CN105501277B - 一种电磁导航的自归位超市手推车及其归位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁导航的自归位超市手推车及其归位方法,手推车包括车体;所述车体上安装有电磁导航装置;所述电池导航装置包括控制器;所述控制器与测距传感器、电磁信号调理模块、电机驱动模块、电源模块连接;所述电磁信号调理模块与用于提取超市停车区地板上的电磁导引线位置信息的电磁感应器连接;所述电机驱动模块驱动两个电机工作;所述两个电机的输出轴分别用于安装手推车的左后轮和右后轮;所述两个电机的输出轴上均安装有光电编码器。本发明电磁导航相比摄像头、光电CCD等导航方式具有较低的成本和较高的稳定性;相比目前超市公用的手推车具有明显的灵活性,降低了超市员工的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及磁导航自动控制领域,特别是一种电磁导航的自归位超市手推车及其归位方法。
背景技术
目前,公知的手推车不具有灵活性,智能性;智能化的电磁导航车多应用于工业,而基于摄像头图像处理和光电感应的无人车因其高成本和低稳定性无法广泛应用于生活。现如今,在超市购物后手推车的归位问题也给商家带来了极大的麻烦,消费者购物后将手推车随意摆放导致出口拥挤,而入口处的手推车供不应求等问题甚至引发该由谁归位的道德问题,也增加了商场工作人员的劳动强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,针对上述现有技术的不足,提供一种电磁导航的自归位超市手推车及其归位方法。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种电磁导航的自归位超市手推车,包括车体;所述车体上安装有电磁导航装置;所述电池导航装置包括控制器;所述控制器与测距传感器、电磁信号调理模块、电机驱动模块、电源模块连接;所述电磁信号调理模块与用于提取超市停车区地板上的电磁导引线位置信息的两个电磁感应器连接;所述两个电磁感应器分别安装于所述车体中心线两侧;所述电机驱动模块驱动两个电机工作;所述两个电机的输出轴分别用于安装手推车的左后轮和右后轮;所述两个电机的输出轴上均安装有光电编码器。
所述测距传感器采用超声波传感器,所述超声波传感器安装于所述车体的正前端底部;所述超声波传感器测量所述车体前端与设置在超市停车区内的限位挡板之间的距离,所述超声波传感器测距并设置距离阈值,由控制器判断限位挡板距离车体大小与阈值的大小关系,控制手推车的启动和停车,从而实现在停车区的进位和停靠。
所述限位挡板底侧通过铰链与停车区地板铰接,且所述限位挡板能以其底侧为中心轴转动;所述限位挡板远离所述超声波传感器的一面与复位弹簧一端连接,所述复位弹簧另一端与地板固定连接。
电磁感应器采用采用1μH~10H的电感。
所述电感的电感值为10mH。
所述电源模块与无线充电模块的接收端连接,所述无线充电模块的发射端安装于所述超市停车区内。
所述车体上安装有干簧管,所述干簧管与安装在超市自动扶梯入口处的永磁铁通信。
本发明还提供了一种上述超市手推车自归位方法,该方法如下:当手推车处于电磁导引线上方时,电磁感应器检测到电磁导引线的交变磁场信号,电磁导航装置设定为自动归位模式,测距传感器不断检测前方是否有障碍物,若无障碍物在前方,则控制器控制电机驱动模块驱动两个电机运行,并通过采集光电编码器的信号控制电机的转速在一定范围内,控制器根据安装在车体中心线两侧的两个电磁感应器检测到的两个感应电动势值之间的差值,提取出电磁导引线的位置信息,从而计算出控制两个电机所需的转速差,实现手推车的左转和右转;当测距传感器检测到前方有障碍物,控制器进入中断响应,控制器给两个电机发出控制信号,使得决策速度值归于0;手推车停下,当前方障碍信号消失,说明此时手推车队列正在前行,或者超市停车区内第一辆手推车已被顾客取走,手推车上的电磁感应器继续循环检测电磁导引线信息,重复前述过程;当电磁感应器感应电动势小于某一个值,关闭电机,不执行任何归位操作。该值要根据中心导引线的电流值大小、电磁感应器安装位置确定。如在实际情况中,手推车刚刚驶出中心导引线时,实测电磁感应器感应电动势为aV,则当主控制器检测到感应电动势的值小于a时,关闭电机,不执行任何归位操作。
