一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车 - 佰腾专利检索

摘要:

本实用新型公开了一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车,属于智能车控制技术领域。包括双驱小车底盘、电机、电路板和控制系统,所述的电路板设置与小车底盘之上,所述的控制系统设置于电路板上方,该控制系统包括单片机、电机驱动模块、光电测速模块、信息传输模块和电源模块,所述的单片机点焊于电路板上,所述的电机驱动模块、信息传输模块胶焊于双驱小车底盘上方,所述的光电测速模块中的测速码盘固定在电动机转轴上,测速传感器正对着测速盘固定于小车底盘上,电源模块通过固定销钉拧入销孔中活动固定于小车底盘下面,电机驱动模块、超声波模块、光电测速模块、信息传输模块和电源模块通过杜邦线分别与单片机相连接。 - 佰腾专利检索

申请号: CN201521054403.0 专利名称: 一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车 申请(专利权)人: [郑州大学] 发明人: [逯鹏, 李奇航, 李新建, 张微, 王腾飞] 其他信息:
1.一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车,包括双驱小车底盘、电机、电路板和控制系统,其特征在于:所述的电路板设置于小车底盘之上,所述的电机设置于双驱小车底盘的双驱轮处,所述的控制系统设置于电路板上方,该控制系统包括单片机、电机驱动模块、光电测速模块、信息传输模块和电源模块,所述的单片机点焊于电路板上,所述的电机驱动模块、信息传输模块胶焊于双驱小车底盘上方,所述的光电测速模块中的测速码盘固定在电动机转轴上,测速传感器正对着测速盘固定于小车底盘上,电源模块通过固定销钉拧入销孔中活动固定于小车底盘下面,电机驱动模块、超声波模块、光电测速模块、信息传输模块和电源模块通过杜邦线分别与单片机相连接。 2.根据权利要求1所述的一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车,其特征在于:所述的信息传输模块的型号为ESP8266。
< p > 一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车 < /p > < p > 技术领域 < /p > < p > 本实用新型涉及智能控制技术领域,更具体地说,涉及一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车。 < /p > < p > 背景技术 < /p > < p > 对于如何确定系统的位置,国内外大都是采用陀螺惯导定位、磁罗盘光码盘定位、控制系统采用多层次“感知一动作”行为控制及基于模糊控制的局部路径规划及导航控制、 < u > GPS < /u > 定位系统、光纤阻尼陀螺。对于如何确定系统位置变化,国内外大都采用三维激光测距仪、超声波测距、红外测距、光码盘。 < /p > < p > 结合位置确定设备和位置变化检测设备,可以实现对位置的确定,国内有一种基于电子罗盘的智能小车行走定位方法,但该方案的可靠性不高,很容易受到外界磁场的影响,所以通过位置计算模块计算出的数值会有误差;另一种方法是通过声波来进行位置的确定,定位系统在二维平面内进行,运动的智能小车上放置3个声音接收装置,以实现智能小车运动轨迹的测定,但是该方法比较适合在空旷的场景下使用,对于声波的检测极易受到障碍物的影响。 < /p > < p > 而有关应用在物流方面的智能小车系统,主要是在物流货物分拣方面应用比较多,但所解决的问题是类似的,分拣物流货物也要面对定位的问题,国内比较有名的就是京东商城的“亚洲一号”智能化物流分拣系统,另外德国的Sesotec分拣系统也是目前在国内应用较广泛的分拣系统,不过它们的使用都存在着对应用环境的要求问题。 < /p > < p > 因此,在本实用新型中开辟了全新的定位方法,解决了小空间内不方便使用智能设备的问题。