太陽能尋跡小車的制作方法
【專利摘要】一種太陽能尋跡小車，包括由頂蓋與底盤及安裝在底盤后部的萬向輪組成的車體，以及置于頂蓋上的太陽能電池板，該太陽能電池板通過電線經(jīng)防反充電裝置連接至置于小車底盤上的蓄電池組；還包括置于底盤前部的電機(jī)，及固定在電機(jī)兩端伸出軸上的車輪；與上述電機(jī)相連的置于底盤上的尋跡控制電路，及與該電路相連的置于底盤前端下面兩側(cè)的光電傳感裝置。本實(shí)用新型的太陽能尋跡小車通過太陽能電池板產(chǎn)生電能，并用蓄電池組儲(chǔ)存電能，為小車提供穩(wěn)定，持續(xù)的電能供應(yīng)；同時(shí)，利用光電傳感裝置及控制電路實(shí)現(xiàn)尋跡功能，且該電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。
【專利說明】太陽能尋跡小車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽能小車，尤其是一種太陽能尋跡小車。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，人們在生活的各個(gè)方面都希望能夠利用自動(dòng)化智能系統(tǒng)來提高工作效率，使生產(chǎn)能夠得到不斷的發(fā)展。
[0003]機(jī)器人想要實(shí)現(xiàn)智能化就必須能夠?qū)崿F(xiàn)對外部環(huán)境的自我感知、判斷并作出相應(yīng)反應(yīng)，最終完成人們布置的任務(wù)。軌跡跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在機(jī)器人領(lǐng)域有著重要的地位，是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化的一個(gè)重要指標(biāo)。
[0004]當(dāng)前軌道尋跡裝置在實(shí)現(xiàn)智能化的過程中，采用了較多的可編程器件，這在一定程度上增加了單一性能裝置的造價(jià)成本。同時(shí)，一些公開的軌道尋跡裝置如太陽能尋跡小車等采用了太陽能電池板為小車提供驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的電能。然而，僅利用太陽能電池板作為電源，不但提供的電流電壓不穩(wěn)定，同時(shí)在陰雨天等太陽光照不足的情況下，小車也會(huì)因失去電能供應(yīng)而停止工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述的軌道尋跡裝置僅采用太陽能電池板供電，所提供的電流電壓不穩(wěn)定，且對太陽光照的依賴性強(qiáng)，不能全天候工作；并且尋跡控制裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高的不足，本實(shí)用新型提供了一種太陽能尋跡小車。
[0006]為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0007]一種太陽能尋跡小車，包括車體、驅(qū)動(dòng)裝置、供電裝置及尋跡控制裝置，所述車體包括頂蓋、底盤及安裝在底盤后部的萬向輪；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括對稱安裝于底盤前部的電機(jī)一、電機(jī)二及分別固定在電機(jī)一、電機(jī)二伸出軸上的車輪一和車輪二 ；所述供電裝置包括安裝在所述頂蓋上的太陽能電池板，還包括蓄電池組；所述尋跡控制裝置包括分別設(shè)于所述底盤前端下面兩側(cè)的光電傳感模塊一和光電傳感模塊二，以及控制電路；所述太陽能電池板通過電線連接至所述蓄電池組的輸入端，所述電機(jī)一、電機(jī)二、光電傳感模塊一、光電傳感模塊二、控制電路之間分別通過電線連接，并連接至所述蓄電池組的輸出端。
[0008]進(jìn)一步的，所述光電傳感模塊一與所述光電傳感模塊二均由發(fā)光二極管與光敏三極管組成，所述光敏三極管設(shè)于所述發(fā)光二極管與路面之間；所述光敏三極管輸出高電平或低電平的數(shù)字信號至所述控制電路。當(dāng)所述發(fā)光二極管發(fā)出的光照射到深色(黑色)道路上時(shí)，光基本被吸收，光敏三極管不能接收光照，呈現(xiàn)高電阻特性，其輸出為高電平；當(dāng)所述發(fā)光二極管發(fā)出的光照射到淺色(白色)道路上時(shí)，光基本被反射，光敏三極管接收光照，呈現(xiàn)低電阻特性，其輸出為低電平。
[0009]進(jìn)一步的，所述控制電路包括一個(gè)門電路芯片及附屬電路，所述門電路芯片的正/負(fù)邏輯輸出分別連接至所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)一與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)二。當(dāng)所述門電路芯片的正/負(fù)邏輯輸出分別輸出高/低電平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)一與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)二開始或停止轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小車的變向控制；進(jìn)一步的，結(jié)合所述光電傳感模塊一與所述光電傳感模二實(shí)現(xiàn)小車的巡線控制。
