CN208953961U - 一种基于图形化编程的可拼接的智能小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于图形化编程的可拼接的智能小车，包括主控器、信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达，所述主控器上设置有程序下载接口，所述程序下载接口用于通过数据线从外部上位机中下载与图形化编程对应的可执行代码，所述主控器、信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达外分别设置有形状匹配的封装壳体，所述封装壳体之间可自由拼接成不同形状的智能小车，所述主控器根据所述可执行代码对所述信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达进行控制，能够实现对智能小车进行编程控制的图形化操作以及实现针对实际硬件的灵活的编程学习，从而降低学习起点和减小学习难度。

Description

一种基于图形化编程的可拼接的智能小车

技术领域

本实用新型属于教学设备技术领域，尤其是涉及一种基于图形化编程的可拼接的智能小车。

背景技术

由于在进行图形化编程时无需考虑程序语法、句法的严格要求，具有程序结构直观、易于理解、交互方式简单等优点，因此，图形化编程软硬件被主要应用于中小学生学习编程的过程中，用于培养学生设计程序的思维方式及训练学生的创新思维和逻辑思维等，让学生学会用这种程序设计的思维习惯分析和解决问题，现有的编程软硬件对于中小学生来说学习使用是有一定困难的，不仅要有较强的逻辑思维能力，还要对硬件电路和程序语言有一定的认识，从而学习难度大、起点高。

现有技术中，智能小车的编程均采用比较专业的方式进行，多为采用编写代码的方式进行，然而这种方式过于专业，不适合中小学生使用，导致难以实现通过编程控制智能小车的学习。另外，现有的智能小车的形状较为固定，各模块的连接位置很难再进行改变，导致无法自由拼装智能小车，难以实现针对实际硬件进行更加灵活的编程学习等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于图形化编程的可拼接的智能小车，能够实现对智能小车进行编程控制的图形化操作以及通过自由拼装智能小车来实现针对实际硬件的灵活的编程学习，从而降低学习起点和减小学习难度。

本实用新型实施例提供的一种基于图形化编程的可拼接的智能小车，包括主控器、信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达，所述信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达分别与所述主控器电连接，所述主控器上设置有程序下载接口，所述程序下载接口用于通过数据线从外部上位机中下载与图形化编程对应的可执行代码，所述主控器、信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达外分别设置有形状匹配的封装壳体，所述封装壳体之间可自由拼接成不同形状的智能小车，所述主控器根据所述可执行代码对所述信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达进行控制。

进一步地，所述封装壳体上均开设有第一插孔，相邻封装壳体之间通过将积木插件穿入所述第一插孔进行自由拼接。

进一步地，所述信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达分别通过RJ25线连接于所述主控器的不同端口上。

进一步地，所述智能小车还包括电源，所述电源通过RJ25线与所述主控器电连接，所述电源外还设置有封装盒，所述封装盒上开设有第二插孔，所述封装盒与所述封装壳体之间通过将积木插件穿入所述第二插孔进行自由拼接。

进一步地，所述传感器模组包括循迹模块和超声波测距模块，其中，所述循迹模块拼接于所述智能小车的底端，用于将感测到的轨迹信息发送给所述主控器，所述超声波测距模块拼接于所述智能小车的顶端，用于将计算出的其与外部障碍物的距离信息发送给所述主控器。

进一步地，所述显示组件包括数码管模块和信号灯模块，所述数码管模块拼接于所述智能小车的中部前端，所述信号灯模块拼接于所述智能小车的下部前端。

进一步地，所述驱动马达位于所述智能小车的后部且与所述智能小车的滚轮转轴连接，用于控制所述智能小车的行驶方向。

进一步地，所述信号收发模组拼接于所述智能小车的后部并与外部遥控器通信连接，其中，所述信号收发模组为红外收发模组，用于接收所述遥控器发送的控制指令并发送给所述控制器。

综上所述，本实用新型通过主控器上的程序下载接口获取外部上位机中与图形化编程对应的可执行代码，以对与所述主控器电连接的信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达进行控制，能够实现对智能小车进行编程控制的图形化操作。另外，所述主控器、信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达外分别设置有形状匹配的封装壳体，所述封装壳体之间可自由拼接成不同形状的智能小车，从而实现针对实际硬件的灵活的编程学习，进而降低了学习起点和减小了学习难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种基于图形化编程的可拼接的智能小车的功能模块连接框图。

图2是本实用新型实施例提供的一种基于图形化编程的可拼接的智能小车的正视结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的一种基于图形化编程的可拼接的智能小车的侧视结构示意图。

