本發(fā)明涉及一種實時嵌入式的自適應(yīng)推行裝置，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)在現(xiàn)實生活中的廣泛應(yīng)用，人們越來越感受到電子產(chǎn)品為生活和工業(yè)所帶來的各種便利，自動化技術(shù)的蓬勃發(fā)展，更為人們的生活以及工業(yè)化的生產(chǎn)和控制帶來了廣闊的前景。現(xiàn)有的移動裝置遇到坡角和傾斜時不好調(diào)整，而且傳統(tǒng)的移動裝置在移動過程中遇到傾斜的坡角或者移動裝置發(fā)生傾斜時往往都無法做出調(diào)整，從而影響移動裝置的工作。該使用新型就是為解決這類問題而設(shè)計，可運用于多個領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明提供一種實時嵌入式的自適應(yīng)推行裝置，本發(fā)明主要是解決移動裝置在推進過程中遇到的坡角及傾斜問題時如何及時調(diào)整及移動的問題，此外還加入推進系統(tǒng)使得裝置在推進過程中能更加省力的移動。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種實時嵌入式的自適應(yīng)推行裝置，包括角度測量電路1、串口通信電路2、單片機電路3、聲光報警電路4、高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5、高度調(diào)節(jié)的步進電機組6、推進的步進電機驅(qū)動電路7、推進的步進電機組8、電源9；

所述角度測量電路1用于測量推行裝置的傾角且與串口通信電路2連接，串口通信電路2與單片機電路3連接，單片機電路3分別與聲光報警電路4、高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5、推進的步進電機驅(qū)動電路7連接，高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5與高度調(diào)節(jié)的步進電機組6連接，推進的步進電機驅(qū)動電路7與推進的步進電機組8連接，電源9電路分別與角度測量電路1、串口通信電路2、單片機電路3、高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5、推進的步進電機驅(qū)動電路7相連。

所述角度測量電路1包括電阻r12、電阻r13、電阻r14、電阻r15、電阻r16、二極管d4、二極管d5、傾角傳感器y2；其中傾角傳感器y2的a端與二極管d4的陽極相連，同時與電阻r15的一端相連，傾角傳感器y2的b端與二極管d5的陽極相連，同時與電阻r16的一端相連，二極管d4的陰極與二極管d5的陰極相連，電阻r15的另一端與電阻r12、電阻r13的一端相連，同時接串口通信電路2中的芯片rs485的7號管腳，電阻r12的一端接電阻r15、電阻r13和芯片rs485的7號管腳，電阻r13的一端接電阻r15、電阻r12和芯片rs485的7號管腳，電阻r12另一端接5v電壓，電阻r16的另一端與電阻r13的另一端及電阻r14的一端相連，同時接芯片rs485的6號管腳，電阻r13的另一端接電阻r14、電阻r16和芯片rs485的6號管腳，電阻r14的一端接電阻r13另一端及電阻r16和芯片rs485的6號管腳，電阻r14的另一端接地。

所述串口通信電路2包括芯片rs485、電阻r6、電阻r7、電阻r8、電阻r9、電阻r10、電阻r11、分別由三極管和光敏二極管組成的光耦電路til117a、光耦電路til117b、光耦電路til117c；在til117光耦電路中，光敏二極管的正極為1號管腳，光敏二極管的負(fù)極為2號管腳，三極管的發(fā)射極為4號管腳，三極管的集電極為5號管腳：其中芯片rs485的4號管腳接til117a的2號管腳，til117a的1號管腳接電阻r7的一端，電阻r7的另一端接5v電壓，til117a的4號管腳接地，til117a的5號管腳接電阻r6的一端及單片機的p3.0口，電阻r6的另一端接5v，芯片rs485的1號管腳接til117b的3號管腳及電阻r9的一端，電阻r9的另一端接5v，til117b的4號管腳接地，til117b的2號管腳接單片機的p3.1口，til117b的1號管腳接電阻r8的一端，電阻r8的另一端接5v，芯片rs485的2號、3號管腳接單片機的p1.0口及電阻r11的一端、til117c的4號管腳，電阻r11的另一端接地，til117c的3號管腳接5v電壓，til117c的1號管腳接電阻r10的一端，電阻r10的另一端接5v電壓，til117c的2號管腳接單片機的p1.0口，芯片rs485的8號管腳接5v電壓，芯片rs485接5號管腳接地。

