第一篇:国家实用新型专利申请 说明书
国家实用新型专利说明书模板(范文)
自动收缩式安全牵引带
技术领域
本实用新型发明涉及一种牵引带的改进,尤其是汽车或是船只,当它们无法靠自身动力行驶的时候,借助其它车辆或船只牵引时所使用的牵引工具,属牵引工具类中的软牵引工具。
背景技术
目前在人们日常生活中,传统的牵引带具有携带方便、操作简单、价格低廉等特点,但是,这些传统的牵引带却存在着一些安全和设计方面的欠缺。由于是软牵引,当牵引车辆或船只急刹车时、或是行驶坡道路面或顺流水域时,由于惯性原理被牵引车辆或船只与牵引车辆或船只间距会瞬间缩短,导致牵引带松弛甚至打结,很可能给车辆或船只带来不必要的损害或者造成交通事故,另外虽然一些传统的牵引带采用一些荧光色材料制成,但荧光夜明效果不够明显,也会给夜间操作带来不便及安全隐患等不足。
发明内容
发明本实用新型的目的是针对上述不足,提供一种自动收缩式安全牵引带。
实现本实用新型目的的技术方案是:
一种自动收缩式安全牵引带,采用了弹力钢片作为发条(10),将弹力钢片发条安装在牵引带卷轴(7)内弹力钢片发条室(8),在
弹力钢片发条的反作用力下能使牵引带自动收缩,操作使用时在弹力的作用下,A端挂钩(14)与B端挂钩(15)间的牵引带会始终保持绷紧状态,弹力钢片发条卷中心端卡在中轴(5)上的弹力钢片发条定位槽(4)内,同时在中轴设有外壳中间螺丝旋孔(6),拆卸很方便;牵引带卷轴转动底座(2)上适当涂上黄油运转更顺畅,本实用新型采用高强度槽钢作为终端定位拉杆(17),终端定位拉杆前段设有终端定位拉杆卡口(16),当牵引带完全拉伸后终端定位卡铁(9)牢牢地卡在终端定位拉杆卡口内,使A、B两端挂钩直接受力避免了对该实用新型其他组件造成受力损坏,定位拉杆安装在终端定位拉杆固定槽(1)内;为了夜间使用更安全,牵引带带身每隔50cm距离设有10cm的强力荧光夜明条(12),还针对牵引挂环较低的车辆设计了提高离地间距装置:高弹力橡胶带(11)、高弹力橡胶带挂钩(13)、高弹力橡胶带定位栏(18)、高弹力橡胶带挂钩钩架(20),具体操作见高弹力橡胶带提高离地间距操作虚线演示(19),牵引带机械总成外壳(22)由5颗螺钉(21)分别旋紧固定在外壳螺钉固定座(3)和外壳中间螺丝旋孔(6)上,整体美观、简洁。
本实用新型具有安全、适用等特点,有很好的推广和实用价值,广泛的推广应用后会产生良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是自动收缩式安全牵引带整体结构图。(1)终端定位拉杆固定槽;(2)牵引带卷轴转动底座;(3)外壳螺钉固定座;(4)弹力钢片发条定位槽;(5)中轴;(6)外壳中间螺丝旋孔;(7)
牵引带卷轴;(8)弹力钢片发条室;(9)终端定位卡铁;(10)弹力钢片发条;(11)高弹力橡胶带;(12)强力荧光夜明条;(13)高弹力橡胶带挂钩;(14)A端挂钩;(15)B端挂钩;(16)终端定位拉杆卡口;(17)终端定位拉杆;(18)高弹力橡胶带定位栏;(19)高弹力橡胶带提高离地间距操作虚线演示:(20)高弹力橡胶带挂钩钩架;(21)外壳螺钉;(22)外壳。
具体实施方式
下面给出实施例,对本实用新型作进一步描述。
本发明人按实施例:3TON4m的自动收缩式安全牵引带为例列出主要部件规格与数据,牵引带带身选用宽度45mm、厚度2mm、长度4m、最大牵引拉力3TON的传统牵引带;弹力钢片发条(10)选用厚度0.4mm、宽度40mm、硬度45-47(65MN热处理-油淬-回火后硬度)、长度3m弹力钢片材质;内弹力钢片发条室(8)直径70mm,牵引带卷轴(7)直径150mm,其他部件可以按相应合适比例及标准承受力配备,外壳和牵引带卷轴可选用合成塑料材质,此实施例制作完成后外观直径190mm、厚度100mm。
