CN217828865U - 一种具有发电与储能功能的小车模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有发电与储能功能的小车模型，包括底盘以及固定在所述底盘上的左主动轮、右主动轮、从动轮和助力装置，所述助力装置包括充放电容组、控制模块以及与所述控制模块连接的驱动模块和选择开关，所述驱动模块与所述左主动轮和所述右主动轮连接，所述驱动模块和所述选择开关均与所述充放电容组连接。与现有技术相比，本实用新型同时具备发电与储能的功能，解决了现有技术中小车模型无法适应较远距离自动驾驶的问题。

Description

一种具有发电与储能功能的小车模型

技术领域

本实用新型涉及小车模型技术领域，尤其是涉及一种具有发电与储能功能的小车模型。

背景技术

汽车模型或玩具小车在日常生活中深受汽车模型爱好者的欢迎。目前大多数小车模型使用螺旋弹片发条作为助力装置，该螺旋弹片发条通过齿轮与小车车轮和轴承连接。当反向推动小车模型时，旋弹片便在车轮转动下不停收缩直至不能压缩状态；当放开小车模型后，螺旋弹片给小车模型提供前进的动力，使小车模型前进一段距离。这种助力装置结构简单，但受于发条行程有限，装有此类型助力装置的小车模型无法适应较远距离自动行驶。

除安装上述类型助力装置的小车模型外，另一种常见的汽车模型或玩具小车使用由电机、蓄电池组成的助力装置给小车提供动力。通过把电机和蓄电池按照串联方式连接回路，然后电机通过齿轮传动连接车轮，电池给电机提供电能，电机再将电能转换为动能给小车模型提供动力。这种类型的助力装置主要是一种串联不同元器件部件形成回路的串联电路系统，其原理易懂、操作方便。但由于蓄电池电量有限，此类装置的玩具小车或汽车模型的耐久性与持续性不强。同时蓄电池在充电时可能存在能源消耗、环境保护等方面的影响。

且现有技术的小车模型无法实现自主避障、转弯以及计数小车模型行进距离等功能。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有发电与储能功能的小车模型，该实用新型同时具备发电与储能的功能，解决了现有技术中小车模型无法适应较远距离自动行驶的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型提供一种具有发电与储能功能的小车模型，包括底盘以及固定在所述底盘上的左主动轮、右主动轮、从动轮和助力装置，所述助力装置包括充放电容组、控制模块以及与所述控制模块连接的驱动模块和选择开关，所述驱动模块与所述左主动轮和所述右主动轮连接，所述驱动模块和所述选择开关均与所述充放电容组连接。

优选地，所述驱动模块设有两个，每个所述驱动模块均包括动力传动齿轮组以及与固定于动力传动齿轮组上的直流电机，所述直流电机的转轴与所述动力传动齿轮组内的齿轮相互咬合，所述动力传动齿轮组固定于所述底盘的底部；

所述左主动轮和所述右主动轮分别与两个所述动力传动齿轮组连接，两个所述直流电机均与所述控制模块和所述充放电容组连接。

优选地，所述控制模块包括控制单元以及与所述控制单元连接的两个继电器，两个所述继电器分别与各自对应的直流电机连接。

优选地，所述选择开关包括不动端和动端，所述不动端包括M1触点端和M2触点端，所述M1触点端与所述充放电容组连接，所述M2触点端与所述控制单元连接。

优选地，当所述动端与所述M1触点端连接时，所述充放电容组、所述直流电机和所述动力传动齿轮组构成回路；

当所述动端与所述M2触点端连接时，所述控制单元、所述继电器、所述直流电机、所述动力传动齿轮组和所述充放电容组构成回路。

优选地，所述选择开关通过公母杜邦线与所述充放电容组和所述控制单元连接。

优选地，所述左主动轮和所述右主动轮均通过车轴分别与两个所述动力传动齿轮组连接。

优选地，所述助力装置还包括用以检测是否有电流流过所述充放电容组的发光二极管，所述发光二极管与所述充放电容组连接。

优选地，所述底盘上靠近所述左主动轮的一侧和靠近所述右主动轮的一侧均设有红外对射式传感器，两个所述红外对射式传感器均连接所述控制单元的输入端。

优选地，所述左主动轮和/或所述右主动轮上设有霍尔传感器，所述霍尔传感器连接所述控制单元的输入端，所述控制单元的输出端连接有LCD屏。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的一种具有发电与储能功能的小车模型通过设置控制模块、选择开关、充放电容组和驱动模块，能够通过选择开关连通相应的模块，进而实现对小车模型的发电和储能功能，避免了现有技术中小车模型无法适应较远距离自动行驶的问题。

