基于单片机的超声波避障智能小车[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 207203456 U(45)授权公告日 2018.04.10

(21)申请号 201720841669.2(22)申请日 2017.07.12

(73)专利权人 巴中市巴州区光辉镇中心小学校

地址 636601 四川省巴中市巴州区光辉镇

光辉小学(72)发明人 辜鑫　张柏林　

(74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理

有限公司 11246

代理人 夏艳(51)Int.Cl.

A63H 17/00(2006.01)A63H 17/32(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

(54)实用新型名称

基于单片机的超声波避障智能小车(57)摘要

本实用新型提供基于单片机的超声波避障智能小车，属于教学实验器材领域。其包括电源模块(6)、单片机(1)、显示单元(2)、超声波探测器(4)、距离设定单元(5)、动力单元(3)；所述的超声波探测器(4)与单片机(1)通过信号线连接，单片机(1)与动力单元(3)信号线连接，单片机(1)通过显示单元(2)通过信号线连接，距离设定单元(5)与单片机(1)通过信号线相连；电源模块(6)与单片机(1)电连接，且电源模块(6)与单片机(1)电连接。本实用新型装置提供基于单片机的超声波避障智能小车，其通过重新设计距离设定单元、动力单元实现小车超声波避障。CN 207203456 UCN 207203456 U

权　利　要　求　书

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1.基于单片机的超声波避障智能小车，其包括电源模块(6)、单片机(1)、显示单元(2)、超声波探测器(4)、距离设定单元(5)、动力单元(3)；

所述的超声波探测器(4)与单片机(1)通过信号线连接，单片机(1)与动力单元(3)信号线连接，单片机(1)通过显示单元(2)通过信号线连接，距离设定单元(5)与单片机(1)通过信号线相连；

电源模块(6)与单片机(1)电连接，且电源模块(6)与单片机(1)电连接，其特征在于，所述的动力单元(3)包括电阻、电机、三极管、LED，电阻包括R9、R10、R11、R12、R13、R14，三极管包括三极管Q1、三极管Q2，电机包括电机M1、电机M2、三极管M2，LED包括LED的D1、LED的D2；

电阻R11一端与单片机(1)相连，电阻R11另一端与电阻R9一端、三极管Q1的基极相连，电压输入端VCC与电阻R9一端、三极管Q1的发射极均相连，三极管Q1的集电极与电阻R13一端、电机M1一端相连，电阻R13另一端与LED的D1一端相连，LED的D1另一端与电机M1的另一端相连、并接地；

电阻R12的一端与单片机(1)相连，电阻R12的另一端与电阻R10的一端、三极管Q2的基极相连，电压输入点VCC与电阻R10、三极管Q2的发射极均相连，三极管Q2的集电极与电阻R14一端、电机M2一端相连，电阻R14另一端与LED的D2一端相连，LED的D1另一端与电机M2的另一端相连、并接地。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波避障智能小车，其特征在于，所述的距离设定单元(5)包括按钮，按钮包括S1、S2、S3，单片机的P1.0端口与按钮S1相连，单片机的P1.1端口与按钮S2相连，单片机的P1.2端口与按钮S3相连，按钮S1、按钮S2、按钮S3并联连接、并接地。

3.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波避障智能小车，其特征在于，所述的电源模块(6)为3节5号电池。

4.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波避障智能小车，其特征在于，所述的电机M1、电机M2均是步进电机。

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基于单片机的超声波避障智能小车

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技术领域

[0001]本实用新型教学实验器材领域，尤其涉及基于单片机的超声波避障智能小车。背景技术

[0002]随着素质教育越来越被重视，许多高校均为学生安排了实验设计课程，而智能小车的设计是许多学校设计课的必选题目。[0003]许多智能小车在设计的过程中，是利用超声波测距的原理，将超声波探测器安装在小车的前端，超声波将测得数据反馈给单片机，单片机通过红外线探测障碍物的位置，通过控制相应的电机实现避障。[0004]利用红外线避障，用超声波测距，其具有技术成熟，可以实现小型化和高度集成化的优势，但是其在设计过程存在一个缺陷是，利用红外线避障，小车反应会有延迟，按照实验要求设计出的避障小车，不能按照设计的要求实现避障的功能，并且设置的避障距离不能调整。

[0005]因此，有必要改进现有的设计方式，提出一种灵敏度高的智能小车实验装置，且可实时调整小车避障的距离。

实用新型内容

[0006]本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供基于单片机的超声波避障智能小车，其通过重新设计距离设定单元、动力单元实现小车超声波避障。[0007]本实用新型采用如下技术方案：

[0008]基于单片机的超声波避障智能小车，其包括电源模块6、单片机 1、显示单元2、超声波探测器4、距离设定单元5、动力单元3；

[0009]所述的超声波探测器4与单片机1通过信号线连接，单片机1 与动力单元3信号线连接，单片机1通过显示单元2通过信号线连接，距离设定单元5与单片机1通过信号线相连；[0010]电源模块6与单片机1电连接，且电源模块6与单片机1电连接，所述的动力单元3包括电阻、电机、三极管、LED，电阻包括 R9、R10、R11、R12、R13、R14，三极管包括三极管Q1、三极管 Q2，电机包括电机M1、电机M2、三极管M2，LED包括LED的 D1、LED的D2；[0011]电阻R11一端与单片机1相连，电阻R11另一端与电阻R9一端、三极管Q1的基极相连，电压输入端VCC与电阻R9一端、三极管Q1的发射极均相连，三极管Q1的集电极与电阻R13一端、电机 M1一端相连，电阻R13另一端与LED的D1一端相连，LED的D1 另一端与电机M1的另一端相连、并接地；

