CN207072417U - 一种自跟随代步车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自跟随代步车，包括车体以及安装于车体的驱动轮和万向轮，驱动轮连接有电机驱动模块控制的电机，控制系统包括车载控制装置与目标携带装置，车载控制装置包括第一控制器以及分别与第一控制器连接的第一无线收发模块、超声波接收模块、第一电源模块和计时器；目标携带装置包括第二控制器以及分别与第二控制器连接的第二无线收发模块、超声波发射模块和第二电源模块，当测得超声波发射模块与超声波接收模块的间距大于第一控制器内置的第一预定值时，第一控制器向电机驱动模块发送控制信号，控制电机启动，并向超声波发射模块的方向移动。本实用新型的一种自跟随代步车，以实现代步车自动跟随使用者移动，无需携带在身上。

Description

一种自跟随代步车

技术领域

本实用新型涉及代步工具领域，更具体地说，它涉及一种自跟随代步车。

背景技术

随着社会的发展，人们对于代步工具的要求越来越高，传统携带不便的自行车、电动车等代步工具已经无法满足人们的需求。

公开号为CN205396385U的中国专利公开的一种智能体感电动代步车，其技术要点是：包括踏板、电动机、压力传感器、驱动轮、控制线路板、电源、开关和万向轮，在踏板前端的两侧分别设置有一个驱动轮，在踏板后端的两侧分别设置一个万向轮；所述的压力传感器设置在踏板上，且位于人体站立在踏板时与脚接触的区域内；控制线路板上的电路与电动机、开关、电源、压力传感器之间组成一个控制电路。该智能体感电动代步车，体积小巧，可便于携带。

上述方案中解决了传统代步工具携带不便的问题，但是由于该智能体感电动代步车不使用时需携带在身上，对使用者造成不便。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种自跟随代步车，以实现代步车自动跟随使用者移动，无需携带在身上。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种自跟随代步车，包括车体以及安装于车体下端面的驱动轮和万向轮，所述驱动轮连接有电机，所述电机连接有电机驱动模块，所述电机驱动模块连接有控制系统，所述控制系统包括车载控制装置与目标携带装置，所述车载控制装置包括第一控制器以及分别与第一控制器连接的第一无线收发模块、超声波接收模块、第一电源模块以及计时器，所述超声波接收模块设有两个，且分别固定于车体前端的两侧，所述电机驱动模块与第一控制器相连接；所述目标携带装置包括第二控制器以及分别与第二控制器连接的第二无线收发模块、超声波发射模块以及第二电源模块，所述第一无线收发模块通过无线信号与第二无线收发模块连接，当测得超声波发射模块与超声波接收模块之间的间距大于所述第一控制器内置的第一预定值时，所述第一控制器向电机驱动模块发送控制信号，以控制电机启动，并向超声波发射模块的方向移动。

通过采用上述技术方案，设置电机驱动模块连接有控制系统，且控制系统包括车载控制装置与目标携带装置，车载控制装置的第一无线收发模块向目标携带装置发射寻找信号，并启动计时器，目标携带装置的第二无线收发模块接收到寻找信号，则立即控制超声波发射模块发射超声波信号，此时车体前端的两个超声波接收模块陆续收到超声波信号，第一控制器根据两个超声波接收模块接收到的时间，以及两个超声波接收模块的间距，根据三角形定理确定目标的方位和距离，将距离与第一设定值相比较，若大于第一设定值，则第一控制器向电机驱动模块发送控制信号，以控制电机启动，且通过控制左右电机的转速，使得车体向目标的方向移动，实现车体自动跟随使用者移动，无需使用者携带在身上。

本实用新型进一步设置为：所述第一控制器连接有报警器，所述第一控制器内置有第二预定值，当测得超声波发射模块与超声波接收模块之间的间距大于所述第一控制器内置的第二预定值时，所述第一控制器控制报警器启动，所述第二预定值大于所述第一预定值。

通过采用上述技术方案，在第一控制器的输出端连接报警器，且第一控制器内置有第二预定值，且当车体跟随目标移动的过程中，若测得超声波发射模块与超声波接收模块之间的间距大于所述第一控制器内置的第二预定值时，也即车体离使用者距离过大时，第一控制器控制报警器发出报警信号，以提示使用者，避免车体跟丢。

