CN110162100A - 一种自动跟随驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动跟随驱动系统，包括行驶装置底盘，中央控制模块、第一电机、第二电机、抓握感应模块、第一距离感应模块以及第二距离感应模块；本发明通过上述结构，可实现行车装置的多种行驶模式的切换，并且通过设置第一距离感应模块以及第二距离感应模块的方式实现行驶装置的自动行驶，当推车人跟在行驶装置的后方时行驶装置可自动前进，无需推车人将手放在行驶装置后方的把手上推动行驶装置；最后通过在独立的速度监测系统上设置第一速度传感器、第二速度传感器、并在通常控制系统上设置第三速度传感器以及第四速度传感器的方式实现双系统行车状态监控，当车速过快时能及时反应并降低行驶装置的速度，提升了行驶装置的安全性。

Description

一种自动跟随驱动系统

技术领域

本发明涉及自动跟随技术，特别涉及一种自动跟随驱动系统。

背景技术

随着信息和通信技术的不断进步，科技正在融入到我们的日常生活，并带来了无限的便利与舒适；随着人口老龄化的加剧以及二胎政策的开放，老年人以及儿童的人数正在不断增加，然而现有的给老人或儿童提供便利的行驶装置如老人轮椅以及儿童车等装置一般都只具备自动遥控前进或由同伴手动推动前进等功能，导致人与轮椅或儿童车间的交互方式太过单一，不够方便且不具备智能性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种自动跟随驱动系统，通过本发明所提出的一种自动跟随驱动系统可实现搭载了本发明的行驶装置具备自动行驶功能，并且可根据用户需要切换工作模式，保证了行驶装置行驶时的灵活性及平稳性，保证了在行驶装置上的用户的使用体验。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种自动跟随驱动系统，包括行驶装置底盘，中央控制模块、第一电机、第二电机、抓握感应模块、第一距离感应模块以及第二距离感应模块；

所述行驶装置底盘设置在所述外置行驶装置上，所述中央控制模块设置在所述行驶装置底盘上，所述第一电机以及所述第二电机设置在所述外置行驶装置上并所述中央控制模块的信号输出端相连，所述抓握感应模块设置在所述外置行驶装置的后方把手上并与所述中央控制模块的信号输入端相连，所述第一距离感应模块以及所述第二距离感应模块设置在所述外置行驶装置的后方并与所述中央控制模块的信号输入端相连。

进一步的，所述中央控制模块的型号为ARM Cortex-M4系列的MKE14F、MKE16F、MKE18F单片机或Cortex-M0系列的MKE06系列单片机。

进一步的，所述第一距离感应模块以及所述第二距离感应模块的型号为VL53L1X。

进一步的，所述一种自动跟随驱动系统还包括车况监测模块、车况控制模块、第一速度传感器以及第二速度传感器；

所述车况监测模块以及所述车况控制模块均设置在所述行驶装置底盘上，所述车况监测模块还与所述车况控制模块的信号输入端相连；所述第一速度传感器设置在所述行驶装置的左侧车轮一侧并与所述车况控制模块的信号输入端相连，所述第二速度传感器设置在所述行驶装置的右侧车轮一侧并与所述车况控制模块的信号输入端相连，所述车况控制模块还与所述中央控制模块的信号输入端相连。

进一步的，所述车况监测模块的型号为ARM Cortex-M4系列的MKE14F、MKE16F、MKE18F单片机或Cortex-M0系列的MKE06系列单片机。

进一步的，所述车况监测模块包括加速度传感单元以及水平仪单元；

所述加速度传感单元与所述水平仪单元相连。

进一步的，所述一种自动跟随驱动系统还包括通讯模块；

所述通讯模块设置在所述行驶装置底盘上并与所述中央控制模块的信号端及所述车况控制模块的信号端相连，所述通讯模块还与外置用户终端相连。

进一步的，所述一种自动跟随驱动系统还包括第三速度传感器以及第四速度传感器；

所述第三速度传感器以及所述第四速度传感器分别设置在所述外置行驶装置的左右两侧，所述第三速度传感器以及所述第四速度传感器还与所述中央控制模块的信号输入端相连。

进一步的，所述一种自动跟随驱动系统还包括电源管理模块；

所述电源管理模块与所述中央控制模块的供电端相连。

进一步的，所述一种自动跟随驱动系统还包括避障模块。

所述避障模块设置在所述外置行驶装置的前方并与所述中央控制模块的信号输入端相连。

本发明采用上述结构，可实现行车装置的多种行驶模式的切换，并且通过设置第一距离感应模块以及第二距离感应模块的方式实现行驶装置的自动行驶，当推车人跟在行驶装置的后方时行驶装置可自动前进，无需推车人将手放在行驶装置后方的把手上推动行驶装置，解放了推车人的双手；最后通过在独立的速度监测系统上设置第一速度传感器、第二速度传感器、并在通常控制系统上设置第三速度传感器以及第四速度传感器的方式实现双系统行车状态监控，当车速过快时能及时反应并降低行驶装置的速度，提升了行驶装置的安全性。

