专利名称：利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制领域，具体涉及ー种利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置。
背景技术：
随着电子技术的发展和应用范围的不断扩大，机器人技术已经广泛应用于诸多生产、生活领域。在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作人无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如ー些恶劣的环境、ー些枯燥单调的重复性劳作等；这些都是机器人大显身手的地方。服务机器人还可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫。因此，对于在危险或复杂环境下进行公路、エ业现场等的测绘工作，非常需要有一种可以代替人的智能绘图机器人。
实用新型内容本实用新型的目的是提供ー种利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，其可以代替人在危险或复杂环境下进行公路、エ业现场等的测绘工作。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，包括轨迹设定器和绘图单元，所述轨迹设定器包括键盘模块、第一单片机、显示模块、语音模块和无线发送模块；所述绘图単元包括无线接收模块、第二单片机、转向单元、直流电机驱动电路、直流电机、行进单元、测速单元、异步电机驱动电路、异步电机和绘图笔架；上述键盘模块与第一单片机相连，其用于向第一单片机内输入图形轨迹设定数据；所述第一单片机分别与显示模块、语音模块和无线发送模块相连，第一单片机接收和存储键盘模块输入的图形轨迹设定数据，其对轨迹数据做出形状识别和判断处理，并计算出图形形状的起点、終点、长度、弧度和相对坐标的信息数据；第一单片机将上述图形形状的信息数据同时传送到显示模块、语音模块和无线发送模块，并将时钟基准发送给显示模块；所述显示模块用于显示绘图时间和第一单片机传送来的图形形状；所述语音模块通过语音形式播报第一单片机传送来的图形形状的名称；所述无线发送模块将第一单片机传送来的图形形状数据以遥控形式发送给无线接收模块；所述无线接收模块与第二单片机相连，其将接收到的无线发送模块传送来的图形形状数据传送给第二单片机；所述测速単元与行进単元相连，其用于检测行进单元的转速数据；所述第二单片机分别与测速単元、转向单元、直流电机驱动电路、异步电机驱动电路相连，第二单片机对测速单元发送的转速数据进行分析计算，井向转向单元发出转向控制命令，向直流电机驱动电路发出直流电机速度调整的控制命令，向异步电机驱动电路发出异步电机正反转或停止的控制命令；所述转向单元与行进单元相连，其根据第二单片机发出的转向控制命令带动行进单元做转向动作；所述直流电机驱动电路与直流电机相连，其根据第二单片机发出的速度调整指令驱动直流电机并控制直流电机的转速；所述异步电机驱动电路与异步电机相连，其根据第二单片机发出的正反转或停止指令驱动异步电机并控制异步电机的旋转方向和停止；所述直流电机与行进单元相连，其带动行进单元旋转并行迸；所述异步电机与绘图笔架相连，其通过正转、反转或停止动作，控制绘图笔架的上升、下降和定位。本实用新型的有益效果是该装置能够实现无线遥控绘制图形的功能，可以代替人在危险或复杂环境下进行公路、エ业现场等的测绘工作。该遥控智能绘图装置可以应用于工程绘图、エ业生产过程自动化、儿童玩具等领域。
图I是本实用新型利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进ー步详细说明。如图I所示，本实用新型利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置包括轨迹设定器和绘图单元，所述轨迹设定器包括键盘模块、第一单片机、显示模块、语音模块和无线发送模块；所述绘图単元包括无线接收模块、第二单片机、转向单元、直流电机驱动电路、直流电机、行进单元、测速单元、异步电机驱动电路、异步电机和绘图笔架。上述的第一单片机和第二单片机均采用STC89C52单片机。上述的异步电机为减速步进电机，減速步进电机具有较大的转矩和较慢的转速，正好适合控制绘图笔的升降。上述的行进单元为四轮小车的两个前轮，两个前轮上各设置ー个测速単元和ー个黒白相间的码盘。上述的测速单元为红外对管传感器，该红外对管传感器的红外发射接收对管分别固定在上述码盘的两侧。测速单元通过红外对管传感器分别感应行进单元左、右前轮上黑白码盘的滚动码盘数，形成转速编码器，为转动角度计数；测速单元将左右前轮的转动角度数值同时发给第二单片机进行比较计算，得出两个车轮转动角速度；第二单片机依据对直流电机驱动电路的转速控制命令，对两个车轮分别实施转动角速度控制，使智能绘图装置沿直线或曲线或折线轨迹行迸。上述的无线发送模块和无线接收模块均为Nrf905无线收发芯片，其通讯频段为433/868/915MHZ 的 ISM 频段。上述的直流电机驱动电路和异步电机驱动电路均为L293D芯片，其内部集成有双极型H-桥电路。上述的显示模块为12864液晶模块，键盘模块为矩阵键盘。本实用新型的智能绘图装置在转弯时行进单元停止，绘图笔架带动绘图笔上升到高位；绘图装置转弯后，绘图笔架带动绘图笔下降，至笔尖接触绘画平面位置停止并保持，绘图装置继续行进并绘制图形，绘出的图形包括圆形、三角形、方形和菱形。