本实用新型进一步设置为：所述第一电源模块连接有用于检测第一电源模块剩余电量的电源管理模块，所述电源管理模块与第一控制器相连接，所述第一控制器连接有显示模块。

通过采用上述技术方案，设置与第一电源模块连接的电源管理模块，用于检测第一电源模块的剩余电量，且电源管理模块与第一控制器相连接，第一控制器的输出端连接有显示模块，使得第一控制器可以将第一电源模块的剩余电量显示在显示模块上，便于使用者知晓，避免电量不够带来不必要的麻烦。

本实用新型进一步设置为：所述车体上端面设置有压力传感器，用于检测车体受到的压力，并输出压力检测信号，所述压力传感器连接于第一控制器的输入端，所述第一控制器根据压力检测信号输出重力显示信号。

通过采用上述技术方案，在车体上端面设置压力传感器，且压力传感器连接于第一控制器，从而当人站立在车体上或物体放置在车体上时，压力传感器向第一控制器发送一压力检测信号，第一控制器根据该压力检测信号输出一重力显示信号，从而显示模块显示出人或物体的重量。

本实用新型进一步设置为：所述第一控制器的输入端连接有红外避障模块，用于检测车体前方障碍物，并输出避障检测信号；所述第一控制器根据避障检测信号向电机驱动模块发送控制信号，以控制电机转速。

通过采用上述技术方案，设置与第一控制器的输入端连接的红外避障模块，来检测车体前方的障碍物，当车体在跟随使用者移动的过程中，车体前方出现障碍物，红外避障模块输出一避障检测信号，第一控制器根据该避障检测信号向电机驱动模块发送控制信号，以控制左右两电机的转速，使得车体减速或停车，从而实现代步车的自动避障功能。

本实用新型进一步设置为：所述红外避障模块包括扩散漫反射型光电传感器，所述扩散漫反射型光电传感器安装于车体前端。

通过采用上述技术方案，将红外避障模块设置为安装在车体前端的扩散漫反射型光电传感器，使得检测范围更广。

本实用新型进一步设置为：所述车体尾部两端设置有轮廓灯。

通过采用上述技术方案，在车体尾部两端设置有轮廓灯，可以在夜间行驶的时候示意后面的人，以免发生碰撞。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：设置控制系统包括安装在车体上的车载控制装置与携带在使用者身上的目标携带装置，当启用自跟随功能时，车载控制装置的第一无线收发模块向目标携带装置发射寻找信号，并启动计时器，目标携带装置的第二无线收发模块接收到寻找信号，则立即控制超声波发射模块发射超声波信号，此时车体前端的两个超声波接收模块陆续收到超声波信号，第一控制器根据两个超声波接收模块接收到的时间，以及两个超声波接收模块的间距，根据三角形定理确定目标的方位和距离，将距离与第一设定值相比较，若大于第一设定值，则第一控制器向电机驱动模块发送控制信号，以控制电机启动，且通过控制左右电机的转速，使得车体向目标的方向移动，实现了车体自动跟随使用者移动，无需使用者携带在身上。

附图说明

图1为本实用新型车体与目标携带装置的结构示意图；

图2为车载控制装置的系统框图；

图3为目标携带装置的系统框图；

图4为第一电源模块的电路图一；

图5为第一电源模块的电路图二。

图中：1、车体；2、驱动轮；3、万向轮；4、电机；5、电机驱动模块；61、第一控制器；62、第一无线收发模块；63、超声波接收模块；64、第一电源模块；65、计时器；66、电源管理模块；67、显示模块；68、压力传感器；71、第二控制器；72、第二无线收发模块；73、超声波发射模块；74、第二电源模块；8、报警器；9、轮廓灯；10、扩散漫反射型光电传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种自跟随代步车，如图1、图2所示，包括车体1以及安装于车体1下端面的驱动轮2和万向轮3，驱动轮2安装在车体1前端的两侧，两个驱动轮2均连接有电机4，电机4通过螺栓固定在车体1内，两个电机4连接有电机驱动模块5，电机驱动模块5连接有控制系统，从而控制车体1移动。