所述單片機電路3包括復(fù)位電路及時鐘電路，其中包括電阻r1、電阻r2、電容c1、電容c2、電容c3、復(fù)位開關(guān)sb1、晶振y1、單片機；其中復(fù)位電路是單片機的rst9號管腳接電阻r1和電阻r2的一端，同時接電容c3的正極端，電阻r1的另一端接地，電阻r2的的另一端接復(fù)位開關(guān)sb1的一端及5v電壓，電容c3的負(fù)極端接復(fù)位開關(guān)的另一端；晶振電路是單片機的xtal1接晶振y1及電容c1的一端，單片機的xtal2接晶振的另一端及電容c2的一端，電容c1的另一端及電容c2的另一端相接且接地，同時單片機的vss接電阻r18的一端，電阻r18de另一端接地，vcc接接電阻r17的一端，電阻r17的另一端接5v的電壓。

所述聲光報警電路4包括電阻r3、電阻r4、電阻r5、發(fā)光二極管紅、發(fā)光二極管綠、三極管q1、蜂鳴器；其中蜂鳴器的一端接電阻r3、電阻r4的一端和5v電壓，電阻r3的另一端接發(fā)光二極管紅的正極，發(fā)光二極管紅的負(fù)極接單片機的p1.1口，電阻r4的另一端接發(fā)光二極管綠的正極，發(fā)光二極管綠的負(fù)極接單片機的p1.2口，蜂鳴器的另一端接三極管的集電極，三極管的發(fā)射極接地，三極管的基極接電阻r5的一端，電阻r5的另一端接單片機的p1.3口。

所述高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5及高度調(diào)節(jié)的步進電機組6包括芯片uln2803a、芯片uln2803c、步進電機m1、步進電機m2、步進電機m5、步進電機m6；其中uln2803a的管腳in1-in8接單片機的p0.0-p0.7，芯片uln2803a的管腳out1-out4分別接步進電機m5的b、c、d、f接口，芯片uln2803a的管腳out5-out8分別接步進電機m6的b、c、d、f接口，步進電機m5、m6的a接口接5v電壓，芯片uln2803a的9號管腳接地，芯片uln2803a的vcc接5v電壓；uln2803c的管腳in1-in8接單片機的p2.0-p2.7，芯片uln2803c的管腳out1-out4分別接步進電機m7的b、c、d、f接口，芯片uln2803c的管腳out5-out8分別接步進電機m8的b、c、d、f接口，步進電機m7、m8的a接口接5v電壓，芯片uln2803c的9號管腳接地，芯片uln2803c的vcc接5v電壓。

所述推進的步進電機驅(qū)動電路7及推進的步進電機組8包括芯片uln2803b、芯片uln2803d、步進電機m3、步進電機m4、步進電機m7、步進電機m8；其中uln2803b的管腳in1-in8接單片機的p0.0-p0.7，芯片uln2803b的管腳out1-out4分別接步進電機m3的b、c、d、f接口，芯片uln2803b的管腳out5-out8分別接步進電機m4的b、c、d、f接口，步進電機m3、m4的a接口接5v電壓，芯片uln2803b的9號管腳接地，芯片uln2803b的vcc接5v電壓；uln2803d的管腳in1-in8接單片機的p2.0-p2.7，芯片uln2803d的管腳out1-out4分別接步進電機m7的b、c、d、f接口,芯片uln2803d的管腳out5-out8分別接步進電機m8的b、c、d、f接口，步進電機m7、m8的a接口接5v電壓，芯片uln2803d的9號管腳接地，芯片uln2803d的vcc接5v電壓。

本發(fā)明通過裝置底部的傾角傳感器測出行進過程中的移動裝置相對于水平面的傾斜角度，反饋信號傳至單片機，之后單片機控制高度調(diào)節(jié)步進電機組調(diào)節(jié)移動裝置的高度，從而達到移動裝置底部與水平面平行的狀態(tài)，推進裝置的步進電機組能夠為移動裝置提供額外的動力，減少人工，聲光報警告知操作者傾斜角度是否能用高度調(diào)節(jié)來解決。該發(fā)明設(shè)計新穎，操作簡單，且安全高效。

本發(fā)明的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，有效降低了人力和時間成本，可以通過傾角傳感器測量出推行裝置的角度，并把傾角情況反映給單片機，使得高度步進電機通過蝸桿進行高度的升降，最后使得裝置達到與水平平衡的狀態(tài)，推進步進電機組使得裝置可以自行的向前推進，且聲光報警可以告知移動裝置的工作情況，在工業(yè)方面的運用安全方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接圖；

