一种自动跟随目标的毫米波雷达传感器的制作方法

1.本发明涉及一种分析评估系统，具体为一种自动跟随目标的毫米波雷达传感器，属于智能家居传感器技术领域。


背景技术：

2.智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境，毫米波雷达传感器使用毫米波，通常毫米波是指30-300ghz频域(波长为1-10mm)的，其中24ghz雷达传感器、77ghz雷达传感器主要用于汽车防撞，毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点，同厘米波雷达相比，毫米波雷达具有体积小、易集成和空间分辨率高的特点，与摄像头、红外、激光等光学传感器相比，毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强，抗干扰能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点，由于雷达技术的发展与进步，现在的毫米波雷达传感器开始应用于汽车电子、安防、无人机、智能交通等多个行业中，在智能家居中也开始涉及毫米波雷达传感器。
3.公开号为cn110456313a的专利文件，公开了本发明公开一种应用于矩形微带毫米波雷达传感器的装置，属于毫米波雷达传感器技术领域，包括m列毫米波串馈发射天线阵列中对应设置有xn根第一串馈微带天线，每一根第一串馈微带天线和毫米波雷达芯片的发射端连接；w列毫米波接收串馈天线阵列中对应设置有yn根第二串馈微带天线，每一根第二串馈微带天线和毫米波雷达芯片的接收端连接，其中，w列毫米波接收串馈天线阵列和m列毫米波串馈发射天线阵列设置在印刷线路板的同一层上；m列毫米波串馈发射天线阵列和w列毫米波接收串馈天线阵列配合使用，或者分别既做发射天线阵列又做接收天线阵列单独使用，本发明达到避免干扰毫米波信号的传输，能够在同层印刷线路板上制成毫米波雷达传感器的技术效果，但是在安装过程中，目前市场上的微波或毫米波雷达传感器多为固定式安装方式，例如固定在天花板垂直向下或固定在墙壁上以倾斜向下的角度进行探测，由于消费类雷达多为固定的板载天线或芯片级天线，探测范围为固定的垂直于雷达天线平面的圆锥型区域，有效探测范围有限，因此安装后只能覆盖房间内的有限区域，存在死角。
4.公开号为cn111796527a的专利文件，公开了本发明公开一种基于毫米波雷达的智能控制系统，该智能控制系统的智能开关通过控制器与毫米波雷达传感器连接，无线通信模块分别与控制器、智能开关、控制系统连接；毫米波雷达传感器将接收毫米波后产生的信号发送给控制器；控制器通过信号处理电路对信号进行处理以获取人体检测结果；主控线路板分别与无线通信模块、控制器连接，根据人体检测结果或控制指令控制智能开关动作；控制系统包括智能家居系统、智能办公系统中的至少一种。本发明实现了根据人体存在情况控制智能开关的目的，无线通信模块连接控制系统和智能开关的方式便于控制系统根据检测结果和智能开关的动作对其控制的设备进行调配，达到了整个系统协同运作实现特定场景的目的，但是在使用过程中，为了对大的空间进行覆盖，需要在房间内安装多个雷达传
感器来尽可能覆盖房间内的全部区域，成本较高，如酒店客房需要安装4个雷达传感器才能覆盖玄关、浴室、沙发、床的位置，成本高，同时在对传感器进行检修更换时，拆装过于麻烦，工作成本高，效率低。
5.有鉴于此特提出一种自动跟随目标的毫米波雷达传感器来帮助解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的就在于提供一种自动跟随目标的毫米波雷达传感器，能够把毫米波雷达传感器预装在天花的轨道上，雷达传感器对探测范围内的人体运动实时进行检测，并结合雷达传感器当前的位置计算出目标平行于轨道方向的移动速度和垂直于轨道方向的移动速度，对电机系统进行控制，进而使毫米波雷达传感器随着人体的移动而移动，达到跟随效果，使用单个毫米波雷达传感器覆盖多个区域，实现一个毫米波雷达对整个房间的全覆盖，降低成本，能够在拆装过程中快速对毫米波雷达传感器进行拆卸，检修简单方便，降低工作成本。
