一种用于教学演示的循迹小车的制作方法

本发明属于教学教具技术领域，特别是涉及一种用于教学演示的循迹小车。

背景技术：

实验教学时，在电子自动化课程和技术学习中，为了掌握实际操作技能，理论联系实际，需要搭建必要的电子自动化实际系统。目前的实验教学中经常用到循迹小车来全面直观的展示电子自动化系统。

目前市场上的循迹小车一般采用灰度传感器与单片机结合的方式，灰度传感器采集信号反馈给单片机，单片机对信号处理，通过电机驱动板进行驱动，如图3所示。

基于此种原理结构的循迹车存在以下问题：

1.电路结构复杂，导致功耗比较大；

2.采用单片机控制电机驱动板的形式，降低了响应效率；

3.循迹的灵敏度由传感器的灵敏度决定，由于安装等问题，调整不方便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于教学演示的循迹小车，以解决现有循迹小车电路结构复杂、能耗大及响应效率低的问题。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：

一种用于教学演示的循迹小车，其包括底板，所述底板下方对称安装有左电机和右电机；所述左电机连接左车轮，所述右电机连接右车轮；所述底板下方安装有万向轮；所述底板上方安装有电池和控制电路板；所述电池与所述控制电路板电连接，所述左电机、所述右电机分别与所述控制电路板电连接。

进一步的，所述控制电路板包括电源电路、第一检测电路、第二检测电路、电压比较电路、第一驱动电路和第二驱动电路；所述第一检测电路、所述第二检测电路、所述电压比较电路、所述第一驱动电路、所述第二驱动电路分别与所述电源电路并联；所述第一检测电路、第二检测电路、所述第一驱动电路、所述第二驱动电路分别与所述电压比较电路相连。

进一步的，所述电源电路包括依次串联的开关s、发光二极管d和电阻r5；所述开关s用于启闭所述电源电路。

进一步的，所述第一检测电路包括电阻r1、电阻r3和红外循迹传感器t1，所述电阻r1连接所述红外循迹传感器t1第一端口，所述电阻r3连接所述红外循迹传感器t1第四端口。

进一步的，所述第二检测电路包括电阻r2、电阻r4和红外循迹传感器t2，所述电阻r2连接所述红外循迹传感器t2第一端口，所述电阻r4连接所述红外循迹传感器t2第四端口。

进一步的，所述电压比较电路包括滑动电阻rp1、滑动电阻rp2和双电压比较器lm393；所述滑动电阻rp1滑动端连接所述双电压比较器lm393第二端口，所述滑动电阻rp2滑动端连接所述双电压比较器lm393第六端口；所述双电压比较器lm393第三端口连接所述循迹传感器t1的第四端口，所述双电压比较器lm393第五端口连接所述循迹传感器t2的第四端口。

进一步的，所述第一驱动电路包括三极管t1和三极管t2；所述三极管t1第一端口连接所述双电压比较器lm393第一端口；所述三极管t1第二端口连接所述三极管t2第一端口；所述三极管t2第二端口连接所述左电机。

进一步的，所述第二驱动电路包括三极管t3和三极管t4；所述三极管t3第一端口连接所述双电压比较器lm393第七端口；所述三极管t3第二端口连接所述三极管t4第一端口；所述三极管t4第二端口连接所述右电机

进一步的，所述电池两侧分别设有左侧板和右侧板，所述电池上方设有顶板；所述左侧板、所述右侧板分别与所述底板插接，所述左侧板、所述右侧板分别与所述顶板插接，所述底板与所述顶板螺接。

进一步的，所述底板、所述顶板、所述左侧版、所述右侧板均由亚克力材料制成。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明所述用于教学演示的循迹小车，利用控制电路板代替复杂单片机进行控制循迹小车行进，提高了响应速度，降低了能耗。

2.本发明所述滑动电阻rp1滑动端连接所述双电压比较器lm393第二端口，所述滑动电阻rp2滑动端连接所述双电压比较器lm393第六端口；所述双电压比较器lm393第三端口连接所述循迹传感器t1的第四端口，所述双电压比较器lm393第五端口连接所述循迹传感器t2的第四端口；所述双电压比较器lm393对比其第二端口和第三端口接收到的电压，若第三端口接收到的电压大于第二端口接收到的电压，则第一端口输出高电压，所述双电压比较器lm393对比其第五端口和第六端口接收到的电压，若第五端口接收到的电压大于第六端口接收到的电压，则第七端口输出高电压，双电压比较器lm393的两路比较独立工作，左车轮和右车轮可以实现同时转动，提高循迹灵敏度。

