一體化紅外接收管4位置不可調換，具體為:所述的四對傳感器2的紅外發(fā)射管3均設置在電路板I的前方，而一體化紅外接收管4均設置在電路板I的后方，這可盡量避免外界紅外光對一體化紅外接收管4造成干擾，保證機器人小車循跡穩(wěn)定。
[0023]而所述的信號處理電路5包括調制信號發(fā)生電路、信號強度調節(jié)電路、波形變換電路及濾波器電路幾個部分。
[0024]圖3為本發(fā)明所述的調制信號發(fā)生電路一實施例的電路原理圖。
[0025]如圖3所示，由反相器Ul、38KHz晶體振蕩器CY1、電阻R1、電阻R2及電容Cl、電容C2組成調制信號發(fā)生電路，用來產(chǎn)生38KHz的矩形波信號。反相器U2用來對輸出的矩形波信號進行整形，同時提高其帶負載的能力。調制信號發(fā)生電路使紅外發(fā)射管3發(fā)出38kHz的紅外光調制信號，經(jīng)循跡面反射后被一體化紅外接收管4接收，一體化紅外接收管4將接收到的信號進行解調，再經(jīng)波形變換、濾波器濾波后得到機器人小車循跡模塊的輸出信號。傳感器信號經(jīng)調制、解調處理后，能提高傳感器對環(huán)境光的抗干擾能力，可保證機器人小車循跡姿態(tài)的穩(wěn)定性。
[0026]圖4為本發(fā)明所述的信號強度調節(jié)電路一實施例的電路原理圖。
[0027]如圖4所示，由可調電阻RP1、運算放大器U3構成信號強度調節(jié)電路。可調電阻RPl以分壓的形式將矩形波信號加載到由運算放大器U3構成的電壓跟隨器的輸入端上，通過調節(jié)RPl即可在運算放大器U3的輸出端得到幅度線性變化的矩形波信號，使紅外發(fā)射管LI發(fā)出的信號強度得到線性調節(jié)，這可使機器人小車循跡模塊能適應不同的循跡場合。
[0028]此外，由于循跡面上不同區(qū)域紅外光的反射率可能不同，或者循跡面上有塵埃物質等，這些都將產(chǎn)生干擾信號且易被傳感器接收到，因此需用波形變換電路對傳感器接收到的信號進行整形、濾波，濾去其接收到的此干擾信號。本發(fā)明所述的波形變換電路采用施密特觸發(fā)器或滯回比較器來設計，且施密特觸發(fā)器或滯回比較器的兩個閾值電壓均設置為可調節(jié)，這可使循跡模塊能在不同反射率的循跡面上進行穩(wěn)定循跡。
[0029]圖5為本發(fā)明所述的波形變換電路及濾波器電路一實施例的電路原理圖。
[0030]如圖5所示，由可調電阻RP2、可調電阻RP3、反相器U5及反相器U6構成施密特觸發(fā)器，用以對一體化接收管接收到的干擾信號進行整形，濾去干擾信號?？烧{電阻RP2、可調電阻RP3用來調節(jié)施密特觸發(fā)器的兩個閾值電壓。
[0031]電路系統(tǒng)中往往還存在環(huán)境電磁干擾等高頻干擾信號，為提高電路的穩(wěn)定性，還需要在電路輸出端進行低通濾波。如圖5所示，本發(fā)明所述的濾波器電路由電阻R4及電容C3形成低通濾波器，用來濾去系統(tǒng)的高頻干擾信號。電阻R4的一端接波形變換電路的輸出端，電阻R4的另一端與電容C3的一端連接在一起，同時作為系統(tǒng)最終信號輸出端Vout，電容C3的另一端接地。因此，本發(fā)明機器人小車循跡模塊裝置最終輸出的一路有用信號為Vout0
[0032]本發(fā)明所述的傳感器之間的間距依照循跡黑線的寬度來合理設定，可保證機器人小車循跡姿態(tài)更加穩(wěn)定。紅外傳感器信號經(jīng)調制、解調處理后，能有效避開環(huán)境光的干擾。采用波形變換電路濾去因循跡面反射率不同而帶來的干擾信號，并且采用濾波電路濾去了系統(tǒng)高頻干擾信號。因此，機器人小車循跡模塊裝置循跡姿態(tài)更加穩(wěn)定，循跡效果更好，系統(tǒng)抗干擾性能得到很大提高，并且循跡模塊能在不同反射率的循跡面上進行穩(wěn)定循跡。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明專利的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明專利原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明專利的保護范圍。