图标：

智能小车10； 主控器100； 信号收发模组200； 传感器模组300；

显示组件400； 驱动马达500； 程序下载接口600； 电源700；

循迹模块301； 超声波测距模块302； 数码管模块401； 信号灯模块402。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有技术中，智能小车的编程均采用比较专业的方式进行，多为采用编写代码的方式进行，然而这种方式过于专业，不适合中小学生使用，导致难以实现通过编程控制智能小车的学习。另外，现有的智能小车的形状较为固定，各模块的连接位置很难再进行改变，导致无法自由拼装智能小车，难以实现针对实际硬件进行更加灵活的编程学习等。

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种基于图形化编程的可拼接的智能小车，能够实现对智能小车进行编程控制的图形化操作以及通过自由拼装智能小车来实现针对实际硬件的灵活的编程学习，从而降低学习起点和减小学习难度。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的一种基于图像化编程的可拼接的智能小车10的功能模块框图。其中，所述智能小车10可以包括主控器100、信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400和驱动马达500。本实施例中，所述信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400和驱动马达500分别与所述主控器100电连接。具体地，所述信号收发模组200、传感器模组300分别与所述主控器100的输入端电连接，以将接收到的信号发送给所述主控器100；所述显示组件400和驱动马达500分别与所述主控器100的输出端电连接，以执行所述主控器100发送的控制指令。优选地，所述信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400和驱动马达500分别通过RJ25线连接于所述主控器100的不同端口上。

实施时，在所述主控器100上还设置有程序下载接口600，所述主控器100通过所述程序下载接口600与外部上位机进行数据传递。其中，所述上位机可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑和智能手机等。学生通过所述上位机进行图形化编程后，所述上位机将编译、链接出与所述图形化编程对应的可执行代码，例如C语言代码。所述程序下载接口600用于通过数据线从外部上位机中下载所述可执行代码，以使所述主控器100根据所述可执行代码对所述信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400和驱动马达500进行控制。如此，能够实现对智能小车10进行编程控制的图形化操作，从而降低学习起点和减小学习难度。

优选地，所述程序下载接口600支持串口通信，所述数据线为USB转串口线。

如图2和图3所示，分别是本实用新型实施例提供的一种基于图形化编程的可拼接的智能小车10的正视结构示意图和侧视结构示意图。其中，所述主控器100、信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400和驱动马达500外分别设置有形状匹配的封装壳体。

本实施例中，所述主控器100、信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400和驱动马达500的封装壳体的形状各不相同，以作为所述智能小车10中的不同部件。另外，所述封装壳体之间可自由拼接成不同形状的智能小车10。详细地，每个封装壳体的预设位置处均开设有第一插孔，通过将积木插件穿入所述第一插孔中实现相邻封装壳体之间的自由拼接。由于封装壳体的安装位置和形状可以自由选择，从而能够拼接成不同形状的智能小车10。如此，能够实现针对实际硬件的灵活的编程学习，从而降低学习起点和减小学习难度。

为了保证所述智能小车10的能源需求，所述智能小车10还包括电源700。本实施例中，所述电源700通过RJ25线与所述主控器100电连接，在所述电源700外还设置有封装盒。可以理解的是，所述封装盒上开设有第二插孔，通过将积木插件穿入所述第二插孔能够实现所述封装盒与所述封装壳体之间的自由拼接。

本实施例中，所述传感器模组300可以包括循迹模块301和超声波测距模块302。其中，所述循迹模块301选为红外传感器。实施时，所述红外传感器的红外发射管发射红外线，该红外线遇到白底则被发射，遇到黑底则被吸收，所述红外传感器的红外接收管将接收到的反射红外线经过施密特触发器整形后输出至电压比较器，并将电压比较器的输出结果传递给所述主控器100进行分析。另外，所述循迹模块301拼接于所述智能小车10的底端。

实施时，所述超声波测距模块302用于自动避障模式的障碍物距离检测。所述超声波测距模块302拼接于所述智能小车10的顶端，用于将计算出的其与外部障碍物的距离信息发送给所述主控器100。

进一步地，所述显示组件400包括数码管模块401和信号灯模块402，所述数码管模块401拼接于所述智能小车10的中部前端，所述信号灯模块402拼接于所述智能小车10的下部前端。其中，所述数码管模块401可采用四位共阳极数码管组成，用于显示所述智能小车10的运行模式和与障碍物的距离信息等。所述信号灯模块402可以是RGB灯，用于显示所述智能小车10的运行状态信息等。

另外，所述驱动马达500位于所述智能小车10的后部且与所述智能小车10的滚轮转轴连接，用于控制所述智能小车10的行驶方向，例如前进、后退、左转和右转等。

本实施例中，所述信号收发模组200拼接于所述智能小车10的后部并与外部遥控器通信连接，其中，所述信号收发模组200为红外收发模组，用于接收所述遥控器发送的控制指令并发送给所述主控器100。

