全方位智能随动小车及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种全方位智能随动小车，具有随动小车部件、移动主人部件。所述随动小车部件包括：电源模块；显示模块；电机驱动模块，用于驱动随动小车部件的电机；超声波发射模块；红外雷达发射模块；小车无线通讯模块，小车主控单片机模块；舵机控制模块，控制超声波发射模块及红外雷达发射模块旋转；所述移动主人部件包括：电源及充电模块；超声波接收模块；红外雷达接收模块；主人无线通讯模块；主人主控单片机模块。本发明专利技术应用超声波，配合红外雷达使随动小车部件能在各个方位准确判断自身与移动主人部件的相对位置，以始终在固定距离内以固定角度跟随移动主人部件，并有效解决跟随时的转向问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能机器人
，尤其涉及一种全方位智能随动小车及其控制方法。
技术介绍
在平常的生活中，会经常看到在火车站的入站口，有很多帮旅客搬运行李的人员来来往往；看见大超市中人们推着笨重的购物车，弯腰选东西时还要推着购物车；看到在妈妈一只手哄大哭的婴儿，另一只一手推着婴儿车等各种现象。其实这现象还有很多，这就让我们看到社会生活中急切的需要智能化的跟随小车。相较于人工助力跟随小车，智能自动跟随具有可以省力，减轻人们劳动强度，跟随效果稳定等优点，现在随动机器人也出现了很多但其均不同程度的具有跟随不稳定，易受干扰；无法全方位保持随动；不能使机器人在特定距离内跟随；同时只能在人后方跟随，无法在人前方保持特定距离随行；且在人转向时跟随状态无法保障的众多缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种全方位智能随动小车及其控制方法，随动小车部件与移动主人部件之间可实现较精确的跟随。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全方位智能随动小车，具有随动小车部件、移动主人部件，所述随动小车部件包括：电源模块，用于给随动小车部件提供能量；显示模块，用于显示电源电量、跟随距离；电机驱动模块，用于驱动随动小车部件的电机；超声波发射模块，用于发射超声波信号；红外雷达发射模块，用于发射红外信号；小车无线通讯模块，用于与主人主控单片机模块进行无线通讯；小车主控单片机模块；舵机控制模块，控制超声波发射模块及红外雷达发射模块旋转；所述移动主人部件包括：电源及充电模块，用于给移动主人部件提供能量；超声波接收模块，用于接收超声波信号；红外雷达接收模块，用于接收红外信号；主人无线通讯模块，用于与小车主控单片机模块进行无线通讯；主人主控单片机模块。进一步地，所述超声波发射模块包括第一超声波发射模块、第二超声波发射模块，所述红外雷达发射模块、第一超声波发射模块、第二超声波发射模块安装在随动小车部件的前端；所述舵机控制模块包括第一舵机、第二舵机、第三舵机，所述第一舵机控制第一超声波发射模块旋转，所述第二舵机控制第二超声波发射模块旋转；所述第三舵机控制红外雷达发射模块旋转；所述电机驱动模块包括第一电机驱动模块、第二电机驱动模块，所述随动小车部件包括前轮、左后轮、右后轮，所述前轮为万向轮，所述第一电机驱动模块通过第一电机驱动左后轮，所述第二电机驱动模块通过第二电机驱动右后轮。一种上述全方位智能随动小车的控制方法，包括如下步骤：步骤1：小车主控单片机模块控制第三舵机驱动红外雷达发射模块旋转，探测红外雷达接收模块的位置，红外雷达接收模块接收到红外雷达发射模块发出的红外信号后，主人主控单片机模块将接收到的红外信号通过主人无线通讯模块传输给小车主控单片机模块，小车主控单片机模块控制第三舵机停止；步骤2：第三舵机停止后，小车主控单片机模块控制第一舵机驱动第一超声波发射模块旋转，探测超声波接收模块位置；小车主控单片机模块控制第二舵机驱动第二超声波发射模块旋转，探测超声波接收模块位置；超声波接收模块接收到第一超声波发射模块、第二超声波发射模块发出的超声波信号后，主人主控单片机模块将第一超声波发射模块至超声波接收模块的距离V1t以及第二超声波发射模块至超声波接收模块的距离V2t通过主人无线通讯模块传输给小车主控单片机模块，小车主控单片机模块控制第一舵机、第二舵机停止；小车主控单片机模块判断第一超声波发射模块至超声波接收模块的距离V1t与第二超声波发射模块至超声波接收模块的距离V2t是否相等，若不相等则控制电机驱动模块驱动随动小车部件转向直至相等；步骤3：第一超声波发射模块的位置A、第二超声波发射模块的位置B、超声波接收模块的位置D形成三角形，根据第一超声波发射模块至超声波接收模块的距离V1t、第二超声波发射模块至超声波接收模块的距离V2t、位置A与位置B形成的底边AB，即可计算出位置D与底边AB的最短距离，以及三角形ABD的各角角度；步骤4：若步骤3得到的位置D与底边AB的最短距离以及三角形ABD的各角角度与预设的最短距离及各角角度一致，则小车主控单片机模块控制电机驱动模块保持状态；若步骤3得到的位置D与底边AB的最短距离以及三角形ABD的各角角度与预设的最短距离及各角角度不一致，则小车主控单片机模块控制电机驱动模块驱动随动小车部件运作直至位置D与底边AB的最短距离以及三角形ABD的各角角度与预设的最短距离及各角角度一致。进一步地，电机驱动模块驱动随动小车部件转向的方法为：当驱动右后轮的第二电机转速大于驱动左后轮的第一电机转速时，随动小车部件向左转向；当驱动左后轮的第一电机转速大于驱动右后轮的第二电机转速时，随动小车部件向右转向。