如图1、图2、图3所示，控制系统包括车载控制装置与目标携带装置，车载控制装置包括第一控制器61以及分别与第一控制器61连接的第一无线收发模块62、超声波接收模块63、第一电源模块64以及计时器65，超声波接收模块63设有两个，且分别通过螺栓固定于车体1内的两侧，且伸出车体1前端，电机驱动模块5与第一控制器61相连接；目标携带装置包括第二控制器71以及分别与第二控制器71连接的第二无线收发模块72、超声波发射模块73以及第二电源模块74，第一无线收发模块62通过无线信号与第二无线收发模块72连接，当测得超声波发射模块73与超声波接收模块63之间的间距大于第一控制器61内置的第一预定值时，第一控制器61向电机驱动模块5发送控制信号，以控制电机4启动，并向超声波发射模块73的方向移动。

本实用新型的电机驱动模块5与第一控制器61均为集成电路板，且均通过螺栓固定在车体1内。

控制系统的控制原理如下：车载控制装置的第一无线收发模块62向目标携带装置发射寻找信号，并启动计时器65，目标携带装置的第二无线收发模块72接收到寻找信号，并立即控制超声波发射模块73发射超声波信号，此时车体1前端的两个超声波接收模块63陆续收到超声波信号，第一控制器61根据两个超声波接收模块63接收到的时间，以及两个超声波接收模块63的间距，然后依据三角形定理确定目标的方位和距离，将距离与第一控制器61内置的第一设定值相比较，若大于第一设定值，则第一控制器61向电机驱动模块5发送控制信号，以控制电机4启动，且通过控制左右两电机4的转速，使得车体1向目标的方向移动，实现车体1自动跟随使用者移动，无需使用者携带在身上。

值得说明的是无线信号在空气中以每秒约三亿米的传播速度进行传播，超声波信号室温情况下仅以每秒344米的传播速度进行传播，它们的速度相差六个数量级，在短距离环境工作下，无线信号的传输时间几乎为零，在与超声波信号的传输时间相比时可以被忽略，因此可认为超声波的发射与计时器65的启动是同步的。

如图2、图4、图5所示，本实用新型的第一控制器61采用高性能处理器TMS320F2812，具有强大的数据处理能力和较高的运行速度，TMS320F2812芯片支持1.8V的内核电压和3.3V的I/O引脚电压，TMS320F2812芯片工作时需要提供两种工作电压，并且它对电源要求很敏感，因此第一电源模块64中包括了电源芯片TPS767D318完成TMS320F2812芯片工作电源的转换；芯片TPS767D318是一款双路低电压差电源调整器，在输入电压为+5V时，能够产生1.8V与3.3V的电压输出，可供第一控制器61使用，另外芯片TPS767D318进行工作时自身能够产生复位信号，可供第一控制器61直接使用。本实用新型的第一电源模块64采用12V/10Ah锂离子电池作为总电源，包括5V稳压电源电路与电源芯片TPS767D318；其中，超声波接收模块63、第一无线收发模块62需要5V供电，电机4和电机驱动模块5需要12V电源供电。

如图2所示，本实用新型的第一电源模块64连接有采用电量积分算法检测第一电源模块64剩余电量的电源管理模块66，电源管理模块66与第一控制器61相连接，且第一控制器61的输出端连接有显示模块67，使得第一控制器61可以将第一电源模块64的剩余电量显示在显示模块67上，便于使用者知晓，避免电量不够带来不必要的麻烦，该显示模块67为LED液晶显示屏。

如图2所示，第一控制器61还连接有报警器8，该报警器8为扬声器，安装于车体1底部，在第一控制器61还内置有第二预定值，当测得超声波发射模块73与超声波接收模块63之间的间距大于第一控制器61内置的第二预定值时，第一控制器61控制报警器8启动，且第二预定值大于第一预定值；也即车体1离使用者距离过大时，第一控制器61控制报警器8发出报警信号，以提示使用者，避免车体1跟丢。

