專利名稱：利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動控制領(lǐng)域，具體涉及ー種利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于諸多生產(chǎn)、生活領(lǐng)域。在現(xiàn)實(shí)生活中有些工作會對人體造成傷害，比如噴漆、重物搬運(yùn)等；有些工作要求質(zhì)量很高，人難以長時間勝任，比如汽車焊接、精密裝配等；有些工作人無法身臨其境，比如火山探險、深海探密、空間探索等；有些工作不適合人去干，比如ー些惡劣的環(huán)境、ー些枯燥單調(diào)的重復(fù)性勞作等；這些都是機(jī)器人大顯身手的地方。服務(wù)機(jī)器人還可以為您治病保健、保潔保安；水下機(jī)器人可以幫助打撈沉船、鋪設(shè)電纜；工程機(jī)器人可以上山入地、開洞筑路；農(nóng)業(yè)機(jī)器人可以耕耘播種、施肥除蟲。因此，對于在危險或復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行公路、エ業(yè)現(xiàn)場等的測繪工作，非常需要有一種可以代替人的智能繪圖機(jī)器人。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，其可以代替人在危險或復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行公路、エ業(yè)現(xiàn)場等的測繪工作。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，包括軌跡設(shè)定器和繪圖單元，所述軌跡設(shè)定器包括鍵盤模塊、第一單片機(jī)、顯示模塊、語音模塊和無線發(fā)送模塊；所述繪圖単元包括無線接收模塊、第二單片機(jī)、轉(zhuǎn)向單元、直流電機(jī)驅(qū)動電路、直流電機(jī)、行進(jìn)單元、測速單元、異步電機(jī)驅(qū)動電路、異步電機(jī)和繪圖筆架；上述鍵盤模塊與第一單片機(jī)相連，其用于向第一單片機(jī)內(nèi)輸入圖形軌跡設(shè)定數(shù)據(jù)；所述第一單片機(jī)分別與顯示模塊、語音模塊和無線發(fā)送模塊相連，第一單片機(jī)接收和存儲鍵盤模塊輸入的圖形軌跡設(shè)定數(shù)據(jù)，其對軌跡數(shù)據(jù)做出形狀識別和判斷處理，并計算出圖形形狀的起點(diǎn)、終點(diǎn)、長度、弧度和相對坐標(biāo)的信息數(shù)據(jù)；第一單片機(jī)將上述圖形形狀的信息數(shù)據(jù)同時傳送到顯示模塊、語音模塊和無線發(fā)送模塊，并將時鐘基準(zhǔn)發(fā)送給顯示模塊；所述顯示模塊用于顯示繪圖時間和第一單片機(jī)傳送來的圖形形狀；所述語音模塊通過語音形式播報第一單片機(jī)傳送來的圖形形狀的名稱；所述無線發(fā)送模塊將第一單片機(jī)傳送來的圖形形狀數(shù)據(jù)以遙控形式發(fā)送給無線接收模塊；所述無線接收模塊與第二單片機(jī)相連，其將接收到的無線發(fā)送模塊傳送來的圖形形狀數(shù)據(jù)傳送給第二單片機(jī)；所述測速単元與行進(jìn)単元相連，其用于檢測行進(jìn)單元的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)；所述第二單片機(jī)分別與測速単元、轉(zhuǎn)向單元、直流電機(jī)驅(qū)動電路、異步電機(jī)驅(qū)動電路相連，第二單片機(jī)對測速單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，井向轉(zhuǎn)向單元發(fā)出轉(zhuǎn)向控制命令，向直流電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)出直流電機(jī)速度調(diào)整的控制命令，向異步電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)出異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)或停止的控制命令；所述轉(zhuǎn)向單元與行進(jìn)單元相連，其根據(jù)第二單片機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)向控制命令帶動行進(jìn)單元做轉(zhuǎn)向動作；所述直流電機(jī)驅(qū)動電路與直流電機(jī)相連，其根據(jù)第二單片機(jī)發(fā)出的速度調(diào)整指令驅(qū)動直流電機(jī)并控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速；所述異步電機(jī)驅(qū)動電路與異步電機(jī)相連，其根據(jù)第二單片機(jī)發(fā)出的正反轉(zhuǎn)或停止指令驅(qū)動異步電機(jī)并控制異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和停止；所述直流電機(jī)與行進(jìn)單元相連，其帶動行進(jìn)單元旋轉(zhuǎn)并行迸；所述異步電機(jī)與繪圖筆架相連，其通過正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止動作，控制繪圖筆架的上升、下降和定位。本實(shí)用新型的有益效果是該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)無線遙控繪制圖形的功能，可以代替人在危險或復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行公路、エ業(yè)現(xiàn)場等的測繪工作。該遙控智能繪圖裝置可以應(yīng)用于工程繪圖、エ業(yè)生產(chǎn)過程自動化、兒童玩具等領(lǐng)域。