【主權項】
1.機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，包括設置在電路板上的傳感器和信號處理電路，所述的傳感器與信號處理電路連通，且所述的傳感器平行設置有四對，依次分別為傳感器A、傳感器B、傳感器C和傳感器D，傳感器A、傳感器B的間距與傳感器C和傳感器D的間距均為XI，而傳感器B、傳感器C的間距則為X2，循跡黑線的寬度為X3，且所述的X2 >X3o
2.根據(jù)權利要求1所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的X2為X3的1.5倍到2倍之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的Xl( X3。
4.根據(jù)權利要求1所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的四對傳感器的發(fā)射管均設置在電路板的前端，而接收管均設置在電路板的后端。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的四對傳感器均由紅外發(fā)射管和紅外接收管組成，且紅外接收管為一體化紅外接收管。
6.根據(jù)權利要求1所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的信號處理電路包括調制信號發(fā)生電路、信號強度調節(jié)電路、波形變換電路和濾波器電路。
7.根據(jù)權利要求6所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的調制信號發(fā)生電路為矩形波發(fā)生器，其輸出矩形波信號頻率為38kHz。
8.根據(jù)權利要求6所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的信號強度調節(jié)電路包括可調電阻和運算放大器，所述的可調電阻的一端子與調制信號發(fā)生電路的輸出端連接，所述的可調電阻的另一端子接地，所述的可調電阻中間的滑動端子與運算放大器的同相輸入端連接，所述的運算放大器的輸出端與運算放大器的反相輸入端連接，運算放大器的輸出端作為信號強度調節(jié)電路的信號輸出端。
9.根據(jù)權利要求6所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的波形變換電路包括施密特觸發(fā)器或滯回比較器，且施密特觸發(fā)器或滯回比較器的兩個閾值電壓均為可調節(jié)電壓。
10.根據(jù)權利要求9所述的機器人小車循跡模塊裝置，其特征在于，所述的濾波器電路為低通濾波器，濾波器電路包括一電阻和一電容器，所述的電阻的一端子與施密特觸發(fā)器輸出端連接，所述的電容器的一端子接地，所述的電阻的另一端子與電容器的另一端子連接在一起同時作為機器人小車循跡模塊裝置的信號輸出端。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機器人小車循跡模塊裝置，包括傳感器及信號處理電路，且所述的傳感器平行設置有四對。傳感器A、傳感器B的間距與傳感器C和傳感器D的間距均為X1，而傳感器B、傳感器C的間距為X2，循跡黑線寬度為X3，且所述的X2＞X3，X1≤X3。所述的信號處理電路包括調制信號發(fā)生電路、信號強度調節(jié)電路、波形變換電路及濾波器電路。調制信號發(fā)生電路及信號強度調節(jié)電路用來產(chǎn)生的38kHz且強度可調的紅外光調制信號。波形變換電路采用施密特觸發(fā)器電路設計，濾波器電路采用低通濾波器設計。因此循跡模塊循跡姿態(tài)更加穩(wěn)定，循跡效果更好，系統(tǒng)抗干擾性能得到很大提高，并且循跡模塊能在不同反射率的循跡面上進行穩(wěn)定循跡。
【IPC分類】G05D1-02
【公開號】CN104536444
【申請?zhí)枴緾N201410786005
【發(fā)明人】曾憲陽, 楊紅莉, 郁漢琪, 褚南峰, 許其清
【申請人】南京工程學院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月18日