CN107168308A - 一种智能避障可变速的无碳小车 - Google Patents

一种智能避障可变速的无碳小车 Download PDF

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陈佳鑫
于兆勤
陈劲恒
林锐霖
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    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
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Abstract

本发明公开一种智能避障可变速的无碳小车,包括安装于所述无碳小车前端的距离检测模块、固定于所述无碳小车前部的前轮舵机和控制器,所述距离检测模块和所述前轮舵机分别与所述控制器电连接,所述前轮舵机的转动输出端与连杆的一端固定相连,所述连杆的另一端与转动杆的顶部相连形成转动副,所述转动杆的下部设有可旋转的前轮。对于现有技术,本发明的无碳小车具有更好的灵敏性和便捷性。

Description

一种智能避障可变速的无碳小车
技术领域
[0001] 本发明涉及智能车辆技术领域,特别涉及一种智能避障可变速的无碳小车。
背景技术
[0002] 随着科技的不断发展,环保理念越来越受到人们关注。
[0003] 在小型运输车辆技术领域中,主要是采用电动小车、液压小车或气压小车等类型, 上述这些类型的车辆耗能较多且不够环保,另外因为耗能较多和结构较为复杂从而导致成 本的提高。因此无碳小车被提出并被推广应用,但是现有技术的无碳小车在智能避障以及 变速功能技术应用上不够完善,需要进一步进行研发和提升。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的是提出一种灵敏度高和操控性强的智能避障可变速的无碳小 车,旨在提高无碳小车的智能化程度和使用适应范围。
[0005] 为实现上述目的,本发明提出一种智能避障可变速的无碳小车,包括安装于所述 无碳小车前端的距离检测模块、固定于所述无碳小车前部的前轮舵机和控制器,所述距离 检测模块和所述前轮舵机分别与所述控制器电连接,所述前轮舵机的转动输出端与连杆的 一端固定相连,所述连杆的另一端与转动杆的顶部相连形成转动副,所述转动杆的下部设 有可旋转的前轮。
[0006] 优选地,所述距离检测模块为超声波距离传感器。
[0007] 优选地,所述控制器为单片机电路。
[0008] 优选地,所述控制器为PLC电路。
[0009] 优选地,所述无碳小车的后部设有相互平行的前轴和后轴,所述无碳小车的后部 还固定连接有与所述控制器电连接的后轮舵机;所述后轴中部固定连接有上坡大齿轮和平 路小齿轮;所述前轴中部外周面套设有可自由旋转的绕线筒,所述前轴靠近所述后轮舵机 的一端设有传动齿轮与所述后轮舵机顶部转动输出端的传动齿条相互垂直嗤合传动,所述 传动齿轮与所述绕线筒之间设有上坡小齿轮套设于所述前轴外周面且可与所述上坡大齿 轮啮合传动,所述前轴远离所述传动齿轮的一端外周面套设有平路大齿轮,所述平路大齿 轮可与所述平路小齿轮啮合传动,所述上坡小齿轮和所述平路大齿轮分别可绕所述前轴中 心轴线旋转,所述上坡小齿轮和所述平路大齿轮分别通过同步器与所述绕线筒分离或啮合 传动。
[0010] 优选地,所述上坡小齿轮通过轴承与所述前轴外周面相连。
[0011] 优选地,所述平路大齿轮通过轴承与所述前轴外周面相连。
[0012] 优选地,所述轴承为深沟球轴承。
[0013] 本发明技术方案通过在无碳小车前部设置控制器以及前轮舵机,在无碳小车的前 端设置用于检测距离的超声波传感器,从而使得无碳小车在向前推进过程中实时检测无碳 小车与障碍物之间的距离,并且通过前轮舵机的转动使通过连杆摆动,从而使得前轮进行 相应摆动,从而及时进行摆动转向,相对于现有技术,本发明的无碳小车具有更好的灵敏性 和便捷性。
[0014] 同时,本发明实施例的无碳小车通过平路大齿轮与平路小齿轮之间啮合传动行走 于平路路段,或通过上坡小齿轮与上坡大齿轮啮合传动行走于上坡路段,或通过平路大齿 轮与平路小齿轮之间啮合以及上坡小齿轮与上坡大齿轮啮合行走于下坡路段,从而使得本 实施例的无碳小车可适应于不同的路段行驶,使得无碳小车具有更为广泛的应用范围。
附图说明
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0016] 图1为本发明无碳小车的轴视图;
[0017] 图2为图1中A处的局部放大图;
[0018] 图3为本发明无碳小车的俯视图。
[0019] 附图标号说明:
Figure CN107168308AD00041