2、本实用新型提供的一种具有发电与储能的小车模型通过设置红外传感器，通过红外传感器、控制单元和驱动模块之间的配合实现小车模型的自主转弯和避障。

3、本实用新型提供的一种具有发电与储能的小车模型通过设置霍尔传感器和LCD屏，解决现有技术中小车模型无法实现计数小车模型行进距离的问题。

附图说明

图1为本实施例提供的一种具有发电与储能功能的小车模型的结构示意图；

图2为图1所示实施例的左视图；

图3为图1所示实施例的俯视图；

图4为图1所示实施例中驱动模块的主视图；

图5为图1所示实施例中驱动模块的仰视图；

图6为图1所示实施例中充放电容组和选择开关的原理图；

图7为图1所示实施例中驱动模块的电路原理连接示意图；

图8为图1所示实施例中控制模块的电路原理连接示意图；

图中标记说明：

11、第一动力传动齿轮组，12、第二动力传动齿轮组，2、车轴，31、左主动轮，32、右主动轮，33、从动轮，41、第一直流电机，42、第二直流电机，51、第一橡胶卡扣，52、第二橡胶卡扣，6、底盘，7、充放电容组，8、公母杜邦线，9、发光二极管，10、选择开关，100、控制单元，101、第一继电器和102、第二继电器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

参考图1～图3所示，本实施例提供一种具有发电与储能功能的小车模型，包括底盘6以及固定在底盘6上的左主动轮31、右主动轮32、从动轮33和助力装置。

助力装置包括控制模块以及与控制模块连接的驱动模块、充放电容组7和选择开关10，驱动模块与左主动轮31和右主动轮32连接，驱动模块和选择开关10均与充放电容组7连接。

具体地，驱动模块设有两个，两个驱动模块分别与左主动轮31和右主动轮32连接，每个驱动模块均包括动力传动齿轮组以及与固定于动力传动齿轮组上的直流电机，动力传动齿轮组包括多个不同齿速比的齿轮，直流电机的转轴与动力传动齿轮组内的齿轮相互咬合，动力传动齿轮组固定于底盘6的底部。左主动轮31和右主动轮32均通过车轴2分别与各自对应的动力传动齿轮组连接。驱动模块的电路原理连接示意图参考图7所示。

控制模块包括控制单元100以及与所述控制单元100连接的两个继电器，两个继电器分别与各自对应的直流电机连接。

作为一种可选的实施方式，每个直流电机均采用转轴带有齿轮的5V直流电机，

作为一种可选的实施方式，通过橡胶卡扣5连接直流电机、动力传动齿轮组和底盘6。具体地，通过第一橡胶卡扣51连接第一直流电机41、第一动力传动齿轮组11和底盘6，通过第二橡胶卡扣52连接第二直流电机42、第二动力传动齿轮组12和底盘6。

作为一种可选的实施方式，继电器采用一般线圈继电器。

具体地，参考图4和图5所示，第一直流电机41固定于第一动力传动齿轮组11上，第一动力传动齿轮组11固定于底盘6的底部，且第一动力传动齿轮组11通过车轴2与左主动轮31连接，第一直流电机41的转轴与第一动力传动齿轮组11的齿轮相互咬合，第一继电器101与第一直流电机41连接。

第二直流电机42固定于第二动力传动齿轮组12上，第二动力传动齿轮组12固定于底盘6的底部，且第二动力传动齿轮组12通过车轴2与右主动轮32连接，第二直流电机42的转轴与第二动力传动齿轮组12的齿轮相互咬合，第二继电器102与第二直流电机42连接。

参考图6所示，选择开关10包括不动端和动端，其中不动端包括M1触点端和M2触点端，M1触点端与充放电容组7连接，M2触点端与控制单元100连接。充放电容组7固定于底盘6的底部，选择开关10位于底盘6的顶部。

充放电容组7包括两个串联的法拉电容，充放电容组7分别与两个直流电机连接，充放电容组7还与发光二极管9连接。

作为一种可选的实施方式，两个法拉电容均为5.5V 1.0F的电容。

作为一种可选的实施方式，选择开关10通过公母杜邦线8与充放电容组7和控制单元连接。

作为一种可选的实施方式，控制单元100采用AT89C51单片机，控制单元100通过公母杜邦线8与驱动模块、继电器、充放电容组7和选择开关10连接。控制单元100的电路原理连接示意图如图8所示。

具体地，AT89C51单片机的VCC端口与选择开关10的M2触点端连接，第一继电器101和第二继电器102分别连接AT89C51单片机的P13端口和P14端口。

作为一种可选的实施方式，底盘6上靠近左主动轮31的一侧和靠近右主动轮32的一侧均设有红外对射式传感器，两个红外对射式传感器均连接控制单元100的输入端。

作为一种可选的实施方式，左主动轮31和/或右主动轮32上设有霍尔传感器，霍尔传感器连接控制单元100的输入端，控制单元100的输出端连接有LCD屏。

本实施例提供的一种具有发电与储能功能的小车模型的工作流程如下所示：

按下选择开关10，使得选择开关10的动端与M1触点端连接，进而使得选择开关10与充放电容组7连接，而充放电容组7又与第一直流电机41和第二直流电机42连接。人为推动小车模型在光滑平面前进行驶，在左主动轮31和右主动轮32的转动下，第一动力传动齿轮组11和第二动力传动齿轮组12通过不同的齿速比的齿轮转动，把动能传送并带动各自对应的第一直流电机41和第二直流电机42转动，使得两个直流电机在磁场感应下产生电流，电流沿着公母杜邦线8流向充放电容组7，使得充放电容组7增加电压产生电压差，进而将电量储存在充放电容组7中，用以给小车模型提供行驶电能，而每当电流产生，发光二极管9就会闪亮一次。