第二篇:专利申请说明书范本
说
明
书
自改分隔输送线
【技术领域】本实用新型涉及机械设备,具体地涉及一种自改分隔输送线。【背景技术】目前,医药企业后包装工序纸箱在辊筒输送线上传送时没有自动分隔纸箱的装置,纸箱在传送过程中有两个或两个以上紧密连接的情况出现。当紧密连接的纸箱被传送至自动封箱机时会导致无法封箱,因此需要人工将连接在一起的纸箱手动分开。如果辊筒输送线能自动分隔纸箱将大大节约人力成本,提高劳动效率。
输送线是一种医药企业常用的设备,可用于各种物料的短、中、长距离输送,使用范围广泛,但普通辊筒输送线只能简单的对物料进行输送,无法实现分隔输送功能,因此分隔输送是医药企业迫切需要解决的问题。
【发明内容】本实用新型针对以上的问题,提供一种自改分隔输送线。这种自改分隔输送线,采用辊筒输送线为主体,其特征在于:将整辊筒输送线分割为两段,在两段辊筒输送线中间加装一段皮带输送线,在辊筒输送线和皮带输送线上安装气缸挡板,气缸挡板由光电开关控制。
本实用新型的有点是:控制精度高,节约劳动力,大大提高生产效率。【附图说明】
图1是本实用新型的俯视图
图中:
1、辊筒输送机A,2、皮带输送机,3、辊筒输送机B。图2是本实用新新的主结构图
图中:
4、链条A,5、电机A,6、气缸挡板A,7、关电开关A,8、气缸挡板B,9、电机B,10、张紧轮,11、皮带,12、关电开关B,13、气缸挡板C,14、链条B,15、电机C,16、光电开关C,17、自动封箱机。
【具体实施方式】下面结合附图对本实用新型的实施阐述如下:
参照图
1、图2,纸箱由辊筒输送机A1向皮带输送机2方向传送,最终到达辊筒输送机B3。辊筒输送机A1由电机A5带动链条A4驱动,皮带输送机由电机B9带动皮带11驱动,辊筒输送机B3由电机C15带动链条B14驱动。
当光电开关A7处无纸箱时,气缸挡板A8降至下限位,反之气缸挡板A8升至上限位。当光电开关B12处无纸箱时气缸挡板B8降至下限位,反之气缸挡板B8升至上限位,气缸挡板B8与光电开关A7距离为1.5倍纸箱的长度。当光电开关C16处有纸箱时气缸挡板C13降至下限位,反之气缸挡板C13升至上限位,气缸挡板B8与气缸挡板C13之间距离为1倍纸箱的长度。
通过变频器调速使皮带输送机2的线速度低于辊筒输送机A1和辊筒输送机B3,当气缸挡板A6降至下限位时第一个纸箱传送至皮带输送机2,当气缸挡板B8降至下限位时纸箱由皮带输送线2传送至辊筒输送线B2,由于皮带输送机2的线速度低于辊筒输送机A2。第一个纸箱传送速度将大于第二个纸箱,使得两个纸箱之间拉开一定距离,第一个纸箱到达光电开关B12时第二个纸箱仍然在关气缸挡板B8前,气缸挡板B8升至上限位,挡住后面纸箱继续向前传送,达到分隔纸箱的目的。纸箱到达光电开关C16时气缸挡板C13升至上限位,挡住后面纸箱继续向前传送,纸箱越过关电开关C16气缸挡板C13降至下限位,完成一个封箱传送周期。
第三篇:专利申请说明书如何写
发明(实用新型)专利名称
发明人:
第一发明人的联系方式(手机)、身份证号码:
说明书具体内容:
1、技术领域:一般用一句话说明要求保护的技术方案所属的技术领域或所应用的技术领域。
2、背景技术:就申请人所知,写明对其发明或实用新型的理解、检索、审查有用的背景技术,并引证反映这些背景技术的文件。客观地指出背景技术存在的问题或不足。
