一种教学用实验小车循迹系统的制作方法

本发明涉及一种循迹系统，尤其涉及一种教学用实验小车循迹系统。

背景技术：

循迹性能，是形容车辆操控性的一个重要词汇。循迹性指的是在转向过程中，因为车有自身长度的问题，在前轮转到正确角度之后，后轮还继续在前轮的带动下进行过弯动作。如果当车尾能迅速跟随车头转到同样角度完成过弯，并且能够不产生任何摆动，我们就说这辆车的循迹性很好。这个主要是跟车的后悬，轮胎性能等因素有关。日常行车中，循迹性好的车辆能够更安全，快速地通过急弯，保障行车安全。

循迹控制系统，也称牵引力控制系统，是根据驱动轮的转数及传动轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象，当前者大于后者时，进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。它使用感测器及刹车调节器。当循迹控制系统感应到车轮打滑的时候，首先会经过引擎控制电脑改变引擎点火的时间，减低引擎扭力输出或是在该轮上施加刹车以防该轮打滑，如果在打滑很严重的情况下，就再控制引擎供油系统。循迹控制系统在运用的时候，变速箱会维持较高的挡位，在油门加重的时候，会避免突然下挡以免打滑的更厉害。循迹控制系统最大的特点是使用现有系统的电脑、输速感知器和控制引擎与变速箱电脑，即使换上了备胎，循迹控制系统也可以准确的应用。

现有的教学用实验小车循迹系统存在循迹效果差、不能转向、功能单一的缺点，因此亟需研发一种循迹效果好、能转向、功能多样化的一种教学用实验小车循迹系统。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服现有的教学用实验小车循迹系统循迹效果差、不能转向、功能单一的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种循迹效果好、能转向、功能多样化的教学用实验小车循迹系统。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种教学用实验小车循迹系统，包括有小车、左前轮、第一左皮带轮、前转轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、前轴承座、第一右皮带轮、右前轮、中转轴、中轴承座、第一电机、右平皮带、右后轮、第二右皮带轮、后转轴、后轴承座、第二左皮带轮、左后轮、左平皮带、气缸、旋转电机和固定板；小车内前方设有前轴承座，前轴承座上安装有前转轴，前转轴左端设有左前轮，前转轴右端设有右前轮，前轴承座左方的前转轴上设有第一左皮带轮和第一锥齿轮，第一左皮带轮位于第一锥齿轮左方，前轴承座右方的前转轴上设有第一右皮带轮，小车内中部设有第一电机和中轴承座，第一电机设在中轴承座后方，中轴承座上安装有中转轴，中转轴后端与第一电机连接，中转轴前端连接有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，小车内后方设有后轴承座，后轴承座上安装有后转轴，后轴承座左方的后转轴上设有第二左皮带轮，第二左皮带轮和第一左皮带轮上绕有左平皮带，后转轴左端设有左后轮，后轴承座右方的后转轴上设有第二右皮带轮，第二右皮带轮和第一右皮带轮上绕有右平皮带，后转轴右端设有右后轮，小车外底部开有凹槽，凹槽内顶部设有气缸，气缸下端连接有旋转电机，旋转电机下端连接有固定板。

优选地，还包括有控制器，小车内前侧设有控制器，第一电机、气缸和旋转电机均与控制器连接。

优选地，还包括有第一距离传感器和第二距离传感器，小车外左侧前方设有第一距离传感器，小车外右侧前方设有第二距离传感器，第一距离传感器和第二距离传感器均与控制器连接。

