CN204065832U - 太阳能寻迹小车 - Google Patents

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黄云龙
曹波平
李亮兵
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Abstract

一种太阳能寻迹小车，包括由顶盖与底盘及安装在底盘后部的万向轮组成的车体，以及置于顶盖上的太阳能电池板，该太阳能电池板通过电线经防反充电装置连接至置于小车底盘上的蓄电池组；还包括置于底盘前部的电机，及固定在电机两端伸出轴上的车轮；与上述电机相连的置于底盘上的寻迹控制电路，及与该电路相连的置于底盘前端下面两侧的光电传感装置。本实用新型的太阳能寻迹小车通过太阳能电池板产生电能，并用蓄电池组储存电能，为小车提供稳定，持续的电能供应；同时，利用光电传感装置及控制电路实现寻迹功能，且该电路结构简单，成本较低。

Description

太阳能寻迹小车
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能小车，尤其是一种太阳能寻迹小车。
背景技术
随着工业自动化技术的发展，人们在生活的各个方面都希望能够利用自动化智能系统来提高工作效率，使生产能够得到不断的发展。
机器人想要实现智能化就必须能够实现对外部环境的自我感知、判断并作出相应反应，最终完成人们布置的任务。轨迹跟踪系统的设计在机器人领域有着重要的地位，是机器人实现智能化的一个重要指标。
当前轨道寻迹装置在实现智能化的过程中，采用了较多的可编程器件，这在一定程度上增加了单一性能装置的造价成本。同时，一些公开的轨道寻迹装置如太阳能寻迹小车等采用了太阳能电池板为小车提供驱动电机所需的电能。然而，仅利用太阳能电池板作为电源，不但提供的电流电压不稳定，同时在阴雨天等太阳光照不足的情况下，小车也会因失去电能供应而停止工作。
发明内容
针对上述的轨道寻迹装置仅采用太阳能电池板供电，所提供的电流电压不稳定，且对太阳光照的依赖性强，不能全天候工作；并且寻迹控制装置结构较为复杂，成本较高的不足，本实用新型提供了一种太阳能寻迹小车。
为达成上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种太阳能寻迹小车，包括车体、驱动装置、供电装置及寻迹控制装置，所述车体包括顶盖、底盘及安装在底盘后部的万向轮；所述驱动装置包括对称安装于底盘前部的电机一、电机二及分别固定在电机一、电机二伸出轴上的车轮一和车轮二；所述供电装置包括安装在所述顶盖上的太阳能电池板，还包括蓄电池组；所述寻迹控制装置包括分别设于所述底盘前端下面两侧的光电传感模块一和光电传感模块二，以及控制电路；所述太阳能电池板通过电线连接至所述蓄电池组的输入端，所述电机一、电机二、光电传感模块一、光电传感模块二、控制电路之间分别通过电线连接，并连接至所述蓄电池组的输出端。
进一步的，所述光电传感模块一与所述光电传感模块二均由发光二极管与光敏三极管组成，所述光敏三极管设于所述发光二极管与路面之间；所述光敏三极管输出高电平或低电平的数字信号至所述控制电路。当所述发光二极管发出的光照射到深色（黑色）道路上时，光基本被吸收，光敏三极管不能接收光照，呈现高电阻特性，其输出为高电平；当所述发光二极管发出的光照射到浅色（白色）道路上时，光基本被反射，光敏三极管接收光照，呈现低电阻特性，其输出为低电平。
进一步的，所述控制电路包括一个门电路芯片及附属电路，所述门电路芯片的正/负逻辑输出分别连接至所述驱动电机一与所述驱动电机二。当所述门电路芯片的正/负逻辑输出分别输出高/低电平时，所述驱动电机一与所述驱动电机二开始或停止转动，实现小车的变向控制；进一步的，结合所述光电传感模块一与所述光电传感模二实现小车的巡线控制。
进一步的，所述蓄电池组的输入端还设有防反充电装置，所述太阳能电池板通过电线经所述防反充电装置连接至所述蓄电池组。所述太阳能电池板将太阳能转化为直流电，为蓄电池组进行充电，避免了太阳能电池板产生的电能的浪费；同时，所述防反充电装置在阳光不足时，对蓄电池组的电能提供反充保护。
进一步的，所述蓄电池组的输出端还设有电源开关。在小车不使用时，断开电源开关，使小车停止工作，避免了电能的浪费。
采用上述技术方案，本实用新型的太阳能寻迹小车利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，进一步用蓄电池组进行电能的储存。既实现了清洁，无污染的能源供应，又避免了小车不工作时太阳能电池板产生的电能的浪费。同时，采用蓄电池组对小车其它装置供电，不仅使所供应的电流、电压更稳定，而且在阴雨天等太阳光照不足的情况下，也能持续给小车提供电能，使小车能连续工作。
进一步的，本实用新型的太阳能寻迹小车采用了发光二极管与光敏三极管组成的光电传感装置，以及以简单的门电路芯片为主的控制电路，组成寻迹控制系统，结构简单，使用可靠，同时有效降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型一种太阳能寻迹小车一个实施例的结构示意图；
图2为图1中实施例的小车底盘及其它装置的示意图；
图3为图1中实施例的小车所采用的门电路芯片的示意图；
附图标记说明：1-光电传感模块一；2-车轮一；3-电机一；4-蓄电池组；5-防反充电装置；6-万向轮；7-电机二；8-车轮二；9-光电传感模块二；10-控制电路；11-太阳能电池板；12-顶盖；13-底盘。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述：