3、发明内容:首先写明发明或实用新型所要解决的技术问题,也就是发明的目的;接着进一步阐明为解决上述问题所采用的技术方案,是所属技术领域的普通技术人员能够理解该技术方案,并能用该方案解决所提出的技术问题;最后说明该发明创造与背景技术相比所获得的有益效果。这可以从性能、成本、效率、使用寿命以及安全可靠等方面进行比较。评价应当客观、公正和实事求是。这部分内容是说明书的核心部分。
4、附图说明:发明专利申请不一定有附图,实用新型专利申请一定要有附图。有附图的对附图的名称、零部件名称作简要说明。
5、具体实施方式:详细写明申请人认为实现发明或实用新型的优选方式。必要时,举例说明;有附图的,对照附图。一般认为优选方式就是申请文件中的举例和附图。当然,可以有多个具体的实施方法,即多个举例和附图。
第四篇:发明专利申请说明书
发明专利申请说明书
发明专利名称:电镀阶梯形金刚石锯片及其制造工艺 申请人:中国地质大学(武汉)发明人:周再盛
说明书摘要
本发明涉及一种电镀阶梯形金刚石锯片及其制造工艺。电镀阶梯形金刚石锯片(图一)是用来切割机场跑道、高速公路等高级砼路面阶梯形伸缩缝的工具,它包括阶梯形锯片基本(1),其特征在于基体外缘与阶梯处开有与两种刀头形状相符的孔槽,用电镀方法生产的金刚石孕镶刀头包括主刃(2)和付刃(3),主刃嵌入外缘孔槽,付刃嵌入嵌入阶梯处孔槽。电镀焊接使主付刃与基体牢固连接,镍镀层(4)包容一定浓度的人造金刚石颗粒(5)。本发明能使刀具一次切割出所需要的阶梯形砼伸缩缝,具有高效长寿、成本低廉的特点。
权利要求书
1、电镀阶梯形金刚石锯片,它包括阶梯形锯片基体(1),其特征在于基体外缘与阶梯处开有与两种刀头形状相符的孔槽;具有一定金刚石浓度的电镀孕镶刀头——主刃(2)和付刃(3)。用机械方法将主付刃嵌入基体相应孔槽后进行镀焊,镀焊物是含有人造金刚石(5)的镍镀层(4)。
2、根据权利要求1所述的产品制造方法,其特征在于包括以下步骤:
a、预制孕镶金刚石刀头——主、付刃:将冲洗干净的刀头模板按图二接入电路,放入电镀槽(15)中电镀,阳极为1#镍板(12),电流密度为2.5安/分米2。十分钟后在模板孔内撒上一层人造金刚石(46—70目,3—4型),待金刚石被镍镀层覆盖后再撒第二层金刚石……,主刃金刚石层数为7层,付刃为3层。最后一层金刚石被覆盖后即可敲出待用。b、将锯片基体外缘和阶梯处铣出与主付刃外形相符的孔槽。c、用机械方法将主付刃嵌入基体相应的孔槽内。d、用绝缘涂料绝缘基体主付刃以外的部分。
e、镀前处理后,带电投入电镀槽中电镀,电镀时主付刃处的沉积镍需包容二层人造金刚石。第二层金刚石被完全覆盖后即可出槽。
3、电镀液配制方法:电镀液(13)成分及浓度:硫酸镍300克/升,硼酸39克/升,氯化钠18克/升,糖精0.2克/升,十二烷基硫酸钠0.08克/升,上述物质分别用蒸馏水加热溶解,然后混合过滤。调整酸度:PH为4—4.5,镀液温度为20—35oC。
说
明
书
电镀阶梯形金刚石锯片及其制造工艺
技术领域:
本发明涉及一种金刚石锯片及其制造工艺,特别是涉及一种用于切割机场跑道、高速公路等高级砼路面阶梯形伸缩缝的金刚石锯片及其制造工艺。背景技术:
