智能小车的重力感应控制装置.pdf

具体实施方式

实施例一：

本实例是智能小车的重力感应遥控装置，该实例主要是解决如何获取智能小车的转向和转速控制信号。

如图1、2和4所示，重力感应遥控器设有型号为MMA7260的三轴重力加速度传感器14，ENC-03R型陀螺仪16，APC200A-43无线发送模块18，以及型号为F2274的MSP430单片机13。所述的三轴重力加速度传感器14的X、Y、Z输出信号在通过低通滤波通道15之后，分别与所述的MSP430单片机13的P2.0、P2.1、P2.2的A/D采集端口相连。所述ENC-03R型陀螺仪16的角加速度输出信号，经有源低通滤波通道17后与MSP430单片机13的P2.4端口相连。而所述的APC200A-43无线发送模块18的TX、RX端口分别与MSP430单片机13的P3.5/RXD、P3.6/TXD相连。系统上电后，所述的MSP430单片机13首先对三轴重力加速度传感器14和ENC-03R型陀螺仪16进行初始化，并进行校准。然后操作者手握重力感应遥控装置进行转动和摆动，MSP430单片机13利用内置的10位AD转换器，对加速度传感器14的X，Y，Z方向上的加速度电压信号和陀螺仪16的角加速度电压信号进行采集。再接着MSP430单片机13对采样后的X方向加速度和陀螺仪16角加速度进行卡尔曼滤波计算，从而得到方向盘与水平方向的偏角，该偏角即为智能小车的转向角度。此外将三轴重力加速度传感器14的Y方向加速度信号作为电机转速控制信号。最后MSP430单片机13通过APC200A-43无线发送模块18将转向和转速控制信号传输给智能小车车体控制板2。

实施例二：

本实例是智能小车的车轮驱动装置，该实例主要是解决智能小车实现两前轮驱动的结构设计问题。

如图1和2所示，智能小车驱动装置上设有直流电机5、横向传动轴6、换向机构10、纵向传动轴8和车轮12。所述的直流电机5的伸出轴端部接有一齿轮，该齿轮通过减速装置3与所述横向传动轴6端部的齿轮啮合相连。横向传动轴6再通过所述的换向机构10与连接两个前轮12的纵向传动轴8相连。当直流电机5收到控制信号后，将通过减速装置3、横向传动轴6、换向机构10、纵向传动轴8等实现智能小车两前轮12的驱动。

实施例三：

本实例是智能小车的转向控制装置，该实例主要是解决智能小车实现两前轮摆动的结构设计问题。

如图1和2所示，智能小车转向装置上设有安装在车身1上的舵机7、梯形转向机构9。所述的舵机7在收到PWM控制信号后，输出与PWM信号成正比的角度，从而拉动梯形转向机构9摆动，而梯形转向机构9又与车轮12相连，进而实现智能小车在运动过程中所需的转向调节。

实施例四：

本实例是智能小车的控制板，该实例主要是解决如何实现智能小车的转向和转速控制。

如图1、2、3、5和6所示，控制板上设有型号为F2274的MSP430单片机19、APC200A-43无线接收模块20、舵机7、直流电机驱动模块21。所述的APC200A-43无线接收模块20的TX和RX端分别与MSP430单片机19的P3.5/RXD和P3.4/TXD端口相连。舵机7的PWM端口与MSP430单片机19的P4.1/TB1端口相连。MSP430单片机19的端口P1.3/TA2和P1.2/TA1通过直流电机驱动模块21来驱动直流电机5。系统上电后，MSP430单片机19首先对电机5和舵机7进行初始化，使电机5停转，舵机7回到中间位置。舵机7使用周期为20ms的PWM波控制，占空比由7.5％～12.5％分别对应舵机7的-90度到+90度。直流电机5也同样由PWM波来控制。MSP430单片机19在检查到来自UART通信接受标志位的置位信号后，开始进行控制数据接收：根据获得的方向控制信息，将其转换成对应的PWM波发送给舵机7实现智能小车的转向；根据获得的电机控制数据，将其转换成对应的PWM波，经电机驱动模块21后，实现直流电机5的运动控制。