权利要求1.利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，包括轨迹设定器和绘图单元，其特征在于所述轨迹设定器包括键盘模块、第一单片机、显示模块、语音模块和无线发送模块；所述绘图单元包括无线接收模块、第二单片机、转向单元、直流电机驱动电路、直流电机、行进单元、测速单元、异步电机驱动电路、异步电机和绘图笔架； 所述键盘模块与第一单片机相连，其用于向第一单片机内输入图形轨迹设定数据；所述第一单片机分别与显示模块、语音模块和无线发送模块相连，第一单片机接收和存储键盘模块输入的图形轨 迹设定数据，其对轨迹数据做出形状识别和判断处理，并计算出图形形状的起点、终点、长度、弧度和相对坐标的信息数据；第一单片机将上述图形形状的信息数据同时传送到显示模块、语音模块和无线发送模块，并将时钟基准发送给显示模块； 所述显示模块用于显示绘图时间和第一单片机传送来的图形形状； 所述语音模块通过语音形式播报第一单片机传送来的图形形状的名称； 所述无线发送模块将第一单片机传送来的图形形状数据以遥控形式发送给无线接收模块； 所述无线接收模块与第二单片机相连，其将接收到的无线发送模块传送来的图形形状数据传送给第二单片机； 所述测速单元与行进单元相连，其用于检测行进单元的转速数据； 所述第二单片机分别与测速单元、转向单元、直流电机驱动电路、异步电机驱动电路相连，第二单片机对测速单元发送的转速数据进行分析计算，并向转向单元发出转向控制命令，向直流电机驱动电路发出直流电机速度调整的控制命令，向异步电机驱动电路发出异步电机正反转或停止的控制命令； 所述转向单元与行进单元相连，其根据第二单片机发出的转向控制命令带动行进单元做转向动作； 所述直流电机驱动电路与直流电机相连，其根据第二单片机发出的速度调整指令驱动直流电机并控制直流电机的转速； 所述异步电机驱动电路与异步电机相连，其根据第二单片机发出的正反转或停止指令驱动异步电机并控制异步电机的旋转方向和停止； 所述直流电机与行进单元相连，其带动行进单元旋转并行进； 所述异步电机与绘图笔架相连，其通过正转、反转或停止动作，控制绘图笔架的上升、下降和定位。
2.如权利要求I所述的利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，其特征在于所述的第一单片机和第二单片机均为STC89C52单片机。
3.如权利要求I所述的利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，其特征在于所述的异步电机为减速步进电机。
4.如权利要求I所述的利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，其特征在于所述的行进单元为四轮小车的两个前轮，两个前轮上各设置一个测速单元和一个黑白相间的码盘。
5.如权利要求I或4所述的利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，其特征在于所述的测速单元为红外对管传感器，该红外对管传感器的红外发射接收对管分别固定在上述码盘的两侧。
6.如权利要求I所述的利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，其特征在于所述的无线发送模块和无线接收模块均为Nrf905无线收发芯片。
7.如权利要求I所述的利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，其特征在于所述的直流电机驱动电路和异步电机驱动电路均为L293D芯片，其内部集成有双极型H-桥电路。
8.如权利要求I所述的利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置，其特征在于所述的显示模块为12864液晶模块；所述键盘模块为矩阵键盘。
专利摘要利用轨迹设定器遥控的智能绘图装置涉及自动控制领域，该绘图装置包括轨迹设定器和绘图单元，所述轨迹设定器包括键盘模块、第一单片机、显示模块、语音模块和无线发送模块；所述绘图单元包括无线接收模块、第二单片机、转向单元、直流电机驱动电路、直流电机、行进单元、测速单元、异步电机驱动电路、异步电机和绘图笔架。该装置能够实现遥控前行，绘制任意设定图形等功能，采用STC89C52单片机作为控制器，为了使绘制图形连接处准确，设有异步电机控制绘图笔的升降，在装置转弯和停止时，绘图笔上升，转弯后绘图笔下降，装置再次前进绘制图形。本实用新型的智能绘图装置可以应用于工程绘图、工业生产过程自动化、儿童玩具等领域。
文档编号G05B19/18GK202421834SQ20122001716
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者张格格, 李慧, 杨宏韬 申请人:长春工业大学