圖I是本實(shí)用新型利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)ー步詳細(xì)說明。如圖I所示，本實(shí)用新型利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置包括軌跡設(shè)定器和繪圖單元，所述軌跡設(shè)定器包括鍵盤模塊、第一單片機(jī)、顯示模塊、語音模塊和無線發(fā)送模塊；所述繪圖単元包括無線接收模塊、第二單片機(jī)、轉(zhuǎn)向單元、直流電機(jī)驅(qū)動電路、直流電機(jī)、行進(jìn)單元、測速單元、異步電機(jī)驅(qū)動電路、異步電機(jī)和繪圖筆架。上述的第一單片機(jī)和第二單片機(jī)均采用STC89C52單片機(jī)。上述的異步電機(jī)為減速步進(jìn)電機(jī)，減速步進(jìn)電機(jī)具有較大的轉(zhuǎn)矩和較慢的轉(zhuǎn)速，正好適合控制繪圖筆的升降。上述的行進(jìn)單元為四輪小車的兩個前輪，兩個前輪上各設(shè)置ー個測速単元和ー個黒白相間的碼盤。上述的測速單元為紅外對管傳感器，該紅外對管傳感器的紅外發(fā)射接收對管分別固定在上述碼盤的兩側(cè)。測速單元通過紅外對管傳感器分別感應(yīng)行進(jìn)單元左、右前輪上黑白碼盤的滾動碼盤數(shù)，形成轉(zhuǎn)速編碼器，為轉(zhuǎn)動角度計數(shù)；測速單元將左右前輪的轉(zhuǎn)動角度數(shù)值同時發(fā)給第二單片機(jī)進(jìn)行比較計算，得出兩個車輪轉(zhuǎn)動角速度；第二單片機(jī)依據(jù)對直流電機(jī)驅(qū)動電路的轉(zhuǎn)速控制命令，對兩個車輪分別實(shí)施轉(zhuǎn)動角速度控制，使智能繪圖裝置沿直線或曲線或折線軌跡行迸。上述的無線發(fā)送模塊和無線接收模塊均為Nrf905無線收發(fā)芯片，其通訊頻段為433/868/915MHZ 的 ISM 頻段。上述的直流電機(jī)驅(qū)動電路和異步電機(jī)驅(qū)動電路均為L293D芯片，其內(nèi)部集成有雙極型H-橋電路。上述的顯示模塊為12864液晶模塊，鍵盤模塊為矩陣鍵盤。本實(shí)用新型的智能繪圖裝置在轉(zhuǎn)彎時行進(jìn)單元停止，繪圖筆架帶動繪圖筆上升到高位；繪圖裝置轉(zhuǎn)彎后，繪圖筆架帶動繪圖筆下降，至筆尖接觸繪畫平面位置停止并保持，繪圖裝置繼續(xù)行進(jìn)并繪制圖形，繪出的圖形包括圓形、三角形、方形和菱形。
權(quán)利要求1.利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，包括軌跡設(shè)定器和繪圖單元，其特征在于所述軌跡設(shè)定器包括鍵盤模塊、第一單片機(jī)、顯示模塊、語音模塊和無線發(fā)送模塊；所述繪圖單元包括無線接收模塊、第二單片機(jī)、轉(zhuǎn)向單元、直流電機(jī)驅(qū)動電路、直流電機(jī)、行進(jìn)單元、測速單元、異步電機(jī)驅(qū)動電路、異步電機(jī)和繪圖筆架； 所述鍵盤模塊與第一單片機(jī)相連，其用于向第一單片機(jī)內(nèi)輸入圖形軌跡設(shè)定數(shù)據(jù)；所述第一單片機(jī)分別與顯示模塊、語音模塊和無線發(fā)送模塊相連，第一單片機(jī)接收和存儲鍵盤模塊輸入的圖形軌 跡設(shè)定數(shù)據(jù)，其對軌跡數(shù)據(jù)做出形狀識別和判斷處理，并計算出圖形形狀的起點(diǎn)、終點(diǎn)、長度、弧度和相對坐標(biāo)的信息數(shù)據(jù)；第一單片機(jī)將上述圖形形狀的信息數(shù)據(jù)同時傳送到顯示模塊、語音模塊和無線發(fā)送模塊，并將時鐘基準(zhǔn)發(fā)送給顯示模塊； 所述顯示模塊用于顯示繪圖時間和第一單片機(jī)傳送來的圖形形狀； 所述語音模塊通過語音形式播報第一單片機(jī)傳送來的圖形形狀的名稱； 所述無線發(fā)送模塊將第一單片機(jī)傳送來的圖形形狀數(shù)據(jù)以遙控形式發(fā)送給無線接收模塊； 所述無線接收模塊與第二單片機(jī)相連，其將接收到的無線發(fā)送模塊傳送來的圖形形狀數(shù)據(jù)傳送給第二單片機(jī)； 所述測速單元與行進(jìn)單元相連，其用于檢測行進(jìn)單元的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)； 