优选地，还包括有报警灯，小车外前侧左右两侧均设有报警灯，报警灯与控制器连接。

优选地，还包括有行车记录仪，小车外前侧中部设有行车记录仪，行车记录仪与控制器连接。

优选地，第一电机为伺服电机。

优选地，左前轮、右前轮、左后轮和右后轮的直径均为10cm。

工作原理：最初，气缸处于缩短状态。当小车需要向前行驶时，启动第一电机反转，带动中转轴反转，带动第二锥齿轮反转，带动第一锥齿轮正转，带动前转轴正转，带动左前轮、第一左皮带轮、第一右皮带轮和右前轮正转，左平皮带带动第二左皮带轮正转，右平皮带带动第二右皮带轮正转，从而带动后转轴正转，带动左后轮和右后轮正转，小车向前运动。当需要小车转向时，第一电机停止反转。启动气缸伸长，带动旋转电机和固定板向下运动，当固定板接触到地面时，气缸停止伸长。启动旋转电机转动，带动小车转动，当小车转动到预设方向时，旋转电机停止工作。启动气缸缩短，带动旋转电机和固定板向上运动复位后，气缸停止缩短，小车完成转向。此时，可以重新启动第一电机反转，带动小车向前运动。当小车需要停止运动时，第一电机停止反转。

因为还包括有控制器，小车内前侧设有控制器，第一电机、气缸和旋转电机均与控制器连接，有利于实现自动化的操作。

因为还包括有第一距离传感器和第二距离传感器，小车外左侧前方设有第一距离传感器，小车外右侧前方设有第二距离传感器，第一距离传感器和第二距离传感器均与控制器连接；当第一距离传感器和第二距离传感器感应到的距离之差到达预设值时，第一距离传感器或第二距离传感器反馈信号至控制器，控制器控制第一电机、气缸或旋转电机工作，小车回到预设轨道后，控制器控制第一电机、气缸或旋转电机停止工作。

因为还包括有报警灯，小车外前侧左右两侧均设有报警灯，报警灯与控制器连接，所以当第一距离传感器和第二距离传感器感应到的距离之差到达预设值，可能发生事故时，第一距离传感器或第二距离传感器反馈信号至控制器，控制器控制报警灯开始工作，所以可以达到报警提醒的效果。

因为还包括有行车记录仪，小车外前侧中部设有行车记录仪，行车记录仪与控制器连接，所以可以记录小车的行驶过程。

因为第一电机为伺服电机，可以更精确地控制转速。

控制器选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动开关，X1为停止开关，X2第一距离传感器，X3为第二距离传感器；Y0为第一电机，Y1为气缸，Y2为旋转电机，Y3为报警灯，Y4为行车记录仪。根据图7所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。

(3)有益效果

本发明达到了循迹效果好、能转向、功能多样化的效果，能直观有效地展现小车的轨迹，让教学效果更佳。

附图说明

图1是本发明的第一种俯视结构示意图。

图2是本发明的右视结构示意图。

图3是本发明的第二种俯视结构示意图。

图4是本发明的第三种俯视结构示意图。

图5是本发明的第四种俯视结构示意图。

图6是本发明的第五种俯视结构示意图。

图7是本发明的电气控制原理图。

附图中的标记为：1-小车，2-左前轮，3-第一左皮带轮，4-前转轴，5-第一锥齿轮，6-第二锥齿轮，7-前轴承座，8-第一右皮带轮，9-右前轮，10-中转轴，11-中轴承座，12-第一电机，13-右平皮带，14-右后轮，15-第二右皮带轮，16-后转轴，17-后轴承座，18-第二左皮带轮，19-左后轮，20-左平皮带，21-气缸，22-凹槽，23-旋转电机，24-固定板，25-控制器，26-第一距离传感器，27-第二距离传感器，28-报警灯，29-行车记录仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种教学用实验小车循迹系统，如图1-7所示，包括有小车1、左前轮2、第一左皮带轮3、前转轴4、第一锥齿轮5、第二锥齿轮6、前轴承座7、第一右皮带轮8、右前轮9、中转轴10、中轴承座11、第一电机12、右平皮带13、右后轮14、第二右皮带轮15、后转轴16、后轴承座17、第二左皮带轮18、左后轮19、左平皮带20、气缸21、旋转电机23和固定板24；小车1内前方设有前轴承座7，前轴承座7上安装有前转轴4，前转轴4左端设有左前轮2，前转轴4右端设有右前轮9，前轴承座7左方的前转轴4上设有第一左皮带轮3和第一锥齿轮5，第一左皮带轮3位于第一锥齿轮5左方，前轴承座7右方的前转轴4上设有第一右皮带轮8，小车1内中部设有第一电机12和中轴承座11，第一电机12设在中轴承座11后方，中轴承座11上安装有中转轴10，中转轴10后端与第一电机12连接，中转轴10前端连接有第二锥齿轮6，第一锥齿轮5与第二锥齿轮6啮合，小车1内后方设有后轴承座17，后轴承座17上安装有后转轴16，后轴承座17左方的后转轴16上设有第二左皮带轮18，第二左皮带轮18和第一左皮带轮3上绕有左平皮带20，后转轴16左端设有左后轮19，后轴承座17右方的后转轴16上设有第二右皮带轮15，第二右皮带轮15和第一右皮带轮8上绕有右平皮带13，后转轴16右端设有右后轮14，小车1外底部开有凹槽22，凹槽22内顶部设有气缸21，气缸21下端连接有旋转电机23，旋转电机23下端连接有固定板24。