[0010]進(jìn)一步的，所述蓄電池組的輸入端還設(shè)有防反充電裝置，所述太陽能電池板通過電線經(jīng)所述防反充電裝置連接至所述蓄電池組。所述太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電，為蓄電池組進(jìn)行充電，避免了太陽能電池板產(chǎn)生的電能的浪費(fèi)；同時(shí)，所述防反充電裝置在陽光不足時(shí)，對蓄電池組的電能提供反充保護(hù)。
[0011]進(jìn)一步的，所述蓄電池組的輸出端還設(shè)有電源開關(guān)。在小車不使用時(shí)，斷開電源開關(guān)，使小車停止工作，避免了電能的浪費(fèi)。
[0012]采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的太陽能尋跡小車?yán)锰柲茈姵匕鍖⑻柲苻D(zhuǎn)化為電能，進(jìn)一步用蓄電池組進(jìn)行電能的儲(chǔ)存。既實(shí)現(xiàn)了清潔，無污染的能源供應(yīng)，又避免了小車不工作時(shí)太陽能電池板產(chǎn)生的電能的浪費(fèi)。同時(shí)，采用蓄電池組對小車其它裝置供電，不僅使所供應(yīng)的電流、電壓更穩(wěn)定，而且在陰雨天等太陽光照不足的情況下，也能持續(xù)給小車提供電能，使小車能連續(xù)工作。
[0013]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的太陽能尋跡小車采用了發(fā)光二極管與光敏三極管組成的光電傳感裝置，以及以簡單的門電路芯片為主的控制電路，組成尋跡控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，同時(shí)有效降低了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一種太陽能尋跡小車一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1中實(shí)施例的小車底盤及其它裝置的示意圖；
[0016]圖3為圖1中實(shí)施例的小車所采用的門電路芯片的示意圖；
[0017]附圖標(biāo)記說明:1-光電傳感模塊一 ；2_車輪一 ；3_電機(jī)一 ；4_蓄電池組；5-防反充電裝置；6_萬向輪；7_電機(jī)二 ；8_車輪二 ；9_光電傳感模塊二 ； 10-控制電路；11-太陽能電池板；12-頂蓋；13-底盤。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0019]參見附圖。
[0020]本實(shí)施例中的太陽能尋跡小車，如圖1所示，包括由頂蓋12與底盤13及設(shè)于底盤后部的萬向輪6組成的小車車體及位于頂蓋12上便于接受陽光的太陽能電池板11。該太陽能電池板在陽光照射下能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)電線傳輸供小車上的其他裝置使用，其輸出電壓為5-6V，功率約為2W。使用太陽能這種清潔、可再生資源，使小車符合節(jié)能、環(huán)保的要求。
[0021]如圖2所示，上述太陽能電池板產(chǎn)生的電能經(jīng)電線傳輸至設(shè)于小車底盤上的蓄電池組4。進(jìn)一步的，該蓄電池組的輸入端設(shè)有防反充電裝置5，上述太陽能電池板產(chǎn)生的電能經(jīng)該防反充電裝置輸入蓄電池組儲(chǔ)存。在有光照的時(shí)候，太陽能電池板產(chǎn)生電能，輸入該蓄電池組，為蓄電池組充電；在陰雨天等光照不足的情況下，上述防反充電裝置阻止蓄電池組中的電能反充至太陽能電池板，避免了電能的流失。該蓄電池組的輸出端連接至設(shè)于小車底盤上的其它裝置，為其提供穩(wěn)定、持續(xù)的電能。
[0022]如圖2所示，本實(shí)施例中的太陽能尋跡小車還包括設(shè)于小車底盤前部的驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置包括對稱安裝于底盤前部的同規(guī)格的電機(jī)一 3、電機(jī)二 7，以及分別固定在電機(jī)一 3、電機(jī)二 7伸出軸上的同大小的車輪一 2和車輪二 8。上述電機(jī)一 3、電機(jī)二 7和車輪一 2、車輪二 8均同軸設(shè)置，其軸線垂直于小車底盤的對稱中心線。電機(jī)一 3和電機(jī)二 7可分別獨(dú)自驅(qū)動(dòng)車輪一 2與車輪二 8轉(zhuǎn)動(dòng)或停止，實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)或轉(zhuǎn)向。
[0023]如圖2所示，本實(shí)施例中的太陽能尋跡小車還包括分別設(shè)于小車底盤前端下面兩側(cè)的光電傳感模塊一 1和光電傳感模塊二 9。該光電傳感模塊由發(fā)光二極管與光敏三極管組成，安裝于車底，發(fā)光二極管的安裝高度高于光敏三極管的安裝高度。該光敏三極管的輸出為高電平或低電平的數(shù)字信號。當(dāng)發(fā)光二極管照射到深色(黑色)道路上時(shí)，光基本被吸收，光敏三極管不能接收光照，呈現(xiàn)高電阻特性，光電傳感模塊輸出為高電平；如果發(fā)光二極管照射到淺色(白色)道路上，光基本被反射，光敏三極管接收光照，呈現(xiàn)低電阻特性，光電傳感模塊輸出為低電平。