7.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种自动跟随目标的毫米波雷达传感器，包括轨道、毫米波雷达传感器本体和移动组件，所述移动组件设置在所述轨道和所述毫米波雷达传感器本体之间，所述移动组件包括移动箱和移动结构，所述移动箱设置在所述轨道底部，所述移动结构设置在所述轨道内部，所述毫米波雷达传感器本体设置在所述轨道底部。
8.进一步的，所述轨道底部开设有第一t形槽，所述第一t形槽一侧固定焊接有第一齿牙，所述移动结构包括移动电机和移动齿轮，所述移动电机通过螺栓固定安装在所述移动箱内部，所述移动齿轮固定焊接在所述移动电机的输出轴上且设置在所述第一t形槽内部，所述移动齿轮上设置有第二齿牙，所述移动齿轮通过所述第一齿牙与所述第二齿牙相啮合，移动电机、移动齿轮、第一齿牙和第二齿牙的配合使用方便完成移动工作，避免毫米波雷达传感器本体固定安装导致覆盖房间内的区域不能达到使用需求。
9.进一步的，所述移动箱顶部固定焊接有限位t形块，所述轨道底部开设有第二t形槽，所述第二t形槽设置在所述第一t形槽两侧，所述限位t形块滑动连接在所述第二t形槽内部，限位t形块和第二t形槽的配合使用方便保证移动时的安全。
10.进一步的，所述移动箱底部固定焊接有拆装板，所述拆装板底部开设有拆装槽，所述拆装槽两侧开设有移动槽，所述移动槽顶部开设有调节槽和调节腔，所述拆装板内部设置有拆装组件,所述拆装组件包括拆装电机、拆装结构和拆装块，所述拆装电机通过螺栓安装在所述调节腔内部，所述拆装结构设置在所述调节槽内部且与所述拆装电机对应，所述拆装块与所述拆装槽对应，拆装电机、拆装结构和拆装块的配合使用方便完成拆装工作。
11.进一步的，所述拆装结构包括第一螺纹杆、第二螺纹杆、直杆、第一螺纹环、第二螺纹环、螺纹块和限位柱，所述第一螺纹杆两端分别固定焊接在所述拆装电机的输出轴上和所述直杆一端，所述第二螺纹杆两端分别转动安装在所述调节槽内侧壁上和固定焊接在所述直杆另一端，所述第一螺纹环螺纹啮合套设在所述第一螺纹杆上，所述第二螺纹环螺纹啮合套设在所述第二螺纹杆上，两个所述螺纹块分别固定焊接在所述第一螺纹环底部和所述第二螺纹环底部，所述限位柱固定焊接在所述螺纹块一侧且设置在所述拆装槽内部，所述第一螺纹杆和所述第二螺纹杆螺纹方向相反，第一螺纹杆、第二螺纹杆、直杆、第一螺纹
环、第二螺纹环、螺纹块和限位柱的配合使用方便控制限位柱和拆装槽的相对位置，进而控制限位柱和限位槽的相对位置。
12.进一步的，所述拆装块两侧均开设有限位槽，所述限位柱与所述限位槽对应，所述拆装块底部固定焊接有角度箱，所述角度箱内部开设有角度腔和角度槽，所述角度腔内部通过螺栓安装有角度电机，所述角度电机的输出轴上固定焊接有角度柱且所述角度柱设置在所述角度槽内部，通过角度电机和角度柱方便对毫米波雷达传感器本体的角度进行调整，避免存在死角。
13.进一步的，所述毫米波雷达传感器本体设置在所述角度柱底部，所述毫米波雷达传感器本体包括雷达主控芯片和天线阵列，所述天线阵列可以是一发多收或多发多收天线，所述角度箱内部设置有主控单片机，方便对探测范围内的人体运动实时进行检测。
14.进一步的，所述毫米波雷达传感器本体与所述主控单片机电性连接，所述主控单片机分别与所述角度电机和移动电机电性连接，方便达到自动跟随效果。
15.本发明的技术效果和优点：1、本发明通过移动电机带动移动齿轮转动，在第一齿牙和第二齿牙的相互啮合作用下，移动齿轮在第一t形槽内部沿着齿牙方向移动，移动齿轮通过移动电机带动移动箱移动，移动箱在轨道底部移动并带动限位t形块移动，限位t形块在第二t形槽内滑动，保证移动过程的安全，避免毫米波雷达传感器本体固定安装导致覆盖房间内的区域不能达到使用需求，进而使用多个毫米波雷达传感器本体，降低成本，通过角度电机控制角度柱转动，角度柱转动一定角度带动毫米波雷达传感器本体转动一定角度，增大覆盖范围，避免存在死角。
16.2、本发明通过毫米波雷达传感器本体、主控单片机、移动电机、移动齿轮、第一齿牙、角度电机和角度柱的配合使用方便使毫米波雷达传感器随着人体的移动而移动，达到自动跟随效果，使用单个毫米波雷达传感器覆盖多个区域，实现一个毫米波雷达对整个房间的全覆盖，降低成本。