混凝土路面切伸缩缝的目的是为了防止路面发生不规则断裂和变形,在伸缩缝里灌沥青是为了防止雨水渗入冲坏路基。沥青类填料不能经久耐用,容易干裂,因此一些高级路面如机场跑道、高速公路的伸缩缝填料已换成了聚胺脂类高级填料,这类填料的特点是性能优良、价格昂贵。为了节省填料,就要改变伸缩缝的形状,使缝下端变窄(为原来宽度的1/2)伸缩缝上端不能变窄,否则不易灌料。这就是阶梯形伸缩缝的来由。目前切这种缝的方法有两种:一是先用厚刀片切出二公分深的宽缝,再用薄刀片在宽缝内切出足够深的窄缝。二是将二片直径不同的薄刀片拼拢旋紧,合二为一,形成所谓的阶梯形锯片进行切割。上述二种方法虽然能切出阶梯形伸缩缝,但却有操作复杂、浪费刀片、缝形不规范的缺点。发明内容:
针对上述问题,本发明提供了一种能一次切成阶梯形伸缩缝的电镀阶梯形金刚石 2 锯片及其制造工艺。本发明采用常温电镀技术生产金刚石锯片,使锯片的金刚石避免了高温所造成的石墨化和热龟裂(与热压锯片相比),保持了原有的强度和硬度。本发明采用了二次成型电镀工艺,使产品电镀时间缩短,刀刃结合强度提高。本发明使产品具有厚薄两种金刚石刀刃,这样用户操作方便,缝形规范,切割成本降低,本产品在黄花机场和天河机场的现场施工时,取得了良好的效果。
本发明的目的是这样实现的:电镀阶梯形金刚石锯片,它包括阶梯形锯片基体(1),其特征在于基体外缘与阶梯处开有与两种刀头形状相符的孔槽,具有一定金刚石浓度的电镀孕镶刀头——主刃(2)和付刃(3)。用机械方法将主付刃嵌入基体相应的孔槽后进行镀焊,镀焊物是含有人造金刚石(5)的镍镀层(4)。
上述电镀阶梯形金刚石锯片的制造方法,其特征包括以下步骤:
a、预制孕镶金刚石刀头——主、付刃:将冲洗干净的刀头模板按图二接入电路,放入电镀槽(15)中电镀,阳极为1#镍板(12),电流密度为2.5安/分米2。十分钟后在模板孔内撒上一层人造金刚石(46—70目,3—4型),待金刚石被镍镀层覆盖后再撒第二层金刚石……,主刃金刚石层数为7层,付刃为3层。最后一层金刚石被覆盖后即可敲出待用。
b、将锯片基体外缘和阶梯处铣出与主付刃外形相符的孔槽。c、用机械方法将主付刃嵌入基体相应的孔槽内。d、用绝缘涂料绝缘基体主付刃以外的部分。
e、镀前处理后,带电投入电镀槽中电镀,电镀时主付刃处的沉积镍需包容二层人造金刚石。第二层金刚石被完全覆盖后即可出槽。
具体实施方式:
1、配制电镀液(13):按硫酸镍300克/升,硼酸39克/升,氯化钠18克/升,糖精0.2克/升,十二烷基硫酸钠0.08克/升选取化学纯以上纯度的硫酸镍、硼酸、氯化钠、糖精和十二烷基硫酸钠,用蒸馏水分别加热溶解后混合过滤(十二烷基硫酸钠需用蒸馏水煮沸半小时),调整酸度:PH为4—4.5,镀液温度为20—35oC。
2、预制孕镶金刚石刀头——主刃和付刃:将冲洗干净的刀头模板按图二接入电 路,放入电镀槽(15)中电镀,阳极为1#镍板(12),电流密度为2.5安/分米2。十分钟后在模板孔内撒上一层人造金刚石,(46—70目,3—4型)待金刚石被镍镀层覆盖后再撒第二层金刚石……,主刃金刚石层数为7层,付刃为3层,最后一层金刚石被覆盖后即可敲出待用。
3、将锰钢锯片基体加工成阶梯形,并在基体外缘和阶梯处铣出与主付刃外形相符的孔槽。
4、用机械方法将主付刃嵌入基体相应的孔槽内。
5、用绝缘涂料绝缘基体主付刃以外的部分。引出导线,形成半成品。
6、镀前处理:
a、盐酸除锈——半成品放入浓盐酸内,30秒后取出放入温水中。
b、电化学除油——除油成分:氢氧化钠20克/升,碳酸钠30克/升,磷酸三钠30克/升,硅酸钠5克/升。处理规范:温度50oC,电流密度5—10安/分米2,先用阴极除油2.5分钟,后用阳极除油1分钟(将半成品作为阴极或阳极,另一极为镍板),处理完毕取出用温水浸泡。
c、弱浸蚀——半成品放入浓度为5%硫酸溶液(常温)中浸泡半分钟
