专利名称：光电自动循迹小车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光电自动循迹小车，可作为中学科技活动和劳技教材改革中的实验教学用具，亦可用于青少年科普活动，属于中学科技活动和劳技教具
背景技术：
目前在中学科技活动和劳技教学中，作为实验活动中使用的教具小车，其控制电路是由分列电子元件组成，小车的整体结构比较粗糙也不够科学合理，电路的制作、调试过程比较麻烦。小车的运行灵敏度及可靠性都比较差，性价比比较低，尤其是未能反映出光电一体化技术的广泛应用，使教材内容与飞速发展的光电技术应用相比而显得相对滞后，对培养学生的动手能力和素质教育的提高有影响。
发明内容
本实用新型的目的是发明一种适应中学科技活动和劳技课程改革而设计的作为实验教学用具的光电自动循迹小车。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种光电自动循迹小车，其特征在于，由电路板、两个变速齿轮箱、电池盒、小车底盘、两个小车前轮、小车后轮、连接线组成，电路板置于小车底盘的前端，两个变速齿轮箱置于小车底盘的底部，电池盒置于小车底盘的上面，两个小车前轮分别置于小车底盘前面的两侧，小车后轮置于小车底盘底部的后端，电路板的负极分别由连接线与两个变速齿轮箱的负极连接，两个变速齿轮箱由连接线相互连接，电池盒正负极由连接线分别与电路板的正负极连接，小车前轮分别与两个变速齿轮箱连接。
本实用新型集光电传感器、集成电路、电子驱动线路以及机械传动等技术，利用红外线发射管与接收管作为传感器采集信号，通过电压比较器电路来实现自动控制，使光电自动循迹小车能自动沿着一条标志明显的色带自动循迹运行，即在一个淡色的平面上任意贴一条黑色电工用胶带，小车会按照胶带贴的指定线路自动完成前进、转弯的动作。
本实用新型的优点是电路结构简洁，调试方便，作为教学用具，可提高学生对机电一体化应用技术的认识及动手能力，所需的成本也大大降低。
图1为光电自动循迹小车仰视图图2为光电自动循迹小车俯视图；图3为电路板线路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例如图1、2所示，为光电自动循迹小车结构示意图，由电路板1、两个变速齿轮箱2、电池盒3、小车底盘4、两个小车前轮5、小车后轮6、连接线7组成。
如图3所示，为电路板线路示意图，电路板1由8个电阻R1-R8、2个可变电阻RP1-RP2、2个电压比较器U1-U2、2个红外线发光管LED1-LED2、2个红外线接收管Q1-Q2、2个三极管Q3-Q4、2个普通发光管LED3-LED4组成，R1、R2、Q1、LED1、R3、R4、LED2、Q2组成2个对称相同的传感器电路，红外线发光管LED1通过电阻R1限流向外发射红外线光，通过反射作用红外线接收管Q1接收到红外线光；RP1、RP2、U1、U2、R7、R8组成2个对称相同的电压比较器电路；Q3、Q4、LED3、LED4、R5、R6、MG1、MG2组成2个对称相同的驱动电路；R1和LED1连接，R3和LED2连接。通电后向路面发射红外线信号；R2和Q1连接，R3和Q2连接，通电后接收路面反射的红外线信号；并由Q1、Q2集电极输出相应电平信号，U1和U2是两个电压比较器，分别判断左右两路从Q1、Q2集电极输出的相应电平信号，从而输出相应的控制信号；RP1、RP2分别和U1、U2的“+”端连接，通过调整可设立一个基准参考电压，U1、U2的“-”端和Q1、Q2的集电极相连接，Q3、Q4的输出分别驱动两个电机，Q3、LED3、Q4、LED4的连接点分别与两个变速齿轮箱2连接，MG1、MG2两个电机驱动车轮运行。
按电路板设计要求安装元件并焊接好制成电路板1，制作电池盒3、小车底盘4；外购两个直流电机变速齿轮箱2、两个小车前轮5、小车后轮6和连接线7。