同时，如图2所示，在车体1的上端面安装有压力传感器68，用于检测车体1受到的压力，并输出压力检测信号，且压力传感器68的输出端连接于第一控制器61的输入端，第一控制器61根据压力检测信号输出重力显示信号，从而当人站立在车体1上或物体放置在车体1上时，压力传感器68向第一控制器61发送一压力检测信号，第一控制器61根据该压力检测信号输出一重力显示信号，从而显示模块68显示出人或物体的重量。

如图1、图2所示，第一控制器61的输入端还连接有红外避障模块，用于检测车体1前方障碍物，并输出避障检测信号；第一控制器61根据避障检测信号向电机驱动模块5发送控制信号，以控制电机4转速；当车体1在跟随使用者移动的过程中，车体1前方出现障碍物时，红外避障模块输出一避障检测信号，第一控制器61根据该避障检测信号向电机驱动模块5发送控制信号，以控制左右两电机4的转速，使得车体1减速或停车，从而实现代步车的自动避障功能；其中，红外避障模块包括扩散漫反射型光电传感器10，且扩散漫反射型光电传感器10通过螺栓固定在车体1内，并伸出于车体1前端。

如图1所示，在车体1尾部的两侧还内嵌式安装有轮廓灯9，轮廓灯9与第一电源模块64连接,可以在夜间行驶的时候示意后面的人，以免发生碰撞。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种自跟随代步车，包括车体（1）以及安装于车体（1）下端面的驱动轮（2）和万向轮（3），所述驱动轮（2）连接有电机（4），所述电机（4）连接有电机驱动模块（5），所述电机驱动模块（5）连接有控制系统，其特征在于：所述控制系统包括车载控制装置与目标携带装置，所述车载控制装置包括第一控制器（61）以及分别与第一控制器（61）连接的第一无线收发模块（62）、超声波接收模块（63）、第一电源模块（64）以及计时器（65），所述超声波接收模块（63）设有两个，且分别固定于车体（1）前端的两侧，所述电机驱动模块（5）与第一控制器（61）相连接；所述目标携带装置包括第二控制器（71）以及分别与第二控制器（71）连接的第二无线收发模块（72）、超声波发射模块（73）以及第二电源模块（74），所述第一无线收发模块（62）通过无线信号与第二无线收发模块（72）连接，当测得超声波发射模块（73）与超声波接收模块（63）之间的间距大于所述第一控制器（61）内置的第一预定值时，所述第一控制器（61）向电机驱动模块（5）发送控制信号，以控制电机（4）启动，并向超声波发射模块（73）的方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种自跟随代步车，其特征在于：所述第一控制器（61）连接有报警器（8），所述第一控制器（61）内置有第二预定值，当测得超声波发射模块（73）与超声波接收模块（63）之间的间距大于所述第一控制器（61）内置的第二预定值时，所述第一控制器（61）控制报警器（8）启动，所述第二预定值大于所述第一预定值。

3.根据权利要求1所述的一种自跟随代步车，其特征在于：所述第一电源模块（64）连接有用于检测第一电源模块（64）剩余电量的电源管理模块（66），所述电源管理模块（66）与第一控制器（61）相连接，所述第一控制器（61）连接有显示模块（67）。

4.根据权利要求3所述的一种自跟随代步车，其特征在于：所述车体（1）上端面设置有压力传感器（68），用于检测车体（1）受到的压力，并输出压力检测信号，所述压力传感器（68）连接于第一控制器（61）的输入端，所述第一控制器（61）根据压力检测信号输出重力显示信号。

5.根据权利要求1所述的一种自跟随代步车，其特征在于：所述第一控制器（61）的输入端连接有红外避障模块，用于检测车体（1）前方障碍物，并输出避障检测信号；所述第一控制器（61）根据避障检测信号向电机驱动模块（5）发送控制信号，以控制电机（4）转速。

6.根据权利要求5所述的一种自跟随代步车，其特征在于：所述红外避障模块包括扩散漫反射型光电传感器（10），所述扩散漫反射型光电传感器（10）安装于车体（1）前端。

7.根据权利要求1所述的一种自跟随代步车，其特征在于：所述车体（1）尾部两端设置有轮廓灯（9）。