附图说明

图1为本发明一种自动跟随驱动系统一实施例的结构框图；

图2为本发明一实施例中车况监测模块的结构框图；

图中标号名称为：10-行驶装置底盘，20-中央控制模块、30-第一电机、40-第二电机、50-抓握感应模块、60-第一距离感应模块、70-第二距离感应模块、80-车况监测模块、90-车况控制模块、100-第一速度传感器、110-第二速度传感器、81-加速度传感单元、82-水平仪单元、90-车况控制模块、100-第一速度传感器、110-第二速度传感器、120-通讯模块、130-第三速度传感器、140-第四速度传感器、150-电源管理模块、160-避障模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种自动跟随驱动系统，如图1所示，包括行驶装置底盘10，中央控制模块20、第一电机30、第二电机40、抓握感应模块50、第一距离感应模块60以及第二距离感应模块70；

行驶装置底盘10设置在所述外置行驶装置上，中央控制模块20设置在行驶装置底盘10上，第一电机30以及第二电机40设置在外置行驶装置上并中央控制模块20的信号输出端相连，抓握感应模块50设置在所述外置行驶装置的后方把手上并与中央控制模块20的信号输入端相连，第一距离感应模块60以及第二距离感应模块70设置在所述外置行驶装置的后方并与中央控制模块20的信号输入端相连；

中央控制模块20用于根据获取到的模式信息控制第一电机30及第二电机40运转；

中央控制模块20还用于判断当获取到的所述模式信息为自动前进模式时；

第一距离感应模块60以及第二距离感应模块70用于获取所述外置行驶装置与所述推车人的第一距离信息以及第二距离信息；

中央控制模块20还用于根据所述第一距离信息与所述第二距离信息控制第一电机30及第二电机40推动所述外置行驶装置前行；

中央控制模块20还用于判断当获取到的所述模式信息为纯电动模式时；

中央控制模块20还用于获取第一预设速度信息，并根据所述第一预设速度信息控制第一电机30及第二电机40推动所述外置行驶装置前行；

中央控制模块20还用于判断当获取到的所述模式信息为纯电动模式时；

中央控制模块20还用于获取第一预设速度信息，并根据所述第一预设速度信息控制第一电机30及第二电机40推动所述外置行驶装置前行；

中央控制模块20还用于判断当获取到的所述模式信息为电助力模式时；

中央控制模块20还用于获取第二预设速度信息，并根据所述第二预设速度信息控制第一电机30及第二电机40推动所述外置行驶装置前行；

抓握感应模块50用于感应当所述把手被抓握时，向中央控制模块20发送第一控制信号；

中央控制模块20还用于判断当获取到所述第一控制信号且中央控制模块20获取到的所述模式信息为自动前进模式或纯电动模式信息时，将所述模式信息切换为手动推动模式；

抓握感应模块50还用于感应当所述把手没有被抓握时，向中央控制模块20发送第二控制信号；

中央控制模块20还用于判断当获取到所述第二控制信号且中央控制模块20获取到的所述模式信息为电助力模式信息或手动推动模式时，停止第一电机30及第二电机40的运行。

进一步的，中央控制模块20的型号为ARM Cortex-M4系列的MKE14F、MKE16F、MKE18F单片机或Cortex-M0系列的MKE06系列单片机。

进一步的，第一距离感应模块60以及第二距离感应模块70的型号为VL53L1X。

进一步的，如图1所示，所述一种自动跟随驱动系统还包括车况监测模块80、车况控制模块90、第一速度传感器100以及第二速度传感器110；

车况监测模块80以及车况控制模块90均设置在行驶装置底盘10上，车况监测模块80还与车况控制模块90的信号输入端相连；第一速度传感器100设置在所述行驶装置的左侧车轮一侧并与车况控制模块90的信号输入端相连，第二速度传感器110设置在所述行驶装置的右侧车轮一侧并与车况控制模块900的信号输入端相连，车况控制模块90还与中央控制模块20的信号输入端相连；