圖2是本發(fā)明的單片機電路；

圖3是本發(fā)明的角度測量電路；

圖4是本發(fā)明的串口通信電路；

圖5是本發(fā)明的聲光報警電路；

圖6是本發(fā)明的高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路及步進電機組；

圖7是本發(fā)明的推進的步進電機驅(qū)動電路及步進電機組；

圖8是本發(fā)明的移動裝置的整體框架圖；

圖9-10是本發(fā)明的移動裝置的正視圖及左視圖。

圖中各標(biāo)號為：1-角度測量電路、2-串口通信電路、3-單片機電路、4-聲光報警電路、5-高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路、6-高度調(diào)節(jié)的步進電機組、7-推進的步進電機驅(qū)動電路、8-推進的步進電機組、9-電源，10-傾角傳感器，11-高度調(diào)節(jié)的步進電機，12-渦輪推桿，13-推進的步進電機，14-固定軸，15-運動輪胎，16-箱體。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。

具體實施方式：如圖1-10所示，一種實時嵌入式的自適應(yīng)推行裝置，包括角度測量電路1、串口通信電路2、單片機電路3、聲光報警電路4、高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5、高度調(diào)節(jié)的步進電機組6、推進的步進電機驅(qū)動電路7、推進的步進電機組8、電源9；

所述角度測量電路1用于測量推行裝置的傾角且與串口通信電路2連接，串口通信電路2與單片機電路3連接，單片機電路3分別與聲光報警電路4、高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5、推進的步進電機驅(qū)動電路7連接，高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5與高度調(diào)節(jié)的步進電機組6連接，推進的步進電機驅(qū)動電路7與推進的步進電機組8連接，電源9電路分別與角度測量電路1、串口通信電路2、單片機電路3、高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5、推進的步進電機驅(qū)動電路7相連。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述角度測量電路1可以采用如下設(shè)計：角度測量電路1包括電阻r12、電阻r13、電阻r14、電阻r15、電阻r16、二極管d4、二極管d5、傾角傳感器y2；其中傾角傳感器y2的a端與二極管d4的陽極相連，同時與電阻r15的一端相連，傾角傳感器y2的b端與二極管d5的陽極相連，同時與電阻r16的一端相連，二極管d4的陰極與二極管d5的陰極相連，電阻r15的另一端與電阻r12、電阻r13的一端相連，同時接串口通信電路2中的芯片rs485的7號管腳，電阻r12的一端接電阻r15、電阻r13和芯片rs485的7號管腳，電阻r13的一端接電阻r15、電阻r12和芯片rs485的7號管腳，電阻r12另一端接5v電壓，電阻r16的另一端與電阻r13的另一端及電阻r14的一端相連，同時接芯片rs485的6號管腳，電阻r13的另一端接電阻r14、電阻r16和芯片rs485的6號管腳，電阻r14的一端接電阻r13另一端及電阻r16和芯片rs485的6號管腳，電阻r14的另一端接地。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述串口通信電路2可以采用如下設(shè)計：所述串口通信電路2包括芯片rs485、電阻r6、電阻r7、電阻r8、電阻r9、電阻r10、電阻r11、分別由三極管和光敏二極管組成的光耦電路til117a、光耦電路til117b、光耦電路til117c；在til117光耦電路中，光敏二極管的正極為1號管腳，光敏二極管的負(fù)極為2號管腳，三極管的發(fā)射極為4號管腳，三極管的集電極為5號管腳：其中芯片rs485的4號管腳接til117a的2號管腳，til117a的1號管腳接電阻r7的一端，電阻r7的另一端接5v電壓，til117a的4號管腳接地，til117a的5號管腳接電阻r6的一端及單片機的p3.0口，電阻r6的另一端接5v，芯片rs485的1號管腳接til117b的3號管腳及電阻r9的一端，電阻r9的另一端接5v，til117b的4號管腳接地，til117b的2號管腳接單片機的p3.1口，til117b的1號管腳接電阻r8的一端，電阻r8的另一端接5v，芯片rs485的2號、3號管腳接單片機的p1.0口及電阻r11的一端、til117c的4號管腳，電阻r11的另一端接地，til117c的3號管腳接5v電壓，til117c的1號管腳接電阻r10的一端，電阻r10的另一端接5v電壓，til117c的2號管腳接單片機的p1.0口，芯片rs485的8號管腳接5v電壓，芯片rs485接5號管腳接地。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述單片機電路3可以采用如下設(shè)計：單片機電路3包括復(fù)位電路及時鐘電路，其中包括電阻r1、電阻r2、電容c1、電容c2、電容c3、復(fù)位開關(guān)sb1、晶振y1、單片機（可以采用c51系列單片機，具體的可以為p89061x2或at89c2051）；其中復(fù)位電路是單片機的rst9號管腳接電阻r1和電阻r2的一端，同時接電容c3的正極端，電阻r1的另一端接地，電阻r2的的另一端接復(fù)位開關(guān)sb1的一端及5v電壓，電容c3的負(fù)極端接復(fù)位開關(guān)的另一端；晶振電路是單片機的xtal1接晶振y1及電容c1的一端，單片機的xtal2接晶振的另一端及電容c2的一端，電容c1的另一端及電容c2的另一端相接且接地，同時單片機的vss接電阻r18的一端，電阻r18de另一端接地，vcc接接電阻r17的一端，電阻r17的另一端接5v的電壓。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述聲光報警電路4可以采用如下設(shè)計：聲光報警電路4包括電阻r3、電阻r4、電阻r5、發(fā)光二極管紅、發(fā)光二極管綠、三極管q1、蜂鳴器；其中蜂鳴器的一端接電阻r3、電阻r4的一端和5v電壓，電阻r3的另一端接發(fā)光二極管紅的正極，發(fā)光二極管紅的負(fù)極接單片機的p1.1口，電阻r4的另一端接發(fā)光二極管綠的正極，發(fā)光二極管綠的負(fù)極接單片機的p1.2口，蜂鳴器的另一端接三極管的集電極，三極管的發(fā)射極接地，三極管的基極接電阻r5的一端，電阻r5的另一端接單片機的p1.3口。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5及高度調(diào)節(jié)的步進電機組6可以采用如下設(shè)計：高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5及高度調(diào)節(jié)的步進電機組6包括芯片uln2803a、芯片uln2803c、步進電機m1、步進電機m2、步進電機m5、步進電機m6；其中uln2803a的管腳in1-in8接單片機的p0.0-p0.7，芯片uln2803a的管腳out1-out4分別接步進電機m5的b、c、d、f接口，芯片uln2803a的管腳out5-out8分別接步進電機m6的b、c、d、f接口，步進電機m5、m6的a接口接5v電壓，芯片uln2803a的9號管腳接地，芯片uln2803a的vcc接5v電壓；uln2803c的管腳in1-in8接單片機的p2.0-p2.7，芯片uln2803c的管腳out1-out4分別接步進電機m7的b、c、d、f接口，芯片uln2803c的管腳out5-out8分別接步進電機m8的b、c、d、f接口，步進電機m7、m8的a接口接5v電壓，芯片uln2803c的9號管腳接地，芯片uln2803c的vcc接5v電壓。

