CN203455477U - 红外光电标定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种红外光电标定装置，其包括有一红外发射单元、一红外接收单元、一数字电位器和一设定所述数字电位器的输出阻值的微处理器；所述红外发射单元包括一发射红外线的发射头；所述红外接收单元包括一接收红外线的接收头和一将接收到的红外线转换成一电信号的光电转换电路；所述数字电位器与所述微处理器相连。本实用新型实现了快速标定，减少了操作的复杂度，提高了标定效率和标定精度，增加了所述红外光电标定装置工作的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及红外光电标定装置，特别涉及一种用于机器人的红外光电标定装置。
背景技术
目前在机器人灭火比赛中，使用的比赛场地是一种类似迷宫布局的分立式场地，机器人在规定的起点开始以一种最优路径规划去寻找火源并将其熄灭，火源被布置在随机的区域，如果需要在最短时间内使机器能找到一条最优的无碰路径，则必须在机器人不同朝向上安装尽可能多且易于标定距离的装置。
由于能否稳定并准确地标定机器人与场地隔板间距离直接影响机器人的无碰路径规划，在现有的红外光电标定装置中在标定距离时，大都是直接利用配套工具调节可调旋钮改变发射红外线的频率，如使用一字起等工具旋转可调旋钮，但这种标定方式工序复杂繁琐，已经远远不能满足复杂多变的比赛环境，而且可调旋钮经过多次调节容易造成损耗，往往会因为误操作给标定带来许多不确定性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有红外光电标定装置中调节可调旋钮工序复杂繁琐，可调旋钮易损耗的缺陷，提供一种快速、方便、低损耗的红外光电标定装置。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种红外光电标定装置，其包括有一红外发射单元和一红外接收单元；所述红外发射单元包括一发射红外线的发射头；所述红外接收单元包括一接收红外线的接收头和一将接收到的红外线转换成一电信号的光电转换电路；其特点是，所述红外光电标定装置还包括有一数字电位器和一设定所述数字电位器的输出阻值的微处理器，所述数字电位器与所述微处理器相连。
所述红外发射单元和所述红外接收单元是现有红外光电标定装置中负责发射和接收红外线的装置，它们不仅仅包括所述发射头、所述接收头和所述光电转换电路，还包括相匹配的其它部件。
所述数字电位器的输出阻值与发射头发射红外线的功率成比例关系，红外线的标定距离和发射头的发射功率有关，所述数字电位器的输出阻值控制输出电流的大小，从而控制红外线的发射功率。
较佳地，所述微处理器和所述数字电位器通过单工通信方式通信。
所述单工通信方式为通信的主控端发送数据到从控端，从控端接收命令并执行，如单工通信的SPI（串行外设接口）通信。
较佳地，所述微处理器还包括一存储所述输出阻值的存储单元。
所述微处理器可以选用现有的一种具有存储功能的芯片。
较佳地，所述红外接收单元还包括一启动振荡器、一控制所述启动振荡器的频率的可调电阻和一触发器，所述启动振荡器与所述可调电阻电连接，所述启动振荡器与所述触发器电连接。
调整所述可调电阻的大小，从而改变所述启动振荡器的频率，所述启动振荡器输出一时钟，所述触发器根据所述时钟触发所述接收头，实现标定工作区间的自由设定，如标定工作时间的自由设定，所述工作区间的响应时间大于发射并接收到红外线的最短时间。
较佳地，所述红外光电标定装置还包括一设定所述接收头接收频率的设定单元。
所述设定单元设定所述接收头接收频率后，所述接收头只能接收到和设定的频率相同的红外线。
较佳地，所述红外光电标定装置还包括一放大所述电信号的放大电路和一将放大后的电信号转换成一TTL（晶体管-晶体管逻辑）电平的电平转换电路。
通常所述电信号值很小，需要经过所述放大电路放大到适合后续电路处理的大小。所述TTL电平可供外部微控制器直接采样处理。
较佳地，所述红外光电标定装置还包括一屏蔽罩，所述屏蔽罩包裹在所述发射头和所述接收头的外部。
较佳地，所述红外光电标定装置还包括一显示所述红外光电标定装置状态的LED（发光二极管）。当所述红外光电装置处于标定状态时，所述LED闪烁，当所述红外光电装置标定完毕时，所述LED常亮。
本实用新型的积极进步效果在于：所述数字电位器的使用实现了快速标定，减少了操作的复杂度、方便、低损耗。所述屏蔽罩很好地隔离了所述发射头和所述接收头之间由于距离太近而产生的干扰，设定所述接收头接收频率有效地减少了周围的红外源的干扰，标定工作区间的自由设定避免了集中频段下的红外干扰源的影响，使标定距离更加可靠。所述电平转换电路方便了外部微控制器的采样处理。
附图说明
图1为本实用新型的红外光电标定装置的实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的红外光电标定装置的实施例的组装效果示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
