CN204557211U - 红外线自走车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外线自走车，包括自走车本体、红外线发射塔、红外线接收装置；红外线接收装置设置在自走车本体上，所述红外线接收装置包括红外线雷达，所述红外线雷达由环状阵列排列的红外线感测器构成；红外线接收装置还包括放大及滤波电路、模数转换器、单片机、角度选择杆和接收端电池；红外线感测器、放大及滤波电路、模数转换器、单片机、角度选择杆依次顺序连接，所述角度选择杆与红外线感测器相连接；所述接收端电池与单片机相连接，为红外线接收装置提供电源。本实用新型能追踪红外线光源的自走车，不依靠地面的引导胶带，不受制地面的反光特性；自走车上的红外线雷达会侦测四周不同方向的红外线信号强度，朝向信号最强的方位移动。

Description

红外线自走车

技术领域

本实用新型涉及自走车领域，具体涉及一种红外线雷达自走车。

背景技术

自走车一直是学生科技制作和儿童玩具的热门项目，因为它整合了机械和电子的知识，是需要知识的高级玩具。

现有技术中，目前常见的自走车都是依靠地面上的黑色胶带做引导，使用光感测原理控制车子自动沿固定路线行走，需要事先在地面贴固定的胶带，并由于地面的反光特性容易识别胶带错误，对地面的反光特性要求严格，不能行驶于较劣质的路面，不能够灵活引导自走车行走。

目前，一般红外线自走车通过一个红外感测器，须辨认不同方向上的红外线信号大小技术上复杂度，反应慢。

实用新型内容

本实用新型提出一种红外线自走车，红外线雷达采用环状阵列设计，能追踪红外线光源的自走车，不必事先在地面贴固定的胶带，也不在乎地面的反光特性。

本实用新型技术方案如下：

红外线自走车，包括自走车本体、红外线发射塔、红外线接收装置；

红外线接收装置设置在自走车本体上，红外线接收装置包括红外线雷达，红外线雷达由环状阵列排列的红外线感测器构成；

红外线接收装置还包括放大及滤波电路、模数转换器、单片机、角度选择杆和接收端电池；

红外线感测器、放大及滤波电路、模数转换器、单片机、角度选择杆依次顺序连接，角度选择杆与红外线感测器相连接，角度选择杆控制红外线感测器转动，感测不同方向的红外线信号强度，然后通过后级电路，单片机对信号强弱比对，确认车行方向。由于红外线雷达由环状阵列排列的红外线感测器构成，角度选择杆控制红外线感测器转动的角度在一个较小的范围内，响应速度快，能够及时调整自走车移动方向。接收端电池与单片机相连接，为红外线接收装置提供电源。

红外线发射塔包括红外线标靶信号产生电路、红外线发射器和发射端电池，红外线标靶信号产生电路与红外线发射器相连接，发射端电池连接红外线标靶信号产生电路，为红外线发射塔提供电源；红外线标靶信号产生电路包括集成振荡器，集成振荡器产生的红外线信号，作为标靶信号。

自走车本体包括车体及马达车轮，车体设置在马达车轮上。

马达车轮包括一个前轮和两个后轮，两个后轮为独立的动力轮。

红外线发射器为八个，面向八个不同方向成圆周设置。

红外线发射塔、红外线接收装置的传输信号工作频率为33kHz。

本实用新型工作过程如下，红外线自走车把红外线感测器（IR sensor）侦测到的信号送到放大及滤波电路（AMP+filter），根据角度选择杆（角度杆）控制的红外线感测器转到的方向角度（雷达面向角度），记录相对应的该方向的信号数据。处理过的红外线信号经过模数转换器（A/D）后，送入单片机（MCU），单片机在比较完所有红外线感测器的信号之后，判断出信号最强的方位，达成自动追踪的目标。指的说明，单片机比较信号的大小的过程为单片机的基本功能，属于现有技术，不属于本实用新型改进内容。

与现有技术相比，本实用新型包括以下有益效果：

本实用新型 能追踪红外线光源的自走车，不依靠地面的引导胶带，不受制于地面的反光特性；自走车上的红外线雷达会侦测四周不同方向的红外线信号强度，朝向信号最强的方位移动；

因为不需靠地面的胶带引导，使用场合及时及更灵活，休闲价值更高，因此其市场除了教学实验、学生科技制作等之外，可以成为一般人可以接受的玩具而大幅提高市场规模。

红外线自走车只要侦测红外线信号源的方向即可，因此能行驶于较劣质的路面。

附图说明

图1为本实用新型红外线自走车的结构示意图；

图2红外线接收装置示意图；

图3用555振荡器产生红外线标靶信号的电路示意图；

图4自走车车体示意图；

图5红外线标靶发射塔示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案、优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