作為本發(fā)明的進一步方案，所述推進的步進電機驅(qū)動電路7及推進的步進電機組8可以采用如下設(shè)計：推進的步進電機驅(qū)動電路7及推進的步進電機組8包括芯片uln2803b、芯片uln2803d、步進電機m3、步進電機m4、步進電機m7、步進電機m8；其中uln2803b的管腳in1-in8接單片機的p0.0-p0.7，芯片uln2803b的管腳out1-out4分別接步進電機m3的b、c、d、f接口，芯片uln2803b的管腳out5-out8分別接步進電機m4的b、c、d、f接口，步進電機m3、m4的a接口接5v電壓，芯片uln2803b的9號管腳接地，芯片uln2803b的vcc接5v電壓；uln2803d的管腳in1-in8接單片機的p2.0-p2.7，芯片uln2803d的管腳out1-out4分別接步進電機m7的b、c、d、f接口,芯片uln2803d的管腳out5-out8分別接步進電機m8的b、c、d、f接口，步進電機m7、m8的a接口接5v電壓，芯片uln2803d的9號管腳接地，芯片uln2803d的vcc接5v電壓。

如圖8-10，本發(fā)明的移動裝置設(shè)計時可以采用在運動輪胎15的固定軸14的下端設(shè)置推進的步進電機13，固定軸14上端與渦輪推桿12相連接，渦輪推桿12再與箱體16相連接，渦輪推桿12上設(shè)有高度調(diào)節(jié)的步進電機11且與高度調(diào)節(jié)的步進電機11相連接，其箱體16的底部設(shè)置傾角傳感器10，在實際應(yīng)用時，4個推進的步進電機13組成推進的步進電機組8，4個高度調(diào)節(jié)的步進電機11組成高度調(diào)節(jié)的步進電機組6。