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:本发明电磁导航相比摄像头、光电CCD等导航方式具有较低的成本和较高的稳定性;相比目前超市公用的手推车具有明显的灵活性,降低了超市员工的劳动强度。
附图说明
图1为本发明一实施例侧视图;
图2为本发明一实施例车体底面安装示意图;
图3为本发明一实施例干簧管和永磁铁之间的工作结构图
图4为本发明一实施例手推车自动归位路线图;
图5为本发明一实施例停车区示意图;
图6为本发明一实施例系统运行的程序框图;
图7为本发明一实施例系统电路结构图。
具体实施方式
如图1和图2所示,本发明一实施例包括包括车体1、控制器2、测距传感器3、电磁感应4与调理模块5、电机驱动模块5,还包括无线充电模块13、光电编码器14、电源模块6、后置挡板8、万向轮8、左电机9、右电机10及其对应的车轮,能够基于电磁导航原理自动启动停车和循迹归位。
所述的控制器采用的是freescale公司的MC9S12XS128。
所述的测距传感器3采用超声波传感器。
所述的电磁感应器4采用10mH工字电感,电磁信号调理模块5采用单电源轨至轨运算放大器。
所述的电机驱动模块6采用四片集成驱动器BTN7971搭成两个全桥驱动电路。
所述的电源模块7采用7.2V锂电池为系统供电,采用低压降稳压器LM2950为控制器、测距传感器3、电磁感应4与调理模块5、电机驱动模块6供电。
控制器、电磁信号调理模块、电机驱动模块集成于一个电路板上,安装于手推车底部。工字电感沿中线对称安装在手推车底盘上,由工字电感感应出的感应电动势信息提取中心引导线的位置信息。
万向轮安装于手推车底部的前方两侧,电机安装在手推车的左后轮和右后轮上,电机与底部电路板相连,由控制器对左右电机发出控制信号,实现其转向和速度控制。
超声波传感器安装于手推车底部装置的正前方,位于手推车的中线,由超声波传感器测距并设置距离阈值,由主控芯片判断前方障碍物距离与阈值的大小关系,控制手推车的启动和停车,从而实现在停车区的进位和停靠。
停车区的限位挡板底部通过可活动90度角的铰链固定在地板上,限位挡板中央用弹簧连接至挡板前方地板上的固定点,限位挡板作为停车区第一辆手推车识别的停车信号,第一辆手推车也可被顾客直接拖动压倒限位挡板,手推车离开后,限位挡板自动回复原位。
当手推车到达停车区后,按列停靠,且当前方手推车被顾客取走,后面的手推车可自动向前进位,由超声波传感器进行测距,当测距小于某个值,单片机发出车辆暂停信号;当前方手推车被取走,测距将大于该值,车辆将再次启动缓慢前移,当手推车在行进过程中遇到前方有人经过,也能自动停下等待人走后自动继续前行。
针对出入口不在同一层或者多层均设置出入口的大型超市,易出现第一层手推车需求量大,而最高层手推车供给量大的情况,可设置备用导引通道将手推车自动运行至相应入口停车区。若设计手推车通过自动扶梯进入另一楼层,可采用如下方式:电磁导引线引至自动扶梯入口,之后沿扶梯外侧边至扶梯出口,整个导引线应构成回路;在自动扶梯临近入口处安装永磁铁,在手推车底座加装干簧管,如图3所示,干簧管是由两片可磁化的簧片密封在玻璃管中构成的,当有外加磁场时,两片簧片端点位置附近会产生不同的极性,从而常开结点便会闭合,从而可以准确地检测到永磁铁的存在。当干簧管检测到永磁铁,进行短暂延时,其间保持舵机打角即使车轮偏转角度不变,并使电机输出为零。手推车检测到永磁铁后,依整定的短暂延时继续前进至扶梯上,且因扶梯上无电磁导引线,手推车检测不到足够的电磁信号而将其识别为普通模式,电机输出仍为零,直至出口处电感检测到电磁导引线,电机启动继续运行。若设计手推车沿静止斜坡进入另一楼层,只需将电磁导引线沿斜坡中线布置,手推车一路沿电磁导引线运行。
如图4~图7所示,下面对手推车自动归位路线、停车区停靠方案和系统运行过程和系统电路结构图进行详细说明。
当系统启动后,对称安装的电磁感应器工字电感循环不断的采集检测到的交变磁场信号。