本专利技术的有益效果是：本专利技术应用超声波，配合红外雷达使随动小车部件能在各个方位准确判断自身与移动主人部件的相对位置，以始终在固定距离内以固定角度跟随移动主人部件，并有效解决跟随时的转向问题。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中随动小车部件的俯视示意图；图3是本专利技术的原理框图；图4是本专利技术的控制流程图；其中:2、第一超声波发射模块，3、红外雷达发射模块，5、第二超声波发射模块，8、前轮，9、左后轮，10、右后轮。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1、图2、图3所示，一种全方位智能随动小车，具有随动小车部件、移动主人部件，所述随动小车部件包括：电源模块，用于给随动小车部件提供能量；显示模块，用于显示电源电量、跟随距离；电机驱动模块，用于驱动随动小车部件的电机；超声波发射模块，用于发射超声波信号；红外雷达发射模块，用于发射红外信号；小车无线通讯模块，用于与主人主控单片机模块进行无线通讯；小车主控单片机模块；舵机控制模块，控制超声波发射模块及红外雷达发射模块旋转；所述移动主人部件包括：电源及充电模块，用于给移动主人部件提供能量；超声波接收模块，用于接收超声波信号；红外雷达接收模块，用于接收红外信号；主人无线通讯模块，用于与小车主控单片机模块进行无线通讯；主人主控单片机模块。所述超声波发射模块包括第一超声波发射模块、第二超声波发射模块，所述红外雷达发射模块、第一超声波发射模块、第二超声波发射模块安装在随动小车部件的前端；所述舵机控制模块包括第一舵机、第二舵机、第三舵机，所述第一舵机控制第一超声波发射模块旋转，所述第二舵机控制第二超声波发射模块旋转；所述第三舵机控制红外雷达发射模块旋转。如图1所示，第一超声波发射模块即为信号源A，第二超声波发射模块即为信号源B，红外雷达发射模块即为信号源C，红外雷达接收模块及超声波接收模块即为信号源D。所述电机驱动模块包括第一电机驱动模块、第二电机驱动模块，所述随动小车部件包括前轮8、左后轮9、右后轮10，所述前轮为万向轮，所述第一电机驱动模块通过第一电机驱动左后轮，所述第二电机驱动模块通过第二电机驱动右后轮。如图3所示，一种上述全方位智能随动小车的控制方法，包括如下步骤：步骤1：小车主控单片机模块控制第三舵机驱动红外雷达发射模块旋转，探测红外雷达接收模块的位置，红外雷达接收模块接收到红外雷达发射模块发出的红外信号后，主人主控单片机模块将接收到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全方位智能随动小车，其特征在于：具有随动小车部件、移动主人部件，所述随动小车部件包括：电源模块，用于给随动小车部件提供能量；显示模块，用于显示电源电量、跟随距离；电机驱动模块，用于驱动随动小车部件的电机；超声波发射模块，用于发射超声波信号；红外雷达发射模块，用于发射红外信号；小车无线通讯模块，用于与主人主控单片机模块进行无线通讯；小车主控单片机模块；舵机控制模块，控制超声波发射模块及红外雷达发射模块旋转；所述移动主人部件包括：电源及充电模块，用于给移动主人部件提供能量；超声波接收模块，用于接收超声波信号；红外雷达接收模块，用于接收红外信号；主人无线通讯模块，用于与小车主控单片机模块进行无线通讯；主人主控单片机模块。

【技术特征摘要】
1.一种全方位智能随动小车，其特征在于：具有随动小车部件、移动主人部件，所述随动小车部件包括：电源模块，用于给随动小车部件提供能量；显示模块，用于显示电源电量、跟随距离；电机驱动模块，用于驱动随动小车部件的电机；超声波发射模块，用于发射超声波信号；红外雷达发射模块，用于发射红外信号；小车无线通讯模块，用于与主人主控单片机模块进行无线通讯；小车主控单片机模块；舵机控制模块，控制超声波发射模块及红外雷达发射模块旋转；所述移动主人部件包括：电源及充电模块，用于给移动主人部件提供能量；超声波接收模块，用于接收超声波信号；红外雷达接收模块，用于接收红外信号；主人无线通讯模块，用于与小车主控单片机模块进行无线通讯；主人主控单片机模块。2.根据权利要求1所述的一种全方位智能随动小车，其特征在于：所述超声波发射模块包括第一超声波发射模块、第二超声波发射模块，所述红外雷达发射模块、第一超声波发射模块、第二超声波发射模块安装在随动小车部件的前端；所述舵机控制模块包括第一舵机、第二舵机、第三舵机，所述第一舵机控制第一超声波发射模块旋转，所述第二舵机控制第二超声波发射模块旋转；所述第三舵机控制红外雷达发射模块旋转；所述电机驱动模块包括第一电机驱动模块、第二电机驱动模块，所述随动小车部件包括前轮、左后轮、右后轮，所述前轮为万向轮，所述第一电机驱动模块通过第一电机驱动左后轮，所述第二电机驱动模块通过第二电机驱动右后轮。3.一种权利要求2所述的全方位智能随动小车的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：小车主控单片机模块控制第三舵机驱动红外雷达发射模块旋转，探测红外雷达接收模块的位置，红外雷达接收模块接收到红外雷达发射模块发出的红外信号后，主人主控单片机模块将接收到的红外信号通过主人无线通讯模块传输给小车主控单片机模块，小车主控单片机模块控制第三舵机停止；步骤2：第三舵机停...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋京，王文宇，薛诺诺，涂市委，
申请(专利权)人：张家港长安大学汽车工程研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32