17.3、通过拆装电机带动第一螺纹杆转动，第一螺纹杆带动直杆转动，直杆带动第二螺纹杆转动，第一螺纹块带动第一螺纹环移动，第二螺纹杆带动第二螺纹环移动，第一螺纹环和第二螺纹环带动两个螺纹块反向移动，螺纹块带动限位柱移动，限位柱离开拆装块两侧的限位槽进入移动槽内，使拆装块与拆装槽分离，完成毫米波雷达传感器本体与拆装板的分离，方便对毫米波雷达传感器本体拆卸，进而在平台上进行检修维护和更换，不需要在高处进行操作，降低拆装的工作成本和提高工作安全。
附图说明
18.图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明中轨道的去顶板半剖立体结构示意图；图3为本发明中移动组件的立体结构示意图；图4为本发明中图3的仰视拆分立体结构示意图；图5为本发明中移动结构的立体结构示意图；图6为本发明中拆装组件的立体结构示意图；图7为本发明中角度电机和角度柱的立体结构示意图；
图8为本发明中的电性连接示意图；图9为本发明的基本工作流程示意图；图10为本发明中根据目标平行于轨道的移动速度控制毫米波雷达传感器本体沿轨道前后移动示意图示意图；图11为本发明中根据目标垂直于轨道的移动速度控制毫米波雷达传感器本体进行角度的调整示意图；图12为本发明中毫米波雷达传感器本体在其轨道上移动到玄关时对房间探测范围进行覆盖示意图；图13为本发明中毫米波雷达传感器本体在其轨道上移动到洗手间时对房间探测范围进行覆盖示意图；图14为本发明中毫米波雷达传感器本体在其轨道上移动到休息区时对房间探测范围进行覆盖示意图。
19.图中：1、轨道；2、毫米波雷达传感器本体；3、移动组件；301、移动箱；302、移动结构；3021、移动电机；3022、移动齿轮；4、第一t形槽；5、第一齿牙；6、第二齿牙；7、限位t形块；8、第二t形槽；9、拆装板；10、拆装槽；11、拆装组件；12、拆装电机；13、拆装结构；14、拆装块；15、第一螺纹杆；16、第二螺纹杆；17、直杆；18、第一螺纹环；19、第二螺纹环；20、螺纹块；21、限位柱；22、限位槽；23、角度箱；24、角度电机；25、角度柱。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-14所示，一种自动跟随目标的毫米波雷达传感器，包括轨道1、毫米波雷达传感器本体2和移动组件3，移动组件3设置在轨道1和毫米波雷达传感器本体2之间，移动组件3包括移动箱301和移动结构302，移动箱301设置在轨道1底部，移动结构302设置在轨道1内部，毫米波雷达传感器本体2设置在轨道1底部。
22.作为本发明的一种技术优化方案，轨道1底部开设有第一t形槽4，第一t形槽4一侧固定焊接有第一齿牙5，移动结构302包括移动电机3021和移动齿轮3022，移动电机3021通过螺栓固定安装在移动箱301内部，移动齿轮3022固定焊接在移动电机3021的输出轴上且设置在第一t形槽4内部，移动齿轮3022上设置有第二齿牙6，移动齿轮3022通过第一齿牙5与第二齿牙6相啮合，移动箱301顶部固定焊接有限位t形块7，轨道1底部开设有第二t形槽8，第二t形槽8设置在第一t形槽4两侧，限位t形块7滑动连接在第二t形槽8内部，通过移动电机3021带动移动齿轮3022转动，在第一齿牙5和第二齿牙6的相互啮合作用下，移动齿轮3022在第一t形槽4内部沿着齿牙方向移动，移动齿轮3022通过移动电机3021带动移动箱301移动，移动箱301在轨道1底部移动并带动限位t形块7移动，限位t形块7在第二t形槽8内滑动，保证移动过程的安全，避免毫米波雷达传感器本体2固定安装导致覆盖房间内的区域不能达到使用需求。
23.作为本发明的一种技术优化方案，移动箱301底部固定焊接有拆装板9，拆装板9底
