端相连，所述运算放大器IC2的输出端与主控制器模块1的信号输入端口相连。
具体应用时，上述红外感应模块应用于一种仿生机器人动物感测电路中，如图1所示，一种仿生机器人动物感测电路，包括：主控制器模块1、红外感应模块2、超声波发射模块3、超声波接收模块4、时钟模块5、存储模块6、复位控制模块7和电源模块8。
所述主控制器模块1分别与红外感应模块2、超声波发射模块3、超声波接收模块4、时钟模块5、存储模块6和复位控制模块7相连，所述电源模块8为整个电路供电。
如图3所示，所述超声波发射模块3的电路结构为：时基集成电路芯片IC3的7脚并接电阻R7的一端和可调电阻R8的一固定端后与可调电阻R8的活动端相连，所述电阻R7的另一端并接时基集成电路芯片IC3的2脚和时基集成电路芯片IC3的6脚后与电容C5的一端相连，所述电容C5的另一端接地；所述时基集成电路芯片IC3的8脚并接可调电阻R8的另一固定端后与电源正极VCC相连，时基集成电路芯片IC3的5脚串接电容C6后接地，时基集成电路芯片IC3的4脚与主控制器模块1的信号输出端口相连，时基集成电路芯片IC3的1脚接地，时基集成电路芯片IC3的3脚串接电阻R9后与六反相器IC4的1脚相连。
所述六反相器IC4的9脚并接六反相器IC4的11脚后与六反相器IC4的1脚相连，六反相器IC4的2脚、六反相器IC4的3脚、六反相器IC4的5脚并接一起，六反相器IC4的8脚并接六反相器IC4的10脚后与电容C7的一端相连，所述电容C7的另一端与超声波换能器S1的一输入端相连，所述六反相器IC4的4脚并接六反相器IC4的6脚后与超声波换能器S1的另一输入端相连。
如图4所示，所述超声波接收模块4的电路结构为：声波换能器S2的一输出端并接电阻R10的一端后与电容C8的一端相连，超声波换能器S2的另一输出端并接电阻R10的另一端后接地，所述电容C8的另一端串接电阻R11后与双运算放大器IC5的2脚相连。
所述双运算放大器IC5的2脚串接电阻R12后与双运算放大器IC5的1脚相连，双运算放大器IC5的1脚依次串接电容C9和电阻R13后与双运算放大器IC5的6脚相连，双运算放大器IC5的6脚串接电阻R14后与双运算放大器IC5的7脚相连，双运算放大器IC5的3脚并接电容C10的一端、电阻R15的一端和电阻R16的一端后与双运算放大器IC5的5脚相连，所述电容C10的另一端和电阻R15的另一端均接地，所述电阻R16的另一端与电源正极VCC相连。
所述双运算放大器IC5的7脚与电压比较器IC6的正输入端相连；电压比较器IC6的负输入端串接电阻R17后接地，电压比较器IC6的负输入端串接电阻R18后与电源正极VCC相连，电压比较器IC6的输出端与主控制器模块1的信号输入端口相连。
上述时基集成电路芯片IC3构成无稳多谐振荡器，其振荡频率由可调电阻R8、电阻R7和电容C5决定，通过调节可调电阻R8可以改变振荡频率，输出的振荡信号经过六反相器IC4的放大推动超声波换能器S1发声，时基集成电路芯片IC3的4脚由主控制器模块1控制，当需要发射超声信号时该脚为高电平，上述超声波换能器S2接受到的微弱信号，经过交流耦合到双运算放大器IC5放大，经过放大的信号再由电压比较器IC6整形，输出信号由主控制器模块1接收，通过与主控制器模块1连接的超声波发射模块3、超声波接收模块4中信号的变化，主控制器模块1能够判断物体的大小、形状，以及运动轨迹和速度等。
仿生机器人能够通过红外感应模块2探测周围的人或者动物，同时依靠超声波发射模块3和超声波接收模块4判断人或者动物的具体位置和形状大小，能够获得包括：身高（大小）、位置、运动速度等信息，使得仿生机器人具有了“人”的感知能力，完善了仿生机器人的“感觉”功能；所述红外感应模块2、超声波发射模块3和超声波接收模块4均有多个，所述超声波发射模块3和超声波接收模块4成对设置，能够全方位、多角度的探测周围物体的位置、大小和移动速度等信息。
具体实施时，所述红外线探测传感器IC1采用型号为Q74的红外线传感器；所述运算放大器IC2采用型号为LM358的运算放大器芯片。
所述时基集成电路芯片IC3采用型号为NE555的芯片，所述六反相器IC4采用型号为CD4049的芯片。
所述双运算放大器IC5采用型号为TL082的双运算放大器，所述电压比较器IC6采用型号为LM311的电压比较器芯片。
上述主控制器模块1、时钟模块5、存储模块6、复位控制模块7和电源模块8均可以直接购买得到。
上述电源正极VCC可采用+36V以下的直流电源，本具体实施方式中采用+12V电源，上述元器件均为低电压低功耗直流元器件，能量消耗低，能够很好适应机器人现有电源的短板问题，能够满足各种类型的仿生机器人使用，实用性强。
Claims (2)
1.一种仿生机器人用红外感应模块，其特征在于：包括红外线探测传感器IC1，所述红外线探测传感器IC1的电源端正极并接电阻R1的一端后与电源正极VCC相连，所述电阻R1的另一端并接电阻R2的一端和电容C1的一端后与NPN型三极管Q1的集电极相连，所述红外线探测传感器IC1的信号输出端并接电阻R3的一端后与电容C2的一端相连，所述电阻R2的另一端并接电容C2的另一端后与NPN型三极管Q1的基极相连，所述红外线探测传感器IC1的电源端负极并接电阻R3的另一端和NPN型三极管Q1的发射极后接地；所述电容C1的另一端串接电阻R4后与运算放大器IC2的正输入端相连，所述运算放大器IC2的负输入端并接电阻R5的一端和电容C3的一端后与电阻R6的一端相连，所述电阻R5的另一端串接电容C4后接地，所述电容C3的另一端并接电阻R6的另一端后与运算放大器IC2的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的仿生机器人感测电路，其特征在于：
所述红外线探测传感器IC1采用型号为Q74的红外线传感器；所述运算放大器IC2采用型号为LM358的运算放大器芯片。
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