将电路板1装在小车底盘4的前端，两个变速齿轮箱2装于小车底盘4的底部，电池盒3装于小车底盘4的上面，两个小车前轮5分别安装在小车底盘4前面的两侧，小车后轮6装于小车底盘4底部的后端，电路板1负极分别由连接线7与两个变速齿轮箱2负极连接，两个变速齿轮箱2由连接线7相互连接，电池盒3正负由连接线7分别与电路板1的正负极连接，两个小车前轮5分别与两个变速齿轮箱2连接。
装上电池，校准好两对传感器方向，调准好比较器的基准电压，试运行。
小车运行的轨道在一平面上，铺设一条黑色电工用塑料胶带，或有明显标志的深色带，两边用白色色带并行铺设。小车的两组传感器分别骑跨在黑带两边，传感器离平面约0.5cm左右，两个红外线发射管发射的红外线信号照射到路面两边白色胶带上，然后，由两个红外线接收管接收到路面的反射信号后输出可使两个电机运行的信号。
如果小车运行时往左偏离色带轨迹时，那么，其中右接收传感器对准的轨迹将是黑色的，因此，不能接收到足够的反射信号。左接收传感器对准的轨迹是白色的，能接收到足够的反射信号。所以，此时右路输出停车的低电平信号，该路电机停转。左路输出高电平信号，该路电机工作。上述情况反之，则左路电机停，右路电机转。如此，小车不断左右摆动前进，达到自动循迹运行。
权利要求1.一种光电自动循迹小车，其特征在于，由电路板(1)、两个变速齿轮箱(2)、电池盒(3)、小车底盘(4)、两个小车前轮(5)、小车后轮(6)、连接线(7)组成，电路板(1)置于小车底盘(4)的前端，两个变速齿轮箱(2)置于小车底盘(4)的底部，电池盒(3)置于小车底盘(4)的上面，两个小车前轮(5)分别置于小车底盘(4)前面的两侧，小车后轮(6)置于小车底盘(4)底部的后端，电路板(1)的负极分别由连接线(7)与两个变速齿轮箱(2)的负极连接，两个变速齿轮箱(2)由连接线(7)相互连接，电池盒(3)正负极由连接线(7)分别与电路板(1)的正负极连接，小车前轮(5)分别与两个变速齿轮箱(2)连接。
2.根据权利要求1所述的光电自动循迹小车，其特征在于，所述的电路板(1)由8个电阻R1-R8、2个可变电阻RP1-RP2、2个电压比较器U1-U2、2个红外线发光管LED1-LED2、2个红外线接收管Q1-Q2、2个三极管Q3-Q4、2个普通发光管LED3-LED4组成，R1、R2、LED1、Q1、R3、R4、LED2、Q2分别组成2个对称相同的传感器电路；RP1、U2、R7、RP2、U1、R8分别组成2个对称相同的电压比较器电路；Q3、LED3、MG1、R5、Q4、LED4、R6、MG2分别组成2个对称相同的驱动电路，R1和LED1连接，R3和LED2连接，R2和Q1连接，R3和Q2连接，RP1、RP2分别和U1、U2的“+”端连接，U1、U2的“-”端和Q1、Q2的集电极相连接，Q3、LED3、Q4、LED4的连接点分别与两个变速齿轮箱(2)连接。
3.根据权利要求1所述的光电自动循迹小车，其特征在于，所述的两个变速齿轮箱(2)为直流电机变速齿轮箱。
专利摘要本实用新型涉及一种光电自动循迹小车，其特征在于，由电路板、两个变速齿轮箱、电池盒、小车底盘、两个小车前轮、小车后轮、连接线组成，电路板置于小车底盘的前端，两个变速齿轮箱置于小车底盘的底部，电池盒置于小车底盘的上面，两个小车前轮分别置于小车底盘前面的两侧，小车后轮置于小车底盘底部的后端，电路板的负极分别由连接线与两个变速齿轮箱的负极连接，两个变速齿轮箱由连接线相互连接，电池盒正负极由连接线分别与电路板的正负极连接，小车前轮分别与两个变速齿轮箱连接。本实用新型的优点是电路结构简洁，调试方便，作为教学用，可提高学生对机电一体化应用技术的认识及动手能力，所需的成本也大大降低。
文档编号G09B25/02GK2684303SQ200420020928
公开日2005年3月9日 申请日期2004年3月16日 优先权日2004年3月16日
发明者汤勇标 申请人:汤勇标