[0012]电阻R12的一端与单片机1相连，电阻R12的另一端与电阻R10 的一端、三极管Q2的基极相连，电压输入点VCC与电阻R10、三极管Q2的发射极均相连，三极管Q2的集电极与电阻R14一端、电机M2一端相连，电阻R14另一端与LED的D2一端相连，LED的 D1另一端与电机M2的另一端相连、并接地。[0013]进一步的，所述的距离设定单元5包括按钮，按钮包括S1、S2、 S3，单片机的P1.0端

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口与按钮S1相连，单片机的P1.1端口与按钮 S2相连，单片机的P1.2端口与按钮S3相连，按钮S1、按钮S2、按钮S3并联连接、并接地。[0014]优选的，所述的电源模块6为3节5号电池。[0015]优选的，所述的电机M1、电机M2均是步进电机。

[0016]本实用新型的基于单片机的超声波避障智能小车，其能通过重新设计小车的距离设定单元和动力单元，实现超声波测距的过程中，取消红外线避障模块，替换成距离设定单元，当测定距离在设定距离内，智能小车将自动实现转向，并且可自由实现转向距离的调整。

附图说明

[0017]图1为本实用新型的结构框图；[0018]图2为单片机结构示意图；[0019]图3为显示单元结构示意图；[0020]图4为动力单元结构示意图；[0021]图5为距离设定单元结构示意图。[0022]图中：1-电源模块、2-单片机、3-动力单元、4-超声波探测器、 5-距离设定单元、6-电源模块。

具体实施方式

[0023]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型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。[0024]如图1-5所示，本实用新型的基于单片机的超声波避障智能小车，其包括电源模块6、单片机1、显示单元2、超声波探测器4、距离设定单元5、动力单元3。[0025]所述的超声波探测器4与单片机1通过信号线连接，单片机1 与动力单元3信号线连接，单片机1通过显示单元2通过信号线连接，距离设定单元5与单片机1通过信号线相连。[0026]电源模块6与单片机1电连接，且电源模块6与单片机1电连接，所述的动力单元3包括电阻、电机、三极管、LED，电阻包括 R9、R10、R11、R12、R13、R14，三极管包括三极管Q1、三极管 Q2，电机包括电机M1、电机M2、三极管M2，LED包括LED的 D1、LED的D2。[0027]电阻R11一端与单片机1相连，电阻R11另一端与电阻R9- 端、三极管Q1的基极相连，电压输入端VCC与电阻R9一端、三极管Q1的发射极均相连，三极管Q1的集电极与电阻R13一端、电机M1一端相连，电阻R13另一端与LED的D1一端相连，LED的D1 另一端与电机M1的另一端相连、并接地。

[0028]电阻R12的一端与单片机1相连，电阻R12的另一端与电阻R10 的一端、三极管Q2的基极相连，电压输入点VCC与电阻R10、三极管Q2的发射极均相连，三极管Q2的集电极与电阻R14一端、电机M2一端相连，电阻R14另一端与LED的D2一端相连，LED的 D1另一端与电机M2的另一端相连、并接地。

[0029]通过上述简单的电路设计，完成了小车动力单元转向部分的设计，使本实用新型

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具有结构新型、成本低的特点。[0030]进一步的，所述的距离设定单元5包括按钮，按钮包括S1、S2、 S3，单片机的P1.0端口与按钮S1相连，单片机的P1.1端口与按钮 S2相连，单片机的P1.2端口与按钮S3相连，按钮S1、按钮S2、按钮S3并联连接、并接地。

[0031]距离设定单元5可按照实际需要调整参数，保证小车按照需要转向，满足了实验设计的需求。

[0032]优选的，所述的电源模块6为3节5号电池，经过检验3节电池可保证供电的需要，同时又不会造成车体过重。[0033]优选的，所述的电机M1、电机M2均是步进电机。[0034]如前所述的，超声波探测器4为市售的成熟元件。[0035]如前，控制小车的程序为公知的，详见：https: //wenku.baidu.com/view/06bea4fb941ea76e58fa044f.html。[0036]本实用新型的工作过程：[0037]小车在行进中，安装在智能小车前端的超声波探测器4，根据测量的时间差，计算出障碍物的距离，并将测得的距离反馈给单片机1 内部，单片机1内部对输入的信号进行比较，若是测得距离没有设置的距离远，OUT1将输入高电平，使得步进电机M2停止，OUT2输入低电平，使得步进电机M1继续保持运转，从而实现小车的转向，并且可通过更改设定的程序，即可实现避障距离的重新设定，并且在避障过程中，小车的测得距离可以通过数码管显示出来。

[0038]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

图3

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说　明　书　附　图

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图4

图5

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