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循迹小车

阅读：982发布：2020-06-10

专利汇可以提供循迹小车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种循迹小车，是大中专院校电子电工专业学生实验实训、比赛用的设备。由电源、传感器、控制电路、减速电机等组成，其特征是两个传感器分别安装在车架前脸的左右两侧，每个传感器与线路板上两个对称的控制电路连接，每个控制电路都是由一个三极管放大电路与作控制终端的继电器连接，该继电器与减速电机两极相连，通过继电器的闭合与断开控制减速电机的运转与停止。本实用新型的优点是循迹灵敏、抗干扰能力强、运行平稳，应用课本知识，便于训练考查学生能力，趣味性强，为学习机器人打下基础。，下面是循迹小车专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种循迹小车，由一个小车架、两个传感器、安装在车架上的两个减速电机、与减速电机的动力输出轴连接的两个前车轮、安装在车架尾部的一个万向后车轮、安装着电子元件的一块线路板、电池盒、接线组成，其特征是两个传感器分别安装在车架前脸的左右两侧，每个传感器与线路板上两个对称的控制电路连接，每个控制电路都是由一个三极管放大电路与作控制终端的继电器连接，该继电器与减速电机两极相连，通过继电器的闭合与断开控制减速电机的运转与停止。
2.根据权利要求1所述的循迹小车，其特征是每个传感器都是由一个 LED灯和一个光敏电阻组成。
3.根据权利要求1所述的循迹小车，其特征是线路板上由电阻R2和电容C2、电阻R6和电容C3并联组成的两个反接制动电路各与继电器的两个脚连接。

说明书全文

循迹小车

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种循迹小车，是大中专院校电子电工专业学生实验实训、比赛用的设备。

背景技术

[0002] 目前大中专院校电子电工专业学生实验实训和比赛用的小型设备品种匮乏，实训和比赛多用焊接收音机，没有新意，缺乏趣味，比赛结果不易评判，不能赛出学生的真实水平。从中国专利：专利号200420020928.8，公开号CN2684303，公开日期2005.03.09发现一种循迹小车，而其所采用的电压比较器电路和红外线传感器电路都超出一般大中专教材范围；采用红外线传感器成本高，它是将其直接焊接在电路板上，这样易受外界干扰；它采用的是直接通过三极管控制电机的运行和停止，无法克服小车由于惯性带来的循迹偏差，从而使循迹灵敏度低；它缺少稳压电路，使小车运行不够平稳。发明内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种完全应用课本知识；并且感应灵敏，抗干扰能力强；循迹转弯半径小，灵敏度高；运行平稳的循迹小车。

[0004] 本实用新型可通过以下方案解决：循迹小车由一个小车架、两个传感器、安装在车架上的两个减速电机、与减速电机动力输出轴连接的两个驱动前车轮、安装在车架尾部的一个万向后车轮、一块安装着电子元件的电路板、一个电池盒、十二根引线组成。其特征是两个传感器分别安装在车架前脸的左右两侧，每个传感器与线路板上两个对称的控制电路连接，每个控制电路都是由一个三极管放大电路与作控制终端的继电器连接，该继电器与减速电机两极相连，通过继电器的闭合与断开控制减速电机的运转与停止。传感器由一个普通 LED灯作信号发射源，普通光敏电阻作信号接收源。传感器的作用是及时识别预定轨迹的边沿，每个传感器都通过三根引线和两个接线端子与主电路板连接，三根引线的作用是将传感器信号传给主电路板，主电路板上有两个对称相同的直流放大电路，放大电路对传感器传来的信号进行放大，然后用放大后的信号电流控制继电器的闭合与断开，最后通过继电器的闭合与断开控制两个减速电机的运转和停止，以达到使小车前进、停止或转向的目的。在每个继电器的一组常开触点与常闭触点之间接有反接制动电路，在电机停止转动后立即采取制动措施，用来克服小车在转向时由于惯性带来的偏差，提高小车的循迹灵敏度。在电源的输出端设由稳压管和滤波电容组成的稳压电路，以确保小车电路的工作稳定性，使小车运转保持平稳状态。为防止外界光源对传感器中LED及光敏电阻的影响，将LED及光敏电阻分别安装在两个并列避光的短管中。

[0005] 组装时，先按电路图焊好电路板和两个传感器，再将两个减速电机动力输出轴靠前并朝外装在小车架前面的两侧，将两个驱动车轮装在动力输出轴上，将转向轮装在小车支架后面的下侧，将电池盒装在小车架的上面，有引线的一端向后，将电路板装在电池盒的上面，将两个传感器装在小车架前脸的两端，接线端子在上方。将各种电子元件按电路图焊接在电路板上，再按照电路图用现有的引线将两个传感器、两个电机、一个电池盒与电路板连接。