7、电镀操作:
半成品弱浸蚀后,迅速按图二接入电路,带电放入电镀槽(15)中电镀,入槽后先用3安/分米2的电流密度电镀2分钟,然后以2安/分米2的电流密度电镀,半小时后,将人造金刚石(46—70目,3—4型)均匀撒在主付刃周围,十分钟后卸掉多余金刚石继续电镀,待镍镀层覆盖金刚石后再撒第二层金刚石,第二层金刚石被覆盖后即可出槽。产品出槽后冲洗干净,去掉绝缘物与电镀毛刺,涂上防锈油即可包装入库。
第五篇:专利申请说明书范例
说明书
一种电子导盲犬机器人
技术领域
本发明涉及一种电子导盲犬机器人,具体涉及一种机电一体化、多传感器融合、自动导航及控制的电子导盲犬机器人。
背景技术
世界上一共有3000万盲人,其中我国有500万盲人,我国是世界上盲人最多的国家,还有相当数量的人有视力障碍,失明和视弱极大地影响了这些人群的正常生活和工作。培养一只导盲犬的费用在30万以上,正常家庭难以承受经济负担,而且导盲犬的训练周期相对较长,服务寿命相对较短。因此,导盲犬机器人的研制有着非常实际的意义和广泛的用途。据查阅相关资料,现在的导盲器具的研究和应用基本上可分为三类:第一类是导盲手杖,在手杖上面加装各种装置来达到探测障碍和导盲的作用,第二类是穿戴设备,在导盲犬或者盲人身上穿戴导航设备进行导盲,第三类是机器人,通过自动或半自动方式导航,实现一定的控制功能,从而帮助盲人,本发明属于这一类。
针对现存的导盲器具研究,导盲手杖受到自身形状和操作方式的限制,基本只能实现部分导盲功能,穿戴设备更是影响人体美观,造成行动不便,每次使用都需要穿上和脱下,本发明避免了上述问题,并实现了其具有创新性的设计功能,包含丰富的传感器系统和导航系统,能自动处理信息,实现良好的导航和控制效果。
发明内容 发明目的:本发明就是针对上述导盲研究存在的问题,提供一种电子导盲犬机器人,解决盲人和视力障碍人士出行问题。本发明不需要穿戴任何设备或辅助器具,将复杂操作转化为简单操作,利用嵌入式处理器智能化处理信息。针对这部分人的视力障碍问题,利用卫星导航精确定位,同时检测方向和姿态等相关信息,规划出最佳路线,在导航方面为盲人进行有效的服务。在实现导航功能的同时,引入避障和自动控制转弯的功能,用遥控和语音的方式进行人机交互,方便操作。技术方案:本发明由机械部分和电子部分组成,机械部分是车体为一块木板前部有方形孔,孔内安装有舵机,舵机通过舵机连接机构与定向轮相连,木板后部有定向轮,车体后部有转动关节连接手推杆,车体中部的左侧有天线杆;电子部分是电路底板上的中央处理器通过电路与红外传感器阵列、语音模块、扬声器、光电开关、地磁传感器、加速度计模块、遥控接收电路、稳压器、串口电路、GPS模块、GPS信号接收器、遥控器、摄像头相连接;镍氢电池为电子部分提供电能,手推杆由人力推动为机器人提供动力。(本段名词后面要加标号)
所述的舵机的舵盘和方向轮固定在一起,方向轮随着舵机转动,从而改变机器人前进的方向。
所述的手推杆连接在单自由度的转动关节上,作用是提供动力和保持车体平衡。所述的天线杆高度为30cm,末端同时安装了摄像头和GPS信号接收器。
所述的红外传感器阵列安装在车体前部,用于检测人行道。
所述的光电开关安装在车体前部,用于检测机器人前方障碍物。
所述的遥控器安装在手推杆末端,向遥控接收电路发射操作命令。
所述的中央处理器为MC9S12DG128单片机及其外围电路。
所述的语音模块采用ASR-R8型模块,能发电子女声播报相关的导航信息和提示信息,导航信息有定位信息、航向信息,提示信息有当前位置名称、目的地名称、前方有障碍物、坡度信息,声音通过安装在车体中部的扬声器进行放大。