以下将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本实用新型的一部分实例，并不是全部的实例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，红外线自走车，包括自走车本体1、红外线发射塔（远程发射，图示中未显示）、红外线接收装置2；

红外线接收装置2设置在自走车本体1上，红外线接收装置2包括红外线雷达，红外线雷达由环状阵列排列的红外线感测器构成；

如图2所示，红外线接收装置还包括放大及滤波电路、模数转换器、单片机、角度选择杆和接收端电池；

红外线感测器、放大及滤波电路、模数转换器、单片机、角度选择杆依次顺序连接，角度选择杆与红外线感测器相连接，角度选择杆控制红外线感测器转动，感测不同方向的红外线信号强度，然后通过后级电路，对信号强弱比对，确认车行方向。接收端电池与单片机相连接，为红外线接收装置提供电源。

红外线发射塔包括红外线标靶信号产生电、红外线发射器和发射端电池，红外线标靶信号产生电路与红外线发射器相连接，发射端电池连接红外线标靶信号产生电路，为红外线发射塔提供电源；红外线标靶信号产生电路包括集成振荡器，如图3所示，本实施例集成振荡器为555振荡器。555振荡器产生33kHz的红外线信号，作为标靶信号。555振荡器的多谐振荡电路的振荡周期=0.693（RA+2RB）C秒（计算如下），主要影响频率共有3个电子零件分别为RA、RB、C，因为频率是周期的倒数，0.03的倒数相当于32.9kHz，实际测量结果跟33kHz相当接近。具体参数如下：

RA=390Ω=0.39kΩ

RB=2000Ω=2kΩ

C=0.01mF

RA+2RB=4.39kΩ

0.693(0.39+4)0.01=0.03mS

1/0.03ms=32.9kHz。

如图4所示，自走车本体包括车体及马达车轮，车体设置在马达车轮上。

马达车轮包括一个前轮和两个后轮，两个后轮为独立的动力轮；两个后轮有独立的动力，一个前轮作为转向之用

如图5所示，红外线发射器为八个，面向八个不同方向成圆周设置。

振荡器的频率可以在30kHz至50kHz之间。一般家电用的红外线遥控器比较常用的是40kHz及38kHz。可以采用不同的频率以避开可能的冲突。但是，一般户外活动场合很少有红外线遥控器的干扰，主要是红外线遥控器信号的出现非常短，影响不大。本实用新型中红外线发射塔、红外线接收装置的传输信号工作频率为33kHz。33kHz的红外线信号有发射塔发射之后引导车子走向发射塔。发射塔主要由八个不同方向的红外线发射器构成，平均的向360度的方向发射33kHz的红外线信号。

本实用新型工作过程如下，红外线自走车把红外线感测器（IR sensor）侦测到的信号送到放大及滤波电路（AMP+filter），根据角度选择杆（角度杆）控制的红外线感测器转到的方向角度（雷达面向角度），记录相对应的该方向的信号数据。处理过的红外线信号经过模数转换器（A/D）后，送入单片机（MCU），单片机在比较完所有红外线感测器的信号之后，判断出信号最强的方位，达成自动追踪的目标。指的说明，单片机比较信号的大小的过程为单片机的基本功能，属于现有技术，不属于本实用新型改进内容。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.红外线自走车，包括自走车本体，其特征在于：还包括红外线发射塔、红外线接收装置；

所述红外线接收装置设置在自走车本体上，所述红外线接收装置包括红外线雷达，所述红外线雷达由环状阵列排列的红外线感测器构成；

所述红外线接收装置还包括放大及滤波电路、模数转换器、单片机、角度选择杆和接收端电池；

所述红外线感测器、放大及滤波电路、模数转换器、单片机、角度选择杆依次顺序连接，所述角度选择杆与红外线感测器相连接；所述接收端电池与单片机相连接，为红外线接收装置提供电源。

2.根据权利要求1所述的红外线自走车，其特征在于，

所述红外线发射塔包括红外线标靶信号产生电路、红外线发射器和发射端电池，红外线标靶信号产生电路与红外线发射器相连接，发射端电池连接红外线标靶信号产生电路，为红外线发射塔提供电源；

红外线标靶信号产生电路包括集成振荡器。

3.根据权利要求1所述的红外线自走车，其特征在于，

所述自走车本体包括车体及马达车轮，所述车体设置在马达车轮上。

4.根据权利要求3所述的红外线自走车，其特征在于，所述马达车轮包括一个前轮和两个后轮，所述两个后轮为独立的动力轮。

5.根据权利要求2所述的红外线自走车，其特征在于，所述红外线发射器为八个，面向八个不同方向成圆周设置。

6.根据权利要求1所述的红外线自走车，其特征在于，所述红外线发射塔、红外线接收装置的传输信号工作频率为33kHz。