第一速度传感器100用户获取所述左侧车轮的前进速度信息，记为第一速度信息并发送到车况控制模块90；

第二速度传感器110用于获取所述右侧车轮的前进速度信息，记为第二速度信息并发送到车况控制模块90；

车况监测模块80用于获取所述外置行驶装置的行驶状态信息，并发送到车况控制模块90；

车况控制模块90用于获取所述模式信息；

车况控制模块90还用于判断当获取到的所述模式信息为纯电动模式时；

车况控制模块90还用于获取第一预设速度信息，并判断当所述第一速度信息以及所述第二速度信息大于所述第一预设速度信息时；向第一速度传感器100发送减速指令；

第一速度传感器100根据所述第一减速指令降低第一电机30及第二电机40的运行速度；

车况控制模块90还用于判断当获取到的所述模式信息为自动前进模式时；

车况控制模块90还用于获取第二预设速度信息，并判断当所述第一速度信息以及所述第二速度信息大于所述第二预设速度信息时；向第一速度传感器100发送减速指令；

第一速度传感器100根据所述第二减速指令降低第一电机30及第二电机40的运行速度。

进一步的，车况控制模块90的型号为ARM Cortex-M4系列的MKE14F、MKE16F、MKE18F单片机或Cortex-M0系列的MKE06系列单片机。

进一步的，如图2所示，车况监测模块80包括加速度传感单元81以及水平仪单元82，所述行驶状态信息包括加速度信息以及水平倾斜信息；

加速度传感单元81与所述水平仪单元82相连；

加速度传感单元81用于获取所述外置行驶装置的加速度信息并发送到车况控制模块90；

水平仪单元82用于获取所述外置行驶装置的水平倾斜信息并发送到车况控制模块90。

进一步的，如图1所示，所述一种自动跟随驱动系统还包括通讯模块120；

通讯模块120设置在行驶装置底盘上并与中央控制模块20的信号端及车况控制模块90的信号端相连，通讯模块120还与所述外置用户终端相连；

通讯模块120用于与所述外置用户终端相连；

车况控制模块90还用于将所述行驶状态信息通过通讯模块120发送到外置用户终端，从而显示给用户查看；

通讯模块120还用于获取所述外置用户终端发送的模式信息并发送到中央控制模块20；

通讯模块120还用于获取述外置用户终端发送的移动控制信息；

中央控制模块20还用于判断当所述模式信息为纯电动模式时，根据所述移动控制信息控制第一电机30及第二电机40的运行，从而实现所述行驶装置的遥控前进。

进一步的，如图1所示，所述一种自动跟随驱动系统还包括第三速度传感器130以及第四速度传感器140；

第三速度传感器130以及第四速度传感器140分别设置在所述外置行驶装置的左右两侧，第三速度传感器130以及第四速度传感器140还与中央控制模块20的信号输入端相连；

第三速度传感器130以及第四速度传感器140用户获取所述外置行驶装置的速度信息，记为第三速度信息；

中央控制模块20还用于判断当所述模式信息为纯电动模式时；

中央控制模块20还用于获取第一预设速度信息，并判断当所述第三速度信息大于所述第一预设速度信息时；向第一速度传感器100发送减速指令；

中央控制模块20还用于判断当所述模式信息为自动前进模式时；

中央控制模块20还用于获取第二预设速度信息，并判断当所述第三速度信息大于所述第二预设速度信息时；向第一速度传感器100发送减速指令。

进一步的，如图1所示，所述一种自动跟随驱动系统还包括电源管理模块150；

电源管理模块150与中央控制模块20的供电端相连；

电源管理模块150用于外接电池并向本发明进行供电。

进一步的，如图1所示，所述一种自动跟随驱动系统还包括避障模块160。

避障模块160设置在所述外置行驶装置的前方并与中央控制模块20的信号输入端相连；

避障模块160还用于当所述外置行驶装置的前方存在障碍物时，向中央控制模块20发送停止前进指令；

中央控制模块20用与根据所述停止前进指令停止第一电机30及第二电机40的运行。

在本发明一具体应用场景中，所述行驶装置为老人轮椅，行驶装置底盘10设置在所述老人轮椅下方，所述第一预设速度信息为每小时10公里，所述用户终端为手机；

当坐在所述老人轮椅上的用户需要通过手机控制所述老人轮椅前进时，用户先通过手机向所述老人轮椅发送纯电动模式的模式信息，中央控制模块20判断模式信息为纯电动模式，之后用户可通过手机向所述老人轮椅发送移动控制信息，从而遥控所述老人轮椅行驶；