通过在坐标系内模拟物流货物的坐标,使用能灵活工作的智能小车作为研发平台,实现智能小车自主确定坐标位置,解决了对物流货物的定位问题。 < /p > < p > 发明内容 < /p > < p > 本实用新型的目的在于克服现有智能车采用的定位方法可靠性不高、易受到外界磁场和障碍物的影响的问题;而有关应用在物流方面的智能小车系统,分拣物流货物也要面对定位的问题,国内应用较为广泛的系统存在着应用环境的要求问题,需要有大型的厂房才能有序的工作,不适合在较为分散的物流中转站和小型的派送点使用;提供了一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车;本实用新型运行速度快,抗干扰能力强,而且针对不同的环境该平台的可扩展性也很强,可以添加其他的模块以实现在特定条件下的稳定工作。 < /p > < p > 为达到上述目的,本实用新型提供的技术方案为: < /p > < p > 本实用新型的一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车,包括双驱小车底盘、电机、电路板和控制系统,所述的电路板设置于小车底盘之上,所述的电机设置于双驱小车底盘的双驱轮处,所述的控制系统设置于电路板上方,该控制系统包括单片机、电机驱动模块、光电测速模块、信息传输模块和电源模块,所述的单片机点焊于电路板上,所述的电机驱动模块、信息传输模块胶焊于双驱小车底盘上方,所述的光电测速模块中的测速码盘固定在电动机转轴上,测速传感器正对着测速盘固定于小车底盘上,电源模块通过固定销钉拧入销孔中活动固定于小车底盘下面,电机驱动模块、超声波模块、光电测速模块、信息传输模块和电源模块通过杜邦线分别与单片机相连接。 < !-- SIPO < DP n="1" > -- > < /p > < p > 所述的单片机的型号为STC89C52。 < /p > < p > 所述的电机为直流减速电机。 < /p > < p > 所述的电机驱动模块的型号为L298N。 < /p > < p > 所述的光电测速模块配30线的测速码盘使用。 < /p > < p > 所述的电路板的型号为QX-mini51开发板。 < /p > < p > 所述的信息传输模块的型号为ESP8266。 < /p > < p > 采用本实用新型提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下有益效果: < /p > < p > 所述的光电测速模块配以30线的测速码盘使用,所测得的距离误差较小;所述的信息传输模块型号为ESP8266型号的WIFI模块,使用方便,适合非技术性人员的操作;本实用新型运行速度快,抗干扰能力强,而且针对不同的环境该平台的可扩展性也很强,可以添加其他的模块以实现在特定条件下的稳定工作。 < /p > < p > 附图说明 < /p > < p > 图1为控制系统的结构框图; < /p > < p > 图2为光电测速模块与单片机的连接示意图; < !-- SIPO < DP n="2" > -- > < /p > < p > 图3为信息传输模块与单片机的连接示意图; < /p > < p > 图4为电机驱动模块与单片机的连接示意图。 < /p > < p > 示意图中的标号说明: < /p > < p > 1、光电测速模块的接地端口;2、光电测速模块的+3.3V接线端口;3、光电测速模块的输出端口;4/5、光电测速模块。 < /p > < p > 具体实施方式 < /p > < p > 结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。 < /p > < p > 一种二维空间内模拟物流货物定位的智能小车,包括双驱小车底盘、电机、电路板和控制系统,所述的电路板设置于小车底盘之上,所述的电机设置于双驱小车底盘的双驱轮处,所述的控制系统设置于电路板上方,参看图1,该控制系统包括单片机、电机驱动模块、光电测速模块、信息传输模块和电源模块,所述的单片机点焊于电路板上,所述的电机驱动模块、信息传输模块胶焊于双驱小车底盘上方,所述的光电测速模块中的测速码盘固定在电动机转轴上,测速传感器正对着测速盘固定于小车底盘上,电源模块通过固定销钉拧入销孔中活动固定于小车底盘下面,电机驱动模块、超声波模块、光电测速模块、信息传输模块和电源模块通过杜邦线分别与单片机相连接。 < /p > < p > 参看图2,所述的光电测速模块为两套,用来对小车的两个车轮进行测速,光电测速模块中的1端口连接电源的GND端,2端口连接电源的3.3V接线端,两个光电测速模块的3端口连接单片机的P3.2和P3.3。 < /p > < p > 参看图3,所述的信息传输模块中GND端连接电源的GND端,VCC端口连接电源的3.3V接线端,UTXD端口连接单片机的RX端口。 < /p > < p > 参看图4,电机驱动模块中为控制电机的四个输出端引脚为OUT1、OUT2、OUT3、OUT4,即左电机输出和右电机输出,可驱动电流峰值2A的电机,OUT1、OUT2与小车左轮的电机连接,驱动小车左轮的前转和后转,OUT3、OUT4与小车右轮的电机连接,驱动小车右轮的前转、后转。电机驱动模块中的引脚+12V和GND端接至电源模块,给电机供电,电路板的+5V端和GND端接至驱动电机的+5V端和GND端,电源模块的GND端和电路板的GND端共同接至驱动电机的GND端。电机驱动模块中为电机控制输入端的引脚IN1、IN2、IN3、IN4分别依次和单片机的P10、P11、P12、P13端口连接,通过单片机来控制驱动电机,进而控制小车的左右轮转动。 < /p > < p > 实际使用时,单片机通过编程控制电机驱动模块,根据IN1、IN2、IN3、IN4的值的变化来确定双驱小车的左右轮的转动,双驱小车的状态根据设定值的变化而变化,IN1控制双驱小车右轮的正转,IN2控制双驱小车右轮的反转,IN3控制双驱小车左轮的正转,IN4控制双驱小车左轮的反转,当IN1、IN2、IN3、IN4分别设置成1、0、1、0时,双驱小车向前走;当IN1、IN2、IN3、IN4分别设置成0、1、0、1时双驱小车向后走;当IN1、IN2、IN3、IN4设置成1、0、0、0时,双驱小车向左转;当IN1、IN2、IN3、IN4设置成0、0、1、0时双驱小车右转;当IN1、IN2、IN3、IN4设置成0、0、0、0时,双驱小车停止。 < /p > < p > 同时,对所述的光电测速模块和信息传输模块进行程序设计,并对单片机进行核心定位算法的设计,最终实现二维空间内模拟物流货物定位。 < !-- SIPO < DP n="3" > -- > < /p >
< p > 对于如何确定系统的位置,国内外大都是采用陀螺惯导定位、磁罗盘光码盘定位、控制系统采用多层次“感知一动作”行为控制及基于模糊控制的局部路径规划及导航控制、GPS定位系统、光纤阻尼陀螺。对于如何确定系统位置变化,国内外大都采用三维激光测距仪、超声波测距、红外测距、光码盘。 < /p > < p > 结合位置确定设备和位置变化检测设备,可以实现对位置的确定,国内有一种基于电子罗盘的智能小车行走定位方法,但该方案的可靠性不高,很容易受到外界磁场的影响,所以通过位置计算模块计算出的数值会有误差;另一种方法是通过声波来进行位置的确定,定位系统在二维平面内进行,运动的智能小车上放置3个声音接收装置,以实现智能小车运动轨迹的测定,但是该方法比较适合在空旷的场景下使用,对于声波的检测极易受到障碍物的影响。 < /p > < p > 而有关应用在物流方面的智能小车系统,主要是在物流货物分拣方面应用比较多,但所解决的问题是类似的,分拣物流货物也要面对定位的问题,国内比较有名的就是京东商城的“亚洲一号”智能化物流分拣系统,另外德国的Sesotec分拣系统也是目前在国内应用较广泛的分拣系统,不过它们的使用都存在着对应用环境的要求问题。 < /p > < p > 因此,在本实用新型中开辟了全新的定位方法,解决了小空间内不方便使用智能设备的问题。通过在坐标系内模拟物流货物的坐标,使用能灵活工作的智能小车作为研发平台,实现智能小车自主确定坐标位置,解决了对物流货物的定位问题。 < /p >
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