所述第二單片機(jī)分別與測速單元、轉(zhuǎn)向單元、直流電機(jī)驅(qū)動電路、異步電機(jī)驅(qū)動電路相連，第二單片機(jī)對測速單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，并向轉(zhuǎn)向單元發(fā)出轉(zhuǎn)向控制命令，向直流電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)出直流電機(jī)速度調(diào)整的控制命令，向異步電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)出異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)或停止的控制命令； 所述轉(zhuǎn)向單元與行進(jìn)單元相連，其根據(jù)第二單片機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)向控制命令帶動行進(jìn)單元做轉(zhuǎn)向動作； 所述直流電機(jī)驅(qū)動電路與直流電機(jī)相連，其根據(jù)第二單片機(jī)發(fā)出的速度調(diào)整指令驅(qū)動直流電機(jī)并控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 所述異步電機(jī)驅(qū)動電路與異步電機(jī)相連，其根據(jù)第二單片機(jī)發(fā)出的正反轉(zhuǎn)或停止指令驅(qū)動異步電機(jī)并控制異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和停止； 所述直流電機(jī)與行進(jìn)單元相連，其帶動行進(jìn)單元旋轉(zhuǎn)并行進(jìn)； 所述異步電機(jī)與繪圖筆架相連，其通過正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止動作，控制繪圖筆架的上升、下降和定位。
2.如權(quán)利要求I所述的利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，其特征在于所述的第一單片機(jī)和第二單片機(jī)均為STC89C52單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求I所述的利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，其特征在于所述的異步電機(jī)為減速步進(jìn)電機(jī)。
4.如權(quán)利要求I所述的利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，其特征在于所述的行進(jìn)單元為四輪小車的兩個前輪，兩個前輪上各設(shè)置一個測速單元和一個黑白相間的碼盤。
5.如權(quán)利要求I或4所述的利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，其特征在于所述的測速單元為紅外對管傳感器，該紅外對管傳感器的紅外發(fā)射接收對管分別固定在上述碼盤的兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求I所述的利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，其特征在于所述的無線發(fā)送模塊和無線接收模塊均為Nrf905無線收發(fā)芯片。
7.如權(quán)利要求I所述的利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，其特征在于所述的直流電機(jī)驅(qū)動電路和異步電機(jī)驅(qū)動電路均為L293D芯片，其內(nèi)部集成有雙極型H-橋電路。
8.如權(quán)利要求I所述的利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置，其特征在于所述的顯示模塊為12864液晶模塊；所述鍵盤模塊為矩陣鍵盤。
專利摘要利用軌跡設(shè)定器遙控的智能繪圖裝置涉及自動控制領(lǐng)域，該繪圖裝置包括軌跡設(shè)定器和繪圖單元，所述軌跡設(shè)定器包括鍵盤模塊、第一單片機(jī)、顯示模塊、語音模塊和無線發(fā)送模塊；所述繪圖單元包括無線接收模塊、第二單片機(jī)、轉(zhuǎn)向單元、直流電機(jī)驅(qū)動電路、直流電機(jī)、行進(jìn)單元、測速單元、異步電機(jī)驅(qū)動電路、異步電機(jī)和繪圖筆架。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)遙控前行，繪制任意設(shè)定圖形等功能，采用STC89C52單片機(jī)作為控制器，為了使繪制圖形連接處準(zhǔn)確，設(shè)有異步電機(jī)控制繪圖筆的升降，在裝置轉(zhuǎn)彎和停止時，繪圖筆上升，轉(zhuǎn)彎后繪圖筆下降，裝置再次前進(jìn)繪制圖形。本實(shí)用新型的智能繪圖裝置可以應(yīng)用于工程繪圖、工業(yè)生產(chǎn)過程自動化、兒童玩具等領(lǐng)域。
文檔編號G05B19/18GK202421834SQ20122001716
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者張格格, 李慧, 楊宏韜 申請人:長春工業(yè)大學(xué)