3.本发明所述第一驱动电路包括三极管t1和三极管t2；所述第二驱动电路包括三极管t3和三极管t4；两个三极管串接组合组成一只达林顿管，电流放大倍数是两个三级管各别放大倍数的相乘，对比一个三极管作为开关控制，具有较强的电流放大能力。

4.本发明所述底板、所述顶板、所述左侧版、所述右侧板均由亚克力材料制成；亚克力板，美观平整、使用寿命长，并且透明度高，便于观察循迹小车内部构造，在教学演示过程中，直观清楚。

5.本发明所述左侧板、所述右侧板分别与所述底板插接，所述左侧板、所述右侧板分别与所述顶板插接，所述底板与所述顶板螺接，此种机构便于手工组装，可以在教学演示过程中，增加手工组装环节。

附图说明

图1为本发明所述用于教学演示的循迹小车结构图；

图2为本发明所述控制电路板示意图；

图3为现有循迹小车原理图；

图中：1-底板、2-左车轮、3-左电机、4-万向轮、5-右电机、6-右车轮、7-控制电路板、8-电池、9-顶板、10-右侧板、11-左侧板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，一种用于教学演示的循迹小车，其包括底板1，底板1下方对称安装有左电机3和右电机5；左电机3连接左车轮2，右电机5连接右车轮6；底板1下方安装有万向轮4；底板1上方安装有电池8和控制电路板7；电池8与控制电路板7电连接，左电机3、右电机5分别与控制电路板7电连接；本发明用控制电路板7代替复杂单片机进行控制，提高了响应速度，降低了能耗。

参见图1、图2，控制电路板7包括电源电路、第一检测电路、第二检测电路、电压比较电路、第一驱动电路和第二驱动电路；所述第一检测电路、所述第二检测电路、所述电压比较电路、所述第一驱动电路、所述第二驱动电路分别与所述电源电路并联；所述第一检测电路、第二检测电路、所述第一驱动电路、所述第二驱动电路分别与所述电压比较电路相连；第一检测电路向电压比较电路输入一个变动电压，此变动电压与电压比较电路产生的一个固定电压比较，如果变动电压大于固定电压，则电压比较电路输出高电压到第一驱动电路，第一驱动电路驱动左电机3旋转，左电机3带动左车轮2转动；第二检测电路向电压比较电路输入一个变动电压，此变动电压与电压比较电路产生的一个固定电压比较，如果变动电压大于固定电压，则电压比较电路输出高电压到第二驱动电路，第二驱动电路驱动右电机5旋转，右电机5带动右车轮6转动。

参见图2，所述电源电路包括依次串联的开关s、发光二极管d和电阻r5；所述开关s用于启闭所述电源电路；所述电源电路两端连接电池8，按下开关s，启动电源电路，发光二极管d亮起，发光二极管d作为电源指示灯，亮起时代表电源电路启动通电。

参见图2，所述第一检测电路包括电阻r1、电阻r3和红外循迹传感器t1，所述电阻r1连接所述红外循迹传感器t1第一端口，所述电阻r3连接所述红外循迹传感器t1第四端口；所述电阻r1和所述电阻r3的一端与所述电源电路正极电连接，所述红外循迹传感器t1第二端口和第三端口与所述电源电路负极电连接；所述红外循迹传感器t1自带一个红外发射装置和一个光敏电阻，光源发出的红外线经过待测物体的反射被光敏电阻接收，遇到行走路线上的黑线后，黑线吸收红外线比较强，光敏电阻接收到的光线较弱，则光敏电阻的电阻就较大，所述红外循迹传感器t1第四端口向所述电压比较电路输出的电压较大，则驱动左车轮2转动。