[0024]上述光敏三極管輸出的高電平或低電平數(shù)字信號傳輸至尋跡控制電路，進(jìn)一步對該數(shù)字信號進(jìn)行處理，使其輸出正確的數(shù)字信號控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電源，實(shí)現(xiàn)小車的尋跡功能。在本實(shí)施例中，該尋跡控制電路采用門電路芯片RS觸發(fā)器74LS71對光電傳感模塊輸出的數(shù)字信號進(jìn)行處理。
[0025]如圖3所示，上述RS觸發(fā)器74LS71共有14支管腳，其管腳S1、S2、S3組成了 S端，R1、R2、R3組成R端；其0管腳為正邏輯輸出，/Q為負(fù)邏輯輸出。在本實(shí)施例中，V。。管腳連接至蓄電池組；光電傳感模塊一連接至S端(即連接至S1、S2、S3任意一個(gè)，其余兩個(gè)接高電平，例如用S1，那么把S2和S3接高電平)，光電傳感模塊二連接至R端(連接方式同S端)；正邏輯輸出Q管腳連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)一，負(fù)邏輯輸出/Q管腳連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)二。
[0026]當(dāng)小車沿畫設(shè)在白色背景上的一條與光電傳感模塊一和光電傳感模塊二之間的距離等寬的黑線行進(jìn)時(shí)，光電傳感模塊一和光電傳感模塊二都對應(yīng)白色背景，均輸出低電平。此時(shí)，電機(jī)一和電機(jī)二均轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)。行進(jìn)中若偏離黑線，例如光電傳感模塊一對應(yīng)到黑線(深色)上，光電傳感模塊二還對應(yīng)在白(淺色)背景上時(shí)，光電傳感模塊一輸出高電平，光電傳感模塊二輸出低電平，即此時(shí)RS觸發(fā)器74LS71的S端輸入為高電平，R端輸入為低電平，所以其正邏輯輸出低電平，負(fù)邏輯輸出高電平，從而使正邏輯輸出Q管腳連接的電機(jī)一停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而負(fù)邏輯輸出/Q管腳連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)二繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，即車輪一停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車輪二繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使尋跡小車回到既定路線上。當(dāng)發(fā)生其它偏離情況時(shí)，其修正過程與以上過程類似。
[0027]通過上述電路，本實(shí)施例中的太陽能小車實(shí)現(xiàn)了尋跡功能。該電路結(jié)構(gòu)簡單，功能可靠且用較低的成本即可實(shí)現(xiàn)。
[0028]總之，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能尋跡小車，其特征在于:包括車體、驅(qū)動(dòng)裝置、供電裝置及尋跡控制裝置，所述車體包括頂蓋、底盤及安裝在底盤后部的萬向輪；所述驅(qū)動(dòng)裝置包括對稱安裝于底盤前部的電機(jī)一、電機(jī)二及分別固定在電機(jī)一、電機(jī)二伸出軸上的車輪一和車輪二 ；所述供電裝置包括安裝在所述頂蓋上的太陽能電池板，以及安裝于底盤上的蓄電池組，所述尋跡控制裝置包括分別設(shè)于所述底盤前端下面兩側(cè)的光電傳感模塊一和光電傳感模塊二，以及控制電路；所述太陽能電池板通過導(dǎo)線連接至所述蓄電池組的輸入端，所述電機(jī)一、電機(jī)二、光電傳感模塊一、光電傳感模塊二與所述控制電路之間分別通過導(dǎo)線連接，并分別連接至所述蓄電池組的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能尋跡小車，其特征在于:所述光電傳感模塊一與所述光電傳感模塊二均由發(fā)光二極管與光敏三極管組成，所述光敏三極管設(shè)于比所述發(fā)光二極管更靠近路面的位置；所述光敏三極管輸出高電平或低電平的數(shù)字信號至所述控制電路。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能尋跡小車，其特征在于:所述控制電路包括一個(gè)門電路芯片及附屬電路，所述門電路芯片的正/負(fù)邏輯輸出分別連接至所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)一與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)二。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的太陽能尋跡小車，其特征在于:所述蓄電池組的輸入端還設(shè)有防反充電裝置，所述太陽能電池板通過導(dǎo)線經(jīng)所述防反充電裝置連接至所述蓄電池組。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能尋跡小車，其特征在于:所述蓄電池組的輸出端還設(shè)有電源開關(guān)。
【文檔編號】G05D1/02GK204065832SQ201420529078
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】廖建平, 黃云龍, 曹波平, 李亮兵, 廖東進(jìn) 申請人:衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院