本發(fā)明的工作原理是：

所述角度測量電路1用于測量推行裝置的傾角，當(dāng)裝置在推進過程中發(fā)生傾斜或者上下坡的時候，傾角傳感器能夠測量出裝置的傾斜角度，傾斜信號通過rs485的串口通信將數(shù)據(jù)傳至單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)連接著高度調(diào)節(jié)的步進電機驅(qū)動電路5及高度調(diào)節(jié)的步進電機組6，由此達到平衡推進裝置的目的，同時單片機系統(tǒng)還連接著推進的步進電機驅(qū)動電路7及步進電機組，由此推進裝置前進。單片機系統(tǒng)還連接著聲光報警電路4，能夠反映傾角情況。

圖3中傾角傳感器y2測量到平臺的傾斜角度，通過a、b兩個接口將信號傳至單片機，單片機再根據(jù)反饋數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的執(zhí)行，比如高度調(diào)節(jié)的步進電機的啟動和聲光報警電路是否啟動等，主要的工作工程如下，傾角傳感器10接收到傾角信號后，將物理模擬信號通過a、b接口分別傳輸至d4整流二極管和d5整流二極管，信號就能較穩(wěn)定的分別傳通過電阻r15和電阻r16，為了保護芯片rs485，信號分別通過r15和r16傳至芯片rs485的b口和a口，在兩個接口前并接一個電阻保護芯片，為了穩(wěn)壓在接5v電壓和接地處接一個電阻，作為上拉電阻和下拉電阻，芯片rs485的8號管腳直接接5v電壓，5號管腳直接接地，芯片rs485將信號傳至光耦電路til117a的2號管腳，同時1號管腳接上拉電阻從而形成一個回路，發(fā)光二極管觸發(fā)發(fā)光之后，光電接收三極管接收光信號后觸發(fā)，信號傳至單片機的p3.0口，為了保護單片機，在5v電壓和接口處接一個上拉電阻，為了反饋信號，單片機的p3.1接光耦電路til117b的2號管腳，1號管腳接5v電壓形成一個回路，為了保護電路在5v電壓出接一個上拉電阻，如果p3.1得到信號的話，該電路導(dǎo)通，光電接收器接收信號后通過3號管腳傳輸至芯片rs485的1號管腳，為了保護芯片rs485，在1號管腳接電壓5v的接口處接一個上拉電阻，芯片rs485接地；單片機的p1.0接光耦電路til117c的2號管腳，1號管腳接5v電壓形成一個回路，為了保護電路在5v電壓出接一個上拉電阻，如果p1.0得到信號的話，該電路導(dǎo)通，光電接收器接收信號后通過4號管腳傳輸至芯片rs485的2號和3號管腳，為了保護電路，在4號管腳接地的接口處接一個下拉電阻，芯片rs485接地，光耦電路til117c的3號管腳接5v電壓。在單片機得到這些傾角信號之后，單片機將驅(qū)動信號發(fā)至步進電機驅(qū)動電路和聲光報警電路進行預(yù)警，單片機的p0口是對步進電機驅(qū)動電路uln2803的驅(qū)動，因為移動裝置具有四個位置，因此選用2個uln2803來驅(qū)動這四個步進電機(m1、m2、m5、m6)，為了使得步進電機能夠上升，設(shè)計了機械結(jié)構(gòu)即螺桿的方式達到移動裝置的上下移動的目的，同時步進電機驅(qū)動電路同時還驅(qū)動另外四個步進電機（m3、m4、m7、m8）作為移動裝置的動力裝置，在移動裝置移動的同時，步進電機還提供額外的動力。

具體的工作原理：移動裝置在移動過程中，當(dāng)移動到具有坡度或者傾斜的路面時，移動裝置會產(chǎn)生一定的傾斜角度，安裝在移動裝置下方的傾角能夠?qū)⑦@個傾斜角度測量出來，之后將傾斜的數(shù)據(jù)傳至單片機中，內(nèi)部的程序判斷之后，判斷是否可使得平臺與水平一致，假如角度不是一樣的話亮紅燈且有蜂鳴聲，假若一樣的話亮綠燈，通過調(diào)節(jié)平臺的高度，對應(yīng)傾斜角度的步進電機開始動作，通過蝸桿將平臺升起，此時傾角傳感器實時測量移動裝置的傾斜角度，當(dāng)燈變成綠燈的時候，移動平臺達到水平。此時單片機驅(qū)動推動的步進電機運作，使得平臺能夠更加省力的移動。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。