当手推车处于电磁导引线17上方,电磁感应器检测到电磁导线的交变磁场信号,系统设定为自动归位模式,测距传感器3不断检测前方是否有障碍物,若无挡板在前方,则控制器控制电机驱动模块6驱动左电机10、右电机11启动运行并通过采集光电编码器14的信号控制速度在一定范围内,手推车自动根据感应电动势的差值可提取出中心引导线17的位置信息,从而计算出控制左电机10和右电机11的所需的转速差以实现手推车的左转和右转;当测距传感器3检测到前方手推车的后置挡板,控制器进入中断响应,主控芯片给左电机10和右电机11发出控制信号,偏转所需左右转速差值和决策速度值归于零,手推车停下,当前方障碍信号消失,说明此时手推车队列正在前行或者作为停车区第一辆手推车已被顾客取走,手推车继续循环检测电磁导线17信息,重复前述过程,若前方是行人走过,只要手推车依然在中心引导线17上,也按相同响应处理。
当工字电感感应电动势均小于某一个值,即手推车车身离开电磁引导线17,此时顾客正在用手推车正常购物,系统识别为普通模式,关闭电机,不执行任何操作。
停车区的限位挡板18底部通过可活动90度角的铰链固定在地板上,挡板中央用弹簧19连接至挡板前方地板上的固定点,限位挡板18作为停车区第一辆手推车识别的停车信号,第一辆手推车也可被顾客直接拖动压倒限位挡板18,方便顾客在入口处取手推车,第一辆手推车离开后,限位挡板18通过弹簧19弹力自动回复原位,第二辆手推车由于检测不到第一辆手推车的后置挡板8,并且依然在电磁导线17上,按照系统处理的信息,第二辆手推车将向前方行进,知道检测到已经恢复原位的限位挡板18,取代第一辆手推车的位置,后续的手推车以此规律向前方行进。
Claims (8)
1.一种电磁导航的自归位超市手推车,包括车体;其特征在于,所述车体上安装有电磁导航装置;所述电磁导航装置包括控制器;所述控制器与测距传感器、电磁信号调理模块、电机驱动模块、电源模块连接;所述电磁信号调理模块与用于提取超市停车区地板上的电磁导引线位置信息的两个电磁感应器连接;所述两个电磁感应器分别安装于所述车体中心线两侧;所述电机驱动模块驱动两个电机工作;所述两个电机的输出轴分别用于安装手推车的左后轮和右后轮;所述两个电机的输出轴上均安装有光电编码器;所述测距传感器采用超声波传感器,所述超声波传感器安装于所述车体的正前端底部;所述超声波传感器测量所述车体前端与设置在超市停车区内的限位挡板之间的距离,所述超声波传感器测距并设置距离阈值,由控制器判断限位挡板与车体之间的距离大小与阈值的关系,控制手推车的启动和停车,从而实现在停车区的进位和停靠;所述限位挡板底侧通过铰链与停车区地板铰接,且所述限位挡板能以其底侧为中心轴转动;所述限位挡板远离所述超声波传感器的一面与复位弹簧一端连接,所述复位弹簧另一端与地板固定连接。
2.根据权利要求1所述的电磁导航的自归位超市手推车,其特征在于,电磁感应器采用1μH~10H的电感。
3.根据权利要求2所述的电磁导航的自归位超市手推车,其特征在于,所述电感的电感值为10mH。
4.根据权利要求3所述的电磁导航的自归位超市手推车,其特征在于,所述电源模块与无线充电模块的接收端连接,所述无线充电模块的发射端安装于所述超市停车区内。
5.根据权利要求1所述的电磁导航的自归位超市手推车,其特征在于,所述车体上安装有用于感应超市自动扶梯入口处的永磁铁磁场的干簧管。
6.根据权利要求1所述的电磁导航的自归位超市手推车,其特征在于,所述车体后端安装有后置挡板。
7.一种权利要求1~6之一所述的超市手推车自归位方法,其特征在于,该方法如下:当手推车处于电磁导引线上方时,电磁感应器检测到电磁导引线的交变磁场信号,电磁导航装置设定为自动归位模式,测距传感器不断检测前方是否有障碍物,若无障碍物在前方,则控制器控制电机驱动模块驱动两个电机运行,并通过采集光电编码器的信号控制电机的转速在一定范围内,控制器根据安装在车体中心线两侧的两个电磁感应器检测到的两个感应电动势值之间的差值,提取出电磁导引线的位置信息,从而计算出控制两个电机所需的转速差,实现手推车的左转和右转;当测距传感器检测到前方有障碍物,控制器进入中断响应,控制器给两个电机发出控制信号,使得决策速度值归于0;手推车停下,当前方障碍信号消失,说明此时手推车队列正在前行,或者超市停车区内第一辆手推车已被顾客取走,手推车上的电磁感应器继续循环检测电磁导引线信息,重复前述过程;当电磁感应器感应电动势小于电磁感应器检测到的实际感应电动势时,关闭电机,不执行任何归位操作。