基于以上硬件结构和电气连接关系，现对所述智能小车10的编程控制过程举例说明。

首先按照图1-图3所示，将所述主控器100、信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400、驱动马达500、程序下载接口600、电源700、循迹模块301、超声波测距模块302、数码管模块401和信号灯模块402进行拼接，以形成所述智能小车10的硬件系统。然后通过所述程序下载接口600从外部上位机中下载与图形化编程对应的可执行代码，以形成所述智能小车10的软件系统。其中，所述智能小车10的工作模式可包括遥控操作模式、自动避障模式和自动循迹模式。

具体地，所述智能小车10通过所述信号收发模组200对接收到的所述遥控器发送的控制指令进行解析并将解析后的控制指令发送给所述主控器100，所述主控器100对解析后的控制指令进行判断，确定所述智能小车10的工作模式，并驱动所述数码管模块401和信号灯模块402显示相关信息。在遥控操作模式下，所述主控器100根据解析后的控制指令控制所述驱动马达500带动所述智能小车10进行前进、后退、左转和右转等动作，并驱动所述数码管模块401和信号灯模块402显示相关信息。在自动避障模式下，所述主控器100对所述超声波测距模块302发送的距离信息进行判断，当判断出与外部障碍物的距离信息小于预设的安全距离时，例如50厘米，控制所述驱动马达500带动所述智能小车10进行转向，例如左转或右转，以及驱动所述数码管模块401和信号灯模块402显示相关信息。在自动循迹模式下，所述主控器100对所述循迹模块301发送的红外信息进行判断，并控制所述驱动马达500带动所述智能小车10按照预设轨迹进行行驶，并驱动所述数码管模块401和信号灯模块402显示相关信息。

值得说明的是，学生可以根据自身的需要灵活选择和拼接以上各模块组件，并通过外部上位机的图形化编程界面，按照自己的逻辑自由设计控制所述智能小车10的方法。

综上所述，本实用新型通过主控器100上的程序下载接口600获取外部上位机中与图形化编程对应的可执行代码，以对与所述主控器100电连接的信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400和驱动马达500进行控制，能够实现对智能小车10进行编程控制的图形化操作。另外，所述主控器100、信号收发模组200、传感器模组300、显示组件400和驱动马达500外分别设置有形状匹配的封装壳体，所述封装壳体之间可自由拼接成不同形状的智能小车10，从而实现针对实际硬件的灵活的编程学习，进而降低了学习起点和减小了学习难度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于图形化编程的可拼接的智能小车，其特征在于，所述智能小车包括主控器、信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达，所述信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达分别与所述主控器电连接，所述主控器上设置有程序下载接口，所述程序下载接口用于通过数据线从外部上位机中下载与图形化编程对应的可执行代码，所述主控器、信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达外分别设置有形状匹配的封装壳体，所述封装壳体之间可自由拼接成不同形状的智能小车，所述主控器根据所述可执行代码对所述信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于图形化编程的可拼接的智能小车，其特征在于，所述封装壳体上均开设有第一插孔，相邻封装壳体之间通过将积木插件穿入所述第一插孔进行自由拼接。

3.根据权利要求1所述的基于图形化编程的可拼接的智能小车，其特征在于，所述信号收发模组、传感器模组、显示组件和驱动马达分别通过RJ25线连接于所述主控器的不同端口上。

4.根据权利要求1所述的基于图形化编程的可拼接的智能小车，其特征在于，所述智能小车还包括电源，所述电源通过RJ25线与所述主控器电连接，所述电源外还设置有封装盒，所述封装盒上开设有第二插孔，所述封装盒与所述封装壳体之间通过将积木插件穿入所述第二插孔进行自由拼接。

5.根据权利要求1所述的基于图形化编程的可拼接的智能小车，其特征在于，所述传感器模组包括循迹模块和超声波测距模块，其中，所述循迹模块拼接于所述智能小车的底端，用于将感测到的轨迹信息发送给所述主控器，所述超声波测距模块拼接于所述智能小车的顶端，用于将计算出的其与外部障碍物的距离信息发送给所述主控器。

6.根据权利要求1所述的基于图形化编程的可拼接的智能小车，其特征在于，所述显示组件包括数码管模块和信号灯模块，所述数码管模块拼接于所述智能小车的中部前端，所述信号灯模块拼接于所述智能小车的下部前端。

7.根据权利要求1所述的基于图形化编程的可拼接的智能小车，其特征在于，所述驱动马达位于所述智能小车的后部且与所述智能小车的滚轮转轴连接，用于控制所述智能小车的行驶方向。

8.根据权利要求1所述的基于图形化编程的可拼接的智能小车，其特征在于，所述信号收发模组拼接于所述智能小车的后部并与外部遥控器通信连接，其中，所述信号收发模组为红外收发模组，用于接收所述遥控器发送的控制指令并发送给所述主控器。