所述的摄像头为模拟摄像头,采集的图象为黑白图象。
所述的地磁传感器采用的是霍尼韦尔公司的HMC5883L型平面数据电子罗盘,提供的导航精度为1RMS。
所述的加速度计为飞思卡尔公司的MMA7455三轴数字加速度传感器,用于检测重力场从而提示坡度信息,提示前方有坡道。
所述的GPS模块通过RS232串口电路将定位信息传送给中央处理器。有益效果:(1)能对导盲犬机器人的位置进行GPS卫星定位,在天气良好的情况下,定位精度在20米以内,通过遥控器设定目前所在地和目的地,自动规划行走街道路径,并且用电子女声提示。
(2)红外传感器阵列能对机器人所在地面上的白色人行线进行检测,控制机器人沿着该线前进。
(3)光电开关能对前方50cm范围内的障碍物进行探测,如果有障碍物会提示“前方有障碍,请绕行”女声提示音,并且自动控制舵机改变车体前进方向。
(4)能利用地传感器感应地球磁场,实时检测自身方向,精度为1RMS.(5)能利用加速度计划感应地球重力场,实时检测自身倾斜角,如果遇到坡道会提示“前方有上坡”女声提示音,并且灯起指示灯。
(6)能存储摄像头采集的图像。
附图说明
图1为本发明电子导盲犬机器人的结构示意图;
图2为本发明电子导盲犬机器人的系统结构框图;
图3为本发明电子导盲犬机器人的程序流程图。
具体实施方式
结合附图说明,下面阐述本发明。
图1为本发明电子导盲犬机器人的结构示意图,本发明由机械部分和电子部分组成,机械部分是车体为一块木板,该木板的尺寸为宽10cm、长30cm,属于硬质模型加工用木板。在木板前部5cm处有方形孔,方形孔尺寸为舵机的截面大小,孔内安装有舵机,舵机采集MG995舵机,舵机的最大力矩为13kg,舵机通过舵机连接机构与方向轮相连,连接机构是将舵机的舵盘与方向轮的末端连接起来。木板后部安装定向轮,定向轮不能绕铅垂线转动。车体后部有单自由度转动关节连接手推杆,手推杆长度为80cm,直径为3cm的铝合金杆,手推杆末端固定安装遥控器,遥控器上有启动按钮和选择按钮,车体中部的左侧有天线杆,天线杆末端安装有摄像头和GPS信号接收器,天线杆高度为30cm。
电子部分是电路底板上的中央处理器通过电路与红外传感器阵列、语音模块、扬声器、光电开关、地磁传感器、加速度计模块、遥控接收电路、稳压器、串口电路、GPS模块、GPS信号接收器、遥控器、摄像头相连接。其中中央处理器、稳压器、串口电路集成在一块电路板上,地磁传感器、加速度计模块、遥控接收电路分别为单个电路板与中央处理器电路板叠放连接;红外传感器含10对发射管与接收管,按直线型均匀排布集成在一块电路板上,安装在车体最前部;语音模块集成在一块电路板上,与扬声器相连;GPS模块为一块集成电路板,与GPS信号接收器相连。
镍氢电池为电子部分提供电能,标称电池为7.2V,电池容量为2000mAh,为所有电路系统供电,其中语音模块、GPS模块、地磁传感器、加速度计模块的工作电压为3.3V,其余电
路系统工作电压为5V。中央处理器外围的稳压电路将电压降压后,稳定输出5V电压,供所有5V芯片及电路工作。机器人行动无须任何能源,盲人推动手推杆为机器人提供动力,由于机器人是两轮结构,节约车轮的设计也带来不平衡的现象,可见,手推杆的设计既可以提供机器人前进的动力,又可以由盲人掌握机器人的平衡。