出于小车模型的实验设置和小车模型直流电机设定的发电效率考虑，如需要使小车模型在充放电容组7给自己供电行驶较远距离的情况下，需要多次推动小车模型或连续推动小车模型较远距离，进而使得充放电容组7能够储存较多电量。

当小车模型的充放电容组7储存电量充足时，按下选择开关10，使得选择开关10的动端与M2触点端连接，进而使得选择开关10与控制单元100连接，控制单元100控制第一继电器101和第二继电器102闭合，使得第一直流电机41、第二直流电机42、充放电容组7和控制单元100形成回路，充放电容组7提供电能，使得两个直流电机转动，两个直流电机分别传输动力到两个动力传动齿轮组，两个动力传动齿轮组分别带动左主动轮31和右主动轮32转动，左主动轮31和右主动轮32共同带动从动轮33运动，进而使得小车模型可以在平面上直线行驶。

以靠近左主动轮31一侧的红外对射式传感器为例，当靠近左主动轮31一侧的红外对射式传感器检测到小车模型的左侧有障碍物，红外对射式传感器采集信号并将该信号发送至控制单元100，控制单元100控制第一继电器101断开，使得第一直流电机41停止转动，进而使得左主动轮31停止转动，而第二继电器102正常运作，使得右主动轮32继续转动，实现小车模型左转弯的功能。实现右转弯的功能的工作原理同实现小车模型左转弯的功能的工作原理一致，故在此不多作赘述。

当小车模型的前方有障碍物时，靠近左主动轮31一侧的红外对射式传感器和靠近右主动轮32一侧的红外对射式传感器均能检测并发送至控制单元100，控制单元100控制第一继电器101和第二继电器102断开，使得两个直流电机停止转动，进而使得左主动轮31和右主动轮32均停止转动，小车模型停止行驶。

霍尔传感器通过感知车模型行驶中车轮内磁铁随车轮的转动产生信号，并将此信号发送至控制单元100，控制单元100根据该信号计算小车模型的速度，将小车模型已行驶的距离作为输出传送到LCD屏上。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有发电与储能功能的小车模型，包括底盘(6)以及固定在所述底盘(6)上的左主动轮(31)、右主动轮(32)、从动轮(33)和助力装置，其特征在于，所述助力装置包括充放电容组(7)、控制模块以及与所述控制模块连接的驱动模块和选择开关(10)，所述驱动模块与所述左主动轮(31)和所述右主动轮(32)连接，所述驱动模块和所述选择开关(10)均与所述充放电容组(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，所述驱动模块设有两个，每个所述驱动模块均包括动力传动齿轮组以及与固定于动力传动齿轮组上的直流电机，所述直流电机的转轴与所述动力传动齿轮组内的齿轮相互咬合，所述动力传动齿轮组固定于所述底盘(6)的底部；

所述左主动轮(31)和所述右主动轮(32)分别与两个所述动力传动齿轮组连接，两个所述直流电机均与所述控制模块和所述充放电容组(7)连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，所述控制模块包括控制单元(100)以及与所述控制单元(100)连接的两个继电器，两个所述继电器分别与各自对应的直流电机连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，所述选择开关(10)包括不动端和动端，所述不动端包括M1触点端和M2触点端，所述M1触点端与所述充放电容组(7)连接，所述M2触点端与所述控制单元(100)连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，

当所述动端与所述M1触点端连接时，所述充放电容组(7)、所述直流电机和所述动力传动齿轮组构成回路；

当所述动端与所述M2触点端连接时，所述控制单元(100)、所述继电器、所述直流电机、所述动力传动齿轮组和所述充放电容组(7)构成回路。

6.根据权利要求5所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，所述选择开关(10)通过公母杜邦线(8)与所述充放电容组(7)和所述控制单元(100)连接。

7.根据权利要求2所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，所述左主动轮(31)和所述右主动轮(32)均通过车轴(2)分别与两个所述动力传动齿轮组连接。

8.根据权利要求1所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，所述助力装置还包括用以检测是否有电流流过所述充放电容组(7)的发光二极管(9)，所述发光二极管(9)与所述充放电容组(7)连接。

9.根据权利要求3所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，所述底盘(6)上靠近所述左主动轮(31)的一侧和靠近所述右主动轮(32)的一侧均设有红外对射式传感器，两个所述红外对射式传感器均连接所述控制单元(100)的输入端。

10.根据权利要求3所述的一种具有发电与储能功能的小车模型，其特征在于，所述左主动轮(31)和/或所述右主动轮(32)上设有霍尔传感器，所述霍尔传感器连接所述控制单元(100)的输入端，所述控制单元(100)的输出端连接有LCD屏。

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