参见图2，所述第二检测电路包括电阻r2、电阻r4和红外循迹传感器t2，所述电阻r2连接所述红外循迹传感器t2第一端口，所述电阻r4连接所述红外循迹传感器t2第四端口；所述电阻r2和所述电阻r4的一端与所述电源电路正极电连接，所述红外循迹传感器t2自带一个红外发射装置和一个光敏电阻，光源发出的红外线经过待测物体的反射被光敏电阻接收，遇到行走路线上的黑线后，黑线吸收红外线比较强，光敏电阻接收到的光线较弱，则光敏电阻的电阻就较大，所述红外循迹传感器t2第四端口向所述电压比较电路输出的电压较大，则驱动右车轮6转动。

参见图2，所述电压比较电路包括滑动电阻rp1、滑动电阻rp2和双电压比较器lm393；所述滑动电阻rp1滑动端连接所述双电压比较器lm393第二端口，所述滑动电阻rp2滑动端连接所述双电压比较器lm393第六端口；所述双电压比较器lm393第三端口连接所述循迹传感器t1的第四端口，所述双电压比较器lm393第五端口连接所述循迹传感器t2的第四端口；所述滑动电阻rp1和所述滑动电阻rp2的固定端分别与所述电源电路的正、负极电连接，所述双电压比较器lm393第四端口与所述电源电路负极电连接，所述双电压比较器lm393第八端口与所述电源电路正极电连接；所述双电压比较器lm393对比其第二端口和第三端口接收到的电压，若第三端口接收到的电压大于第二端口接收到的电压，则第一端口输出高电压，若第三端口接收到的电压小于第二端口接收到的电压，则第一端口输出低电压，所述滑动电阻rp1可以调节所述双电压比较器lm393第二端口接收到的电压大小，从而调节所述电压比较电路的灵敏度；所述双电压比较器lm393对比其第五端口和第六端口接收到的电压，若第五端口接收到的电压大于第六端口接收到的电压，则第七端口输出高电压，若第五端口接收到的电压小于第六端口接收到的电压，则第七端口输出低电压，所述滑动电阻rp2可以调节所述双电压比较器lm393第六端口接收到的电压大小，从而调节所述电压比较电路的灵敏度。

参见图2，所述第一驱动电路包括三极管t1和三极管t2；所述三极管t1第一端口连接所述双电压比较器lm393第一端口；所述三极管t1第二端口连接所述三极管t2第一端口；所述三极管t2第二端口连接左电机3；所述三极管t1第三端口和所述三极管t2第三端口均与所述电源电路正极电连接；所述三极管t1和所述三极管t2组成一只达林顿管，两个三极管串接组合，电流放大倍数是两个三级管各别放大倍数的相乘；当所述三极管t1第一端口接收到双电压比较器lm393第一端口传输的低电压时，达林顿管处于截止状态，所述第一驱动电路无法给左电机3供电，当所述三极管t1第一端口接收到双电压比较器lm393第一端口传输的高电压时，达林顿管处于放大状态，所述第一驱动电路给左电机3供电，并且是经过达林顿管放大后的电流，左电机3驱动能力增强。

参见图2，所述第二驱动电路包括三极管t3和三极管t4；所述三极管t3第一端口连接所述双电压比较器lm393第七端口；所述三极管t3第二端口连接所述三极管t4第一端口；所述三极管t4第二端口连接右电机5；所述三极管t3第三端口和所述三极管t4第三端口均与所述电源电路正极电连接；所述三极管t3和所述三极管t4组成一只达林顿管，两个三极管串接组合，电流放大倍数是两个三级管各别放大倍数的相乘；当所述三极管t3第一端口接收到双电压比较器lm393第一端口传输的低电压时，达林顿管处于截止状态，所述第一驱动电路无法给右电机5供电，当所述三极管t3第一端口接收到双电压比较器lm393第一端口传输的高电压时，达林顿管处于放大状态，所述第一驱动电路给右电机5供电，并且是经过达林顿管放大后的电流，右电机5驱动能力增强。

参见图1，电池8两侧分别设有左侧板11和右侧板10，电池8上方设有顶板9；左侧板11、右侧板10分别与底板1插接，左侧板11、右侧板10分别与顶板9插接，底板1与顶板9螺接；此种机构便于手工组装，可以在教学演示过程中，增加手工组装环节。

参见图1，底板1、顶板9、左侧版11、右侧板10均由亚克力材料制成；亚克力板，美观平整、使用寿命长，并且透明度高，便于观察循迹小车内部构造，在教学演示过程中，直观清楚。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。