部开设有拆装槽10，拆装槽10两侧开设有移动槽，移动槽顶部开设有调节槽和调节腔，拆装板9内部设置有拆装组件11,拆装组件11包括拆装电机12、拆装结构13和拆装块14，拆装电机12通过螺栓安装在调节腔内部，拆装结构13设置在调节槽内部且与拆装电机12对应，拆装块14与拆装槽10对应，拆装结构13包括第一螺纹杆15、第二螺纹杆16、直杆17、第一螺纹环18、第二螺纹环19、螺纹块20和限位柱21，第一螺纹杆15两端分别固定焊接在拆装电机12的输出轴上和直杆17一端，第二螺纹杆16两端分别转动安装在调节槽内侧壁上和固定焊接在直杆17另一端，第一螺纹环18螺纹啮合套设在第一螺纹杆15上，第二螺纹环19螺纹啮合套设在第二螺纹杆16上，两个螺纹块20分别固定焊接在第一螺纹环18底部和第二螺纹环19底部，限位柱21固定焊接在螺纹块20一侧且设置在拆装槽10内部，第一螺纹杆15和第二螺纹杆16螺纹方向相反，拆装块14两侧均开设有限位槽22，限位柱21与限位槽22对应，通过拆装电机12、第一螺纹杆15、第二螺纹杆16、直杆17、第一螺纹环18、第二螺纹环19、螺纹块20、限位柱21和拆装块14的配合使用使拆装块14与拆装槽10分离，完成毫米波雷达传感器本体2与拆装板9的分离，方便对毫米波雷达传感器本体2拆卸，进而在平台上进行检修维护和更换，不需要在高处进行操作，降低拆装的工作成本和提高工作安全，拆装块14底部固定焊接有角度箱23，角度箱23内部开设有角度腔和角度槽，角度腔内部通过螺栓安装有角度电机24，角度电机24的输出轴上固定焊接有角度柱25且角度柱25设置在角度槽内部，毫米波雷达传感器本体2设置在角度柱25底部，通过角度电机24控制角度柱25转动，角度柱25转动一定角度带动毫米波雷达传感器本体2转动一定角度，增大覆盖范围，避免存在死角，毫米波雷达传感器本体2包括雷达主控芯片和天线阵列，天线阵列可以是一发多收或多发多收天线，角度箱23内部设置有主控单片机，毫米波雷达传感器本体2与主控单片机电性连接，主控单片机分别与角度电机24和移动电机3021电性连接，通过毫米波雷达传感器本体2、主控单片机、移动电机3021、移动齿轮3022、第一齿牙5、角度电机24和角度柱25的配合使用方便使毫米波雷达传感器随着人体的移动而移动，达到自动跟随效果，使用单个毫米波雷达传感器覆盖多个区域，实现一个毫米波雷达对整个房间的全覆盖，降低成本。
24.本发明在使用时，把轨道1安装在房间的天花板上，然后对各个组件进行安装，通过毫米波雷达传感器本体2对探测范围内的人体运动实时进行检测，一旦有人体进入探测范围内就持续对人体相对于雷达的距离、角度、以及移动速度进行检测，并将这些信息提供给主控单片机，主控单片机根据雷达芯片提供的距离、角度、以及移动速度信息并结合雷达传感器当前的位置计算出目标平行于轨道1方向的移动速度和垂直于轨道1方向的移动速度，同时主控单片机控制移动电机3021和角度电机24工作，移动电机3021带动移动齿轮3022转动，在第一齿牙5和第二齿牙6的相互啮合作用下，移动齿轮3022在第一t形槽4内部沿着齿牙方向移动，移动齿轮3022通过移动电机3021带动移动箱301移动，移动箱301在轨道1底部移动并带动限位t形块7移动，限位t形块7在第二t形槽8内滑动，保证移动过程的安全，避免毫米波雷达传感器本体2固定安装导致覆盖房间内的区域不能达到使用需求，角度电机24控制角度柱25转动，角度柱25转动一定角度带动毫米波雷达传感器本体2转动一定角度，增大覆盖范围，避免存在死角，通过毫米波雷达传感器本体2、主控单片机、移动电机3021、移动齿轮3022、第一齿牙5、角度电机24和角度柱25的配合使用方便使毫米波雷达传感器随着人体的移动而移动，达到自动跟随效果，使用单个毫米波雷达传感器本体2覆盖多个区域，对房间内玄关、洗手间、休息区和床体位置的覆盖，实现一个毫米波雷达对整个房
间的全覆盖，降低成本，在长时间使用后，需要对毫米波雷达传感器本体2进行检修更换时，通过拆装电机12带动第一螺纹杆15转动，第一螺纹杆15带动直杆17转动，直杆17带动第二螺纹杆16转动，第一螺纹块20带动第一螺纹环18移动，第二螺纹杆16带动第二螺纹环19移动，第一螺纹环18和第二螺纹环19带动两个螺纹块20反向移动，螺纹块20带动限位柱21移动，限位柱21离开拆装块14两侧的限位槽22进入移动槽内，使拆装块14与拆装槽10分离，完成毫米波雷达传感器本体2与拆装板9的分离，方便对毫米波雷达传感器本体2拆卸，进而在平台上进行检修维护和更换，不需要在高处进行操作，降低拆装的工作成本和提高工作安全。
25.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
26.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。