参见附图。
本实施例中的太阳能寻迹小车，如图1所示，包括由顶盖12与底盘13及设于底盘后部的万向轮6组成的小车车体及位于顶盖12上便于接受阳光的太阳能电池板11。该太阳能电池板在阳光照射下能将太阳能转化为电能，经电线传输供小车上的其他装置使用，其输出电压为5-6V，功率约为2W。使用太阳能这种清洁、可再生资源，使小车符合节能、环保的要求。
如图2所示，上述太阳能电池板产生的电能经电线传输至设于小车底盘上的蓄电池组4。进一步的，该蓄电池组的输入端设有防反充电装置5，上述太阳能电池板产生的电能经该防反充电装置输入蓄电池组储存。在有光照的时候，太阳能电池板产生电能，输入该蓄电池组，为蓄电池组充电；在阴雨天等光照不足的情况下，上述防反充电装置阻止蓄电池组中的电能反充至太阳能电池板，避免了电能的流失。该蓄电池组的输出端连接至设于小车底盘上的其它装置，为其提供稳定、持续的电能。
如图2所示，本实施例中的太阳能寻迹小车还包括设于小车底盘前部的驱动装置，该驱动装置包括对称安装于底盘前部的同规格的电机一3、电机二7，以及分别固定在电机一3、电机二7伸出轴上的同大小的车轮一2和车轮二8。上述电机一3、电机二7和车轮一2、车轮二8均同轴设置，其轴线垂直于小车底盘的对称中心线。电机一3和电机二7可分别独自驱动车轮一2与车轮二8转动或停止，实现小车的前进或转向。
如图2所示，本实施例中的太阳能寻迹小车还包括分别设于小车底盘前端下面两侧的光电传感模块一1和光电传感模块二9。该光电传感模块由发光二极管与光敏三极管组成，安装于车底，发光二极管的安装高度高于光敏三极管的安装高度。该光敏三极管的输出为高电平或低电平的数字信号。当发光二极管照射到深色（黑色）道路上时，光基本被吸收，光敏三极管不能接收光照，呈现高电阻特性，光电传感模块输出为高电平；如果发光二极管照射到浅色（白色）道路上，光基本被反射，光敏三极管接收光照，呈现低电阻特性，光电传感模块输出为低电平。
上述光敏三极管输出的高电平或低电平数字信号传输至寻迹控制电路，进一步对该数字信号进行处理，使其输出正确的数字信号控制电机驱动模块的电源，实现小车的寻迹功能。在本实施例中，该寻迹控制电路采用门电路芯片RS触发器74LS71对光电传感模块输出的数字信号进行处理。
如图3所示，上述RS触发器74LS71共有14支管脚，其管脚S1、S2 、S3组成了S端，R1、R2、R3组成R端；其Q管脚为正逻辑输出，/Q为负逻辑输出。在本实施例中，Vcc管脚连接至蓄电池组；光电传感模块一连接至S端（即连接至S1、S2 、S3任意一个，其余两个接高电平，例如用S1,那么把S2和S3接高电平），光电传感模块二连接至R端（连接方式同S端）；正逻辑输出Q管脚连接驱动电机一，负逻辑输出/Q管脚连接驱动电机二。
当小车沿画设在白色背景上的一条与光电传感模块一和光电传感模块二之间的距离等宽的黑线行进时，光电传感模块一和光电传感模块二都对应白色背景，均输出低电平。此时，电机一和电机二均转动，驱动小车前进。行进中若偏离黑线，例如光电传感模块一对应到黑线（深色）上，光电传感模块二还对应在白（浅色）背景上时，光电传感模块一输出高电平，光电传感模块二输出低电平，即此时RS触发器74LS71的S端输入为高电平，R端输入为低电平，所以其正逻辑输出低电平，负逻辑输出高电平，从而使正逻辑输出Q管脚连接的电机一停止转动，而负逻辑输出/Q管脚连接的驱动电机二继续转动，即车轮一停止转动，车轮二继续转动，使寻迹小车回到既定路线上。当发生其它偏离情况时，其修正过程与以上过程类似。
通过上述电路，本实施例中的太阳能小车实现了寻迹功能。该电路结构简单，功能可靠且用较低的成本即可实现。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能寻迹小车，其特征在于：包括车体、驱动装置、供电装置及寻迹控制装置，所述车体包括顶盖、底盘及安装在底盘后部的万向轮；所述驱动装置包括对称安装于底盘前部的电机一、电机二及分别固定在电机一、电机二伸出轴上的车轮一和车轮二；所述供电装置包括安装在所述顶盖上的太阳能电池板，以及安装于底盘上的蓄电池组，所述寻迹控制装置包括分别设于所述底盘前端下面两侧的光电传感模块一和光电传感模块二，以及控制电路；所述太阳能电池板通过导线连接至所述蓄电池组的输入端，所述电机一、电机二、光电传感模块一、光电传感模块二与所述控制电路之间分别通过导线连接，并分别连接至所述蓄电池组的输出端。
2.如权利要求1所述的太阳能寻迹小车，其特征在于：所述光电传感模块一与所述光电传感模块二均由发光二极管与光敏三极管组成，所述光敏三极管设于比所述发光二极管更靠近路面的位置；所述光敏三极管输出高电平或低电平的数字信号至所述控制电路。
3.如权利要求2所述的太阳能寻迹小车，其特征在于：所述控制电路包括一个门电路芯片及附属电路，所述门电路芯片的正/负逻辑输出分别连接至所述驱动电机一与所述驱动电机二。
4.如权利要求1-3任一项所述的太阳能寻迹小车，其特征在于：所述蓄电池组的输入端还设有防反充电装置，所述太阳能电池板通过导线经所述防反充电装置连接至所述蓄电池组。
5.如权利要求4所述的太阳能寻迹小车，其特征在于：所述蓄电池组的输出端还设有电源开关。
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