本发明加装了多个传感器系统,红外传感器系统是利用发射管发射红外线,光线照射在浅色和深色物体上的时候吸收量不同,经物体反射后用接收管测量反射回来的光的强度来判断物体颜色深浅,特别是深浅对比度大的情况下,判别效果更佳。本发明的红外传感器采用10对发射管与接收管,红外线的波长采用700nm至1000nm的红外光,接收管的输出电压比较少,故采用8050三极管的开关特性来进行放大,输出的模拟电压可供中央处理器识别。由于10对红外管排布呈直线,如果机器人下方有深浅对比度大的线条形状时,每对红外管的输出电压会不一样,红外光照射在浅色区反射量大,电压更高,通过在处理器的程序算法里加入阈值比较,可以识别出该线条。光电开关也使用该波段的红外光,但是功率提高,使光能探测的距离提高到半米之内,如果前方无障碍物,光电开关将连续输出电压,如果有电压下降沿,则说明前方有障碍。
语音模块是使用的ASR-R8语音模块,是非特定人声识别系统,可以识别非特定的多人标准普通话发音,但是考虑到在室外复杂的声音环境,以后识别时滞的因素,故命令采用由遥控器来发送,而响应由该模块来执行。语音模块可以反复进行编程,可以存储特定的语句,将固定的地点、导航提示音以及其它提示音,先进行存储。模块内部有单独的处理芯片,对音频数据进行处理,中央处理器只需要进行指令发送即可调用相关的声音文件,使语音模块发出清晰的电子女声,经扬声器放大后,盲人可以清晰辨识。
导航系统则由GPS、地磁、惯性导航三种导航方式组合来得到丰富的导航信息,输出的形式均为可由微型计算机读取的电压信号。GPS信号接收器安装在天线杆的顶端,安排在机器人的最高点更容易接收信号,由于该接收头是带磁性的,工作时频率为1.5GHz高频状态,充分与其它电路部分隔离。GPS信号处理器由REB-3571卫星导航芯片作为处理器,处理后的信息通过74HC573和MAX3232CSA串口转化芯片将数据串行化,数据具有固定的格式,包含时间、经度、纬度信息。地磁传感器采用的是霍尼韦尔公司的HMC5883L型平面数据电子罗盘,测量X和Y两个方向的磁阻传感器感应地球的磁分量,从而得到方位角,提供的导航精度为1RMS。在使用前需要对该传感器进行初始化和标定,以精确匹配地球磁场,初始化方法是上电后缓慢绕中轴旋转一周,旋转时间为一分钟,标定是考虑到当地的纬度不同,地球的磁偏角不同,所以需要上网查询当地磁偏角后,将其标定到数据里,通过一定的导航算法得到精确航向信息。惯性导航由简易的测角系统构成,MMA7455加速度计安装的时候地垂线重合,如果不重合则在软件程序里标定,将其考虑到数据里,计算时再减去该项,测量机器人与地垂线的夹角,从而判断是否遇到了上坡。
摄像头模块使用模拟摄像头OV7620,分辨率640*480,每秒产生30帧图像,每帧两场,1秒钟采集60帧图像,采集的图像为黑白图像,直接由中央处理器存储到SD卡内,记录行动的路径图像,可供盲人外的其它人使用。
中央处理器使用的是MC9S12DG128单片机,由于信息量大的语音和GPS部分均有协处理器,该主处理器的功能主要是完成一些传感器信息融合和控制算法的实现。
本发明操作过程简捷,手握住机器人的手推杆,准备好前进后,上电后,传感器开始初始化,按下遥控器启动按钮,选择当前地点和目的地,然后机器人开始用发出电子女声提示刚才的选择,机器人开始前进。在前进过程中,如果由卫星定位到需要转弯的地方,会发出电子女声提示转弯,然后舵机打舵带动方向轮自动转弯;遇到半米内的障碍物,会自动带盲人绕开该障碍,阈发出电子女声提示有障碍;在遇到上坡时,自动亮起指示灯,用电子女声提示前方有上坡。
本发明在结构上进行了丰富设计,充分利用了各传感器的功能,并综合利用导航和控制算法,实现了当前导盲研究与应用领域的一些新突破,达到了智能导盲的作用。