还包括有控制器25，小车1内前侧设有控制器25，第一电机12、气缸21和旋转电机23均与控制器25连接。

还包括有第一距离传感器26和第二距离传感器27，小车1外左侧前方设有第一距离传感器26，小车1外右侧前方设有第二距离传感器27，第一距离传感器26和第二距离传感器27均与控制器25连接。

还包括有报警灯28，小车1外前侧左右两侧均设有报警灯28，报警灯28与控制器25连接。

还包括有行车记录仪29，小车1外前侧中部设有行车记录仪29，行车记录仪29与控制器25连接。

第一电机12为伺服电机。

左前轮2、右前轮9、左后轮19和右后轮14的直径均为10cm。

工作原理：最初，气缸21处于缩短状态。当小车1需要向前行驶时，启动第一电机12反转，带动中转轴10反转，带动第二锥齿轮6反转，带动第一锥齿轮5正转，带动前转轴4正转，带动左前轮2、第一左皮带轮3、第一右皮带轮8和右前轮9正转，左平皮带20带动第二左皮带轮18正转，右平皮带13带动第二右皮带轮15正转，从而带动后转轴16正转，带动左后轮19和右后轮14正转，小车1向前运动。当需要小车1转向时，第一电机12停止反转。启动气缸21伸长，带动旋转电机23和固定板24向下运动，当固定板24接触到地面时，气缸21停止伸长。启动旋转电机23转动，带动小车1转动，当小车1转动到预设方向时，旋转电机23停止工作。启动气缸21缩短，带动旋转电机23和固定板24向上运动复位后，气缸21停止缩短，小车1完成转向。此时，可以重新启动第一电机12反转，带动小车1向前运动。当小车1需要停止运动时，第一电机12停止反转。

因为还包括有控制器25，小车1内前侧设有控制器25，第一电机12、气缸21和旋转电机23均与控制器25连接，有利于实现自动化的操作。

因为还包括有第一距离传感器26和第二距离传感器27，小车1外左侧前方设有第一距离传感器26，小车1外右侧前方设有第二距离传感器27，第一距离传感器26和第二距离传感器27均与控制器25连接；当第一距离传感器26和第二距离传感器27感应到的距离之差到达预设值时，第一距离传感器26或第二距离传感器27反馈信号至控制器25，控制器25控制第一电机12、气缸21或旋转电机23工作，小车1回到预设轨道后，控制器25控制第一电机12、气缸21或旋转电机23停止工作。

因为还包括有报警灯28，小车1外前侧左右两侧均设有报警灯28，报警灯28与控制器25连接，所以当第一距离传感器26和第二距离传感器27感应到的距离之差到达预设值，可能发生事故时，第一距离传感器26或第二距离传感器27反馈信号至控制器25，控制器25控制报警灯28开始工作，所以可以达到报警提醒的效果。

因为还包括有行车记录仪29，小车1外前侧中部设有行车记录仪29，行车记录仪29与控制器25连接，所以可以记录小车1的行驶过程。

因为第一电机12为伺服电机，可以更精确地控制转速。

控制器25选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器25，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动开关，X1为停止开关，X2第一距离传感器26，X3为第二距离传感器27；Y0为第一电机12，Y1为气缸21，Y2为旋转电机23，Y3为报警灯28，Y4为行车记录仪29。根据图7所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器25控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。