[0006] 小车组装完成后进行调试，将电路板上的开关拨向开启位置，让其中一个传感器对着白色平面并保持约1厘米的距离，调节微调电阻，使电机沿着能使小车前进的方向转动，如果电机转动方向与此相反，要将接电机的两根引线在接线端子上调换位置。然后让传感器对着黑色平面，继续调节微调电阻使电机停止转动，让传感器在黑白轨迹间重复调换，反复调节微调电阻，使电机的转动达到最佳效果：由黑色地移向白色地时马上转动，由白色地移向黑色地时马上停止转动，并且有微妙的刹车现象。重复以上做法仔细调节另一侧电机，使其达到相同的效果。调试完成后就可以让小车骑跨在事先画好的轨道上面运行了，这时就会有一个完好的循迹车在你眼前顽皮的转动起来。

[0007] 本实用新型的优点：与机器人一样包括了电源、传感器、控制器、驱动器，是机器人的基础。通过组装小车可以训练和考查学生的识图能力、焊接技术、万用表的使用技术、对三极管放大电路的理解、对反接制动电路的的理解、直流电机的使用，对稳压电路的理解、对继电器的理解。应用的全部是课本知识，同时趣味性强，是电子电工专业实验实训、比赛的理想设备。附图说明

[0008] 图1为小车底盘、线路板、电池盒及其连接示意图。

[0009] 图2为电路示意图。

具体实施方式

[0010] 下面结合附图和实施例作进一步说明：

[0011] 在图1中，循迹小车由一个小车架1、两个传感器2、安装在车架1上的两个减速电机3、与减速电机动力输出轴5连接的两个前车轮4、安装在车架尾部的一个万向后车轮6、安装着电子元件的一块线路板7、电池盒8、引线组成。

[0012] 在图2中，传感器2由LED1、LED2和两个光敏电阻RG1、RG2组成，通过6根引线和4个接线端子将两个传感器2和电路板7连接。

[0013] 由两个继电器KA1、KA2和两个电机M1、M2组成两个相同的驱动电路；四个三极管V1、V2、V3、V4，两个微调电阻RP1、RP2，两个定值电阻R3、R8组成两个相同的直流放大电路。通过引线和接线端子使传感器中的两个光敏电阻RG1、RG2分别为两个放大电路的偏流电阻，通过两个微调电阻RP1、RP2调节两个直流放大电路的工作状态，使两个直流放大电路处于合适的放大状态，两个继电器KA1、KA2的线圈分别和两组复合管V2V3和V4V5的集电极相联，通过引线和接线端子使传感器中的LED1和R4串联，LED2和R8串联以保持LED两端合适的电压。通过引线和接线端子使两个减速电机3分别和两个继电器KA1、KA2连接，通过引线和接线端子使电池盒8和电路板7连接。

[0014] 当LED灯光照到黑色地面时，反射光线弱，使光敏电阻RG1、RG2的阻值增大，使复合管V2V3、V4V5的基极电压降低，这时复合管V2V3、V4V5截止，继电器KA1、KA2线圈失电，继电器KA1、KA2常开触点不动，电机M1、M2不转；当LED灯光照到白色地面时反射光线增强，使光敏电阻RG1、RG2阻值减小，使复合管V2V3、V4V5的基极电压升高，这时复合管V2V3、V4V5导通，继电器KA1、KA2线圈得电，继电器KA1、KA2常开触点闭合，电机M1、M2运转。这样哪一侧的传感器进入黑色区，哪一侧的电机就停止运转，小车哪一侧就停止前进；而另一侧的传感器一定在白色区，因而另一侧就保持前进；如果两个传感器都在白色区小车就作直线运动，这样使小车能沿一条黑色轨迹运行。

[0015] 由R2C2和R6C3组成两个相同的反接制动电路，R2与C2并联后接在KA1的一个常开触点和一个常闭触点之间，R6与C3并联后接在KA2的一个常开触点和一个常闭触点之间，在车轮需要停转时起制动作用，克服了小车行走中由于惯性而造成的循迹偏差，提高了小车的循迹灵敏度。在电源的输出端设由V1和C1组成的稳压电路，确保小车电路的工作稳定性，使小车运转保持稳定状态。为防止外界光源对感应器中LED1、LED2及光敏电阻RG1、RG2的影响，将LED1、LED2，RG1、RG2分别安装在两段并列避光的短管中。

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