8.根据权利要求7所述的超市手推车自归位方法,其特征在于,控制器控制电机的转速为0.01m/s~5m/s。
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Families Citing this family (3)
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CN108897323B (zh) * | 2018-07-23 | 2021-06-29 | 福建(泉州)哈工大工程技术研究院 | 移动机器人自主对准充电基座的控制方法 |
CN108892022A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-11-27 | 广州广日电梯工业有限公司 | 具有共享购物车的电梯系统及租用、归还购物车的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2483473Y (zh) * | 2001-01-15 | 2002-03-27 | 池续航 | 电磁导航自动化停车装置 |
CN201021981Y (zh) * | 2007-02-13 | 2008-02-13 | 上海富洋科技发展有限公司 | 磁导航差动式运载机器人 |
CN102114635A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 武汉大学 | 巡线机器人智能控制器 |
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CN104085437A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-08 | 大连理工大学 | 全自动巡线机器人购物车及购物系统 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AUPQ181699A0 (en) * | 1999-07-23 | 1999-08-19 | Cmte Development Limited | A system for relative vehicle navigation |
US9645968B2 (en) * | 2006-09-14 | 2017-05-09 | Crown Equipment Corporation | Multiple zone sensing for materials handling vehicles |
US8272332B2 (en) * | 2009-06-17 | 2012-09-25 | Mobasher Jp H | Smart mass transit rail system |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2483473Y (zh) * | 2001-01-15 | 2002-03-27 | 池续航 | 电磁导航自动化停车装置 |
CN201021981Y (zh) * | 2007-02-13 | 2008-02-13 | 上海富洋科技发展有限公司 | 磁导航差动式运载机器人 |
CN102114635A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 武汉大学 | 巡线机器人智能控制器 |
CN104071204A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-01 | 大连理工大学 | 导购机器人 |
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