而当所述老人轮椅行驶时，中央控制模块20获取所述第一预设速度信息为每小时10公里，之后第一速度传感器100以及第二速度传感器110同时获取左侧车轮以及右侧车轮的前进速度，第三速度传感器130以及第四速度传感器140获取老人轮椅自身的前进速度，此时第一速度传感器100获取到所述左侧车轮的前进速度为11公里每小时，则中央控制模块20判断左侧车轮超速，并降低第一电机30及第二电机40的运行速度，实现减速，此时当有推车人追上所述老人轮椅并握住所述老人轮椅的握把时，抓握感应模块50用于感应当握把被抓握，并向中央控制模块20发送所述第一控制信号，中央控制模块20根据所述第一控制信号将所述老人轮椅切换为手动推动模式。

如本发明上一应用场景所述，还包括：当所述推车人不想再手动推动所述老人轮椅时，所述推车人通过手机所述老人轮椅发送自动前进模式信息，中央控制模块20判断模式信息为自动前进模式信息，此时所述老人轮椅进入自动前进模式，此时所述推车人可以从所述老人轮椅的握把上放开自己的手，第一距离感应模块60以及第二距离感应模块70开始获取所述老人轮椅与所述推车人之间的距离信息，当第一距离感应模块60获取到的距离信息与所述第二距离感应模块70获取到的距离信息一致时，中央控制模块20控制所述老人轮椅前进，从而实现自动推动前进，减轻了所述推车人的压力，提升了用户体验。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动跟随驱动系统，其特征在于，包括行驶装置底盘，中央控制模块、第一电机、第二电机、抓握感应模块、第一距离感应模块以及第二距离感应模块；

所述行驶装置底盘设置在所述外置行驶装置上，所述中央控制模块设置在所述行驶装置底盘上，所述第一电机以及所述第二电机设置在所述外置行驶装置上并与所述中央控制模块的信号输出端相连，所述抓握感应模块设置在所述外置行驶装置的后方把手上并与所述中央控制模块的信号输入端相连，所述第一距离感应模块以及所述第二距离感应模块设置在所述外置行驶装置的后方并与所述中央控制模块的信号输入端相连。

2.如权利要求1所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，所述中央控制模块的型号为ARM Cortex-M4系列的MKE14F、MKE16F、MKE18F单片机的一种或Cortex-M0系列的MKE06系列单片机。

3.如权利要求1所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，所述第一距离感应模块以及所述第二距离感应模块的型号为VL53L1X。

4.如权利要求1所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，还包括车况监测模块、车况控制模块、第一速度传感器以及第二速度传感器；

所述车况监测模块以及所述车况控制模块均设置在所述行驶装置底盘上，所述车况监测模块还与所述车况控制模块的信号输入端相连；所述第一速度传感器设置在所述行驶装置的左侧车轮一侧并与所述车况控制模块的信号输入端相连，所述第二速度传感器设置在所述行驶装置的右侧车轮一侧并与所述车况控制模块的信号输入端相连，所述车况控制模块还与所述中央控制模块的信号输入端相连。

5.如权利要求4所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，所述车况监测模块的型号为ARM Cortex-M4系列的MKE14F、MKE16F、MKE18F单片机的一种或Cortex-M0系列的MKE06系列单片机。

6.如权利要求2所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，所述车况监测模块包括加速度传感单元以及水平仪单元；

所述加速度传感单元与所述水平仪单元相连。

7.如权利要求1所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，还包括通讯模块；

所述通讯模块设置在所述行驶装置底盘上并与所述中央控制模块的信号端及所述车况控制模块的信号端相连，所述通讯模块还与外置用户终端相连。

8.如权利要求1所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，还包括第三速度传感器以及第四速度传感器；

所述第三速度传感器以及所述第四速度传感器分别设置在所述外置行驶装置的左右两侧，所述第三速度传感器以及所述第四速度传感器还与所述中央控制模块的信号输入端相连。

9.如权利要求1所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，还包括电源管理模块；

所述电源管理模块与所述中央控制模块的供电端相连。

10.如权利要求1所述的一种自动跟随驱动系统，其特征在于，还包括避障模块。

所述避障模块设置在所述外置行驶装置的前方并与所述中央控制模块的信号输入端相连。