[0022] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0023] 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的一部分实施例,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作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。
[0024] 需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……), 则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、 运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0025] 另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等 的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技 术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特 征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能 够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结 合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
[0026] 本发明提出一种智能避障可变速的无碳小车。
[0027] 请参见图1至图3,本发明实施例的智能避障可变速的无碳小车,包括安装于无碳 小车前端的距离检测模块3、固定于无碳小车前部的前轮舵机7和控制器2,其中距离检测模 块3和前轮舵机7分别与控制器2电连接。而设置于无碳小车前部的前轮舵机7的转动输出端 与连杆6的一端固定相连,连杆6的另一端与转动杆5的顶部相连形成转动副,同时转动杆5 的下部设有可旋转的前轮4。具体地,本实施例的距离检测模块3为超声波距离传感器,控制 器2为单片机电路。
[0028] 本发明的无碳小车在向前进行推进时,超声波距离传感器实时检测无碳小车前端 与障碍物之间的距离并转换为数字信号发送至控制器2的单片机电路。当距离检测模块3的 超声波传感器检测无碳小车前端与障碍物之间的距离逐渐缩小至小于设定距离,则意味着 无碳小车将要撞于障碍物。控制器2的单片机电路接收到距离检测模块3的超声波传感器发 送无碳小车将要与障碍物发生碰撞的信号后,单片机电路向设置于无碳小车前部的前轮舵 机7发送PWM波,从而使得前轮舵机7旋转一定的角度从而带动连杆6绕与前轮舵机7相连中 心摆动一定角度,连杆6也同时带动转动杆5的旋转相应角度,最终使得前轮4在水平方向上 摆动相应角度,从而使得无碳小车的前进轨迹相应地发生改变,例如向远离障碍物的方向 进行转弯,从而使得无碳小车可顺利地避让障碍物。
[0029] 相对于现有技术,本发明实施的无碳小车通过距离检测模块3的超声波传感器实 时检测无碳小车与障碍物之间距离,并且通过前轮舵机7转动并通过连杆6实现前轮4的动 态摆动,从而使得无碳小车在前进过程中实现转向以及避让障碍物时具有更好的灵敏性和 便捷性。
[0030] 请参见图1至图3,在本发明实施例中,无碳小车的后部设有相互平行的前轴17和 后轴15,无碳小车的后部还固定连接有与单片机电路电连接的后轮舵机8。其中后轴15中部 固定连接有上坡大齿轮10和平路小齿轮14,前轴17的中部外周面套设有可绕前轴17中心轴 线自由旋转的绕线筒18,其中绕线筒18与设置于无碳小车顶端的定滑轮组1通过牵拉线相 连。在本实施例中,前轴17靠近后轮舵机8的一端设有传动齿轮12与后轮舵机8顶部转动输 出端的传动齿条相互垂直啮合进行传动,传动齿轮12与绕线筒18之间设有上坡小齿轮11套 设于前轴17外周面且与上坡大齿轮10相互嗤合传动,而后轴15远离传动齿轮12的一端外周 面套设有平路大齿轮16,平路大齿轮16可与平路小齿轮14啮合传动,上坡小齿轮11和平路 大齿轮16分别可绕前轴17中心轴线进行旋转,其中在本实施例中,上坡小齿轮11通过深沟 球轴承与前轴17外周面相连,平路大齿轮16通过深沟球轴承与前轴17外周面相连。另外,上 坡小齿轮11和平路大齿轮16分别通过同步器13与绕线筒18分离或啮合传动。
[0031] 本发明实施例的无碳小车通过重锤的下降,定滑轮组1通过牵拉线对绕线筒18进 行牵拉,从而使得绕线筒18可绕前轴17中心轴线进行旋转。