实施例
参见图1所示，一种红外光电标定装置，其包括有一红外发射单元1、一红外接收单元2、一数字电位器3、一设定所述数字电位器3的输出阻值的微处理器4、一设定单元5、一放大电路6和一电平转换电路7。
所述红外发射单元1包括一发射红外线的发射头11。
所述红外接收单元2包括一接收红外线的接收头21和一将接收到的红外线转换成一电信号的光电转换电路22，一启动振荡器23、一控制所述启动振荡器23的频率的可调电阻24和一触发器25。所述启动振荡器23与所述可调电阻24电连接，所述启动振荡器23与所述触发器25电连接。调整所述可调电阻24的大小，从而改变所述启动振荡器23的频率，所述启动振荡器23输出一时钟，所述触发器25根据所述时钟触发所述红接收头21，实现标定工作区间的自由设定。
所述数字电位器3与所述微处理器4相连，所述微处理器4通过单工通信的SPI通信设定所述数字电位器3的输出阻值。
所述微处理器4还包括一存储所述输出阻值的存储单元41。
所述设定单元5可以设定所述接收头21接收红外线的频率，以使得所述接收头21只能接收到和设定的频率相同的红外线。
所述放大电路6将所述电信号放大到适合后续电路处理的大小。
所述电平转换电路7将放大后的电信号转换成一可供外部微控制器直接采样处理的TTL电平。
参见图2所示，在所述发射头11和所述接收头21的外部包裹一层屏蔽罩81，在不影响发射红外线功率和接收红外线频率的前提下，保证了所述发射头11散射出的红外光不会直接从所述接收头21进入，且保证了发射出的信号有一定的聚焦特性。
所述红外光电装置还包括一按钮82，按下所述按钮82可启动所述红外光电装置开始进行标定。
所述红外光电标定装置还包括一LED83。当所述红外光电装置处于标定状态时，所述LED83闪烁，当所述红外光电装置标定完毕时，所述LED83常亮。
所述电平转换电路7转换的所述TTL电平经一输出口84传输给外部微控制器。
下面介绍所述红外光电标定装置的具体标定过程：
参见图1和图2所示，所述设定单元5设定所述接收头21接收红外线的频率。
调整所述可调电阻24的大小，改变所述启动振荡器23的频率，所述触发器25触发所述红接收头21，设定所述标定工作区间。
按下所述按钮82，所述红外光电标定装置开始标定，所述LED83开始闪烁。
所述微处理器4设定所述数字电位器3的输出阻值，所述发射头11根据所述数字电位器3的输出阻值的大小发射不同功率的红外线，所述接收头21接收和所述设定单元5设定的频率相同的红外线。通常初始状态的所述数字电位器3的输出阻值为最小值，若所述接收头21没有接收到红外线，则所述微处理器4就会增大所述数字电位器3的输出阻值，从而增加所述发射头11发射的红外线的功率，直到所述接收头21接收到红外线为止。
所述接收头21接收到红外线，所述红外光电标定装置标定结束，LED83常亮，所述光电转换模块22将接收到的红外线转换成所述电信号，所述放大电路6将所述电信号放大，通过所述电平转换电路7转换成所述TTL电平，再经输出口84传输给外部微控制器。
所述微处理器4将标定结束时的所述数字电位器3的输出阻值存储在所述微处理器4的非易失性存储空间作为一标定临界值，在相同环境下标定数据仍然可靠。在下一次标定时，重复标定过程完成标定。例如，所述微处理器4可以控制数字电位器3的输出阻值从最小标定值开始标定，直到所述接收头21接收到红外线结束标定，储存标定值实现标定过程。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种红外光电标定装置，其包括有一红外发射单元和一红外接收单元；
所述红外发射单元包括一发射红外线的发射头；
所述红外接收单元包括一接收红外线的接收头和一将接收到的红外线转换成一电信号的光电转换电路；
其特征在于，所述红外光电标定装置还包括有一数字电位器和一设定所述数字电位器的输出阻值的微处理器，所述数字电位器与所述微处理器相连。
2.如权利要求1所述的红外光电标定装置，其特征在于，所述微处理器和所述数字电位器通过单工通信方式通信。
3.如权利要求1所述的红外光电标定装置，其特征在于，所述微处理器还包括一存储所述输出阻值的存储单元。
4.如权利要求1所述的红外光电标定装置，其特征在于，所述红外接收单元还包括一启动振荡器、一控制所述启动振荡器的频率的可调电阻和一触发器，所述启动振荡器与所述可调电阻电连接，所述启动振荡器与所述触发器电连接。
5.如权利要求1所述的红外光电标定装置，其特征在于，其还包括一设定所述接收头接收频率的设定单元。
6.如权利要求1所述的红外光电标定装置，其特征在于，其还包括一放大所述电信号的放大电路和一将放大后的电信号转换成一TTL电平的电平转换电路。
7.如权利要求1所述的红外光电标定装置，其特征在于，其还包括一屏蔽罩，所述屏蔽罩包裹在所述发射头和所述接收头的外部。
8.如权利要求1所述的红外光电标定装置，其特征在于，其还包括一显示所述红外光电标定装置状态的LED。
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