[0032] 无碳小车需要在平路上进行前行时,控制器2向后轮舵机8输出PWM波,从而使后轮 舵机8顶部转动输出端的传动齿条进行旋转,从而使得传动齿条通过啮合传动从而使得传 动齿轮12进行轴向移动,前轴17随着传动齿轮12的移动而移动,从而使得只有平路大齿轮 16与平路小齿轮14相互啮合传动,同时平路大齿轮16向绕线筒18靠近,使得旋转的绕线筒 18通过同步器13向平路大齿轮16啮合传动,因为平路大齿轮16内壁面与前轴17外周面之间 设置有深沟球轴承,从而使得平路大齿轮16被驱动旋转时而不会向前轴17传递转动的动 力。而平路大齿轮16通过啮合传动向平路小齿轮14啮合传动,最终使得后轴15进行旋转,并 带动后轮9进行旋转以使无碳小车行走于平路。
[0033] 无碳小车需要在上坡路段前行时,控制器2向后轮舵机8输出PWM,从而使得后轮舵 机8顶部转动输出端的传动齿条进行旋转,进而通过啮合传动使传动齿轮12进行轴向移动, 前轴17则随着传动齿轮12的移动而移动,从而使得只有上坡小齿轮11与上坡大齿轮10之间 相互啮合传动,同时上坡小齿轮11通过前轴17的移动而向绕线筒18移动,使得旋转的绕线 筒18通过同步器13向上坡小齿轮11啮合传动,因为上坡小齿轮11内壁面与前轴17外周面之 间设置有深沟球轴承,从而使得上坡小齿轮11被驱动旋转时而不会向前轴17传递转动的动 力。上坡小齿轮11通过啮合关系使得上坡大齿轮10旋转带动后轴15进行旋转,最终使得后 轮9进行旋转,以行走于上坡路段。
[0034] 无碳小车需要行走于下坡路段时,控制器2向后轮舵机8输出PWM,从而使得后轮舵 机8顶部转动输出端的传动齿条进行旋转,进而通过啮合传动使传动齿轮12进行轴向移动, 前轴17随着传动齿轮12的移动而移动,使得上坡小齿轮11与上坡大齿轮10、平路大齿轮16 与平路小齿轮14之间同时啮合,并且上坡小齿轮11以及平路大齿轮16均不被绕线筒18通过 同步器13啮合进行传动,最终使得通过上述的两组齿轮相互啮合,无碳小车通过后轮9与斜 坡面之间的摩擦而使得无碳小车以缓降的方式行走于下坡路段。
[0035] 相对于现有技术,本发明实施例的无碳小车通过平路大齿轮16与平路小齿轮14之 间啮合行走于平路路段,或通过上坡小齿轮11与上坡大齿轮10啮合行走于上坡路段,或通 过平路大齿轮16与平路小齿轮14之间啮合以及上坡小齿轮11与上坡大齿轮10啮合行走于 下坡路段,从而使得本实施例的无碳小车可适应于不同的路段行驶,使得无碳小车具有更 为广泛的应用范围。
[0036] 以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本 发明的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其 他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1. 一种智能避障可变速的无碳小车,其特征在于,包括安装于所述无碳小车前端的距 离检测模块、固定于所述无碳小车前部的前轮舵机和控制器,所述距离检测模块和所述前 轮舵机分别与所述控制器电连接,所述前轮舵机的转动输出端与连杆的一端固定相连,所 述连杆的另一端与转动杆的顶部相连形成转动副,所述转动杆的下部设有可旋转的前轮。
2. 如权利要求1所述的无碳小车,其特征在于,所述距离检测模块为超声波距离传感 器。
3. 如权利要求1所述的无碳小车,其特征在于,所述控制器为单片机电路。
4. 如权利要求1所述的无碳小车,其特征在于,所述控制器为PLC电路。
5. 如权利要求1所述的无碳小车,其特征在于,所述无碳小车的后部设有相互平行的前 轴和后轴,所述无碳小车的后部固定连接有与所述控制器电连接的后轮舵机;所述后轴中 部固定连接有上坡大齿轮和平路小齿轮;所述前轴中部外周面套设有可自由旋转的绕线 筒,所述前轴靠近所述后轮舵机的一端设有传动齿轮与所述后轮舵机顶部转动输出端的传 动齿条相互垂直啮合传动,所述传动齿轮与所述绕线筒之间设有上坡小齿轮套设于所述前 轴外周面且可与所述上坡大齿轮啮合传动,所述前轴远离所述传动齿轮的一端外周面套设 有平路大齿轮,所述平路大齿轮可与所述平路小齿轮啮合传动,所述上坡小齿轮和所述平 路大齿轮分别可绕所述前轴中心轴线旋转,所述上坡小齿轮和所述平路大齿轮分别通过同 步器与所述绕线筒分离或啮合传动。
6. 如权利要求5所述的无碳小车,其特征在于,所述上坡小齿轮通过轴承与所述前轴外 周面相连。
7. 如权利要求5所述的无碳小车,其特征在于,所述平路大齿轮通过轴承与所述前轴外 周面相连。
8. 如权利要求6或7所述的无碳小车,其特征在于,所述轴承为深沟球轴承。
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