一种竞赛用节能小车的制作方法

本实用新型涉及竞赛用小车技术领域，具体为一种竞赛用节能小车。

背景技术：

目前，由于科学技术的发展各种智能设备不断涌现各种自动化机器人在各领域得以应用其中使用可以学习简单控制原理的小车机器人在各阶段学习中是一种方便简洁的手段。因此社会上有很多不同层次的智能小车竞赛，其中一种竞赛为节能巡线小车比赛，主要是小车跟踪具有通有固定频率交流电的标线按固定线路行驶并且用储能电容器为供电电源，以完成时间快能耗最小为输赢标准。现有竞赛小车基本是使用塑料车身结构通过直流电机经减速机构带动汽车轮子使竞赛小车运动。因此，此种结构小车车身总体重量比较重不适用于通过储能电容供电的节能小车竞赛；同时，现有竞赛小车对于电磁信号检测基本采用模拟量检测然后通过数模转换作为控制电路的控制量，因为数模转换过程时间较慢影响控制电路总体反应速度从而导致小车反应速度较慢并且为了保证小车的循线精度现有竞赛小车一般采用32位控制芯片控制结构复杂消耗能量较大。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种竞赛用节能小车，以解决上述背景技术中提出的现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：本实用新型为一种竞赛用节能小车，本装置包括：小车车体与控制电路板；

所述小车车体包括：车体底板、两个车轮驱动电机、两个车轮、两个电机固定架、小车尾部从动万向轮；

所述车体底板由所述控制电路板构成；

所述驱动电机采用空心杯直流电机,空心杯电机采用的是无铁芯转子具有十分突出的节能、控制和拖动特性；

所述车轮为直径为八毫米塑胶车轮，两个车轮分别固定在两个驱动电机转动轴上；

所述电机固定架由具有45度斜面的塑料块构成；

所述小车尾部从动万向轮为直径为1.5厘米的塑胶万向轮；

所述两个车轮分别安装在两个车轮驱动电机上；两个车轮驱动电机分别安装在两个电机固定架上；两个电机固定架、小车尾部从动万向轮安装在车体底板上。

所述控制电路板包括电磁感应检测装置、电机驱动器、逻辑控制芯片、储能电容器组、升压模块（模块）、降压模块（模块）。同时为了简化整体小车结构、减小小车总体重量达到节能目的所述控制电路板同时作为上述车体底板使用。

所述电磁感应检测装置包括：五个电磁感应检测模块，每个模块包括：电磁感应电感及与其并联的谐振电容、信号放大器、信号整形器。由电磁感应电感、与其并联的谐振电容谐振到道路电磁信号线交流信号频率使感应电压最大同时起到选频作用避免外界其它电磁信号干扰，检测到的交流信号经过信号放大器放大到一定幅度并检波变成直流信号后经过信号整形器变成高电平输出，当没有检测到道路电磁信号线交流信号时电磁感应检测装置输出低电平；

所述逻辑控制芯片为节能型八位控制芯片，逻辑控制芯片根据五个电磁感应检测模块检测到的高低电平信号不同控制左右两个驱动电机转动或停止；

所述储能电容器组通过五个2.7伏100法拉电容串联构成，使用工作电压为直流12伏特，每个电容两端并联510K1/8瓦均衡电阻以保证五个串联的法拉电容工作电压均等；

所述电机驱动器由电机驱动芯片构成能够通过逻辑控制芯片端口通过电机驱动器控制两个直流电机正转（小车向前运行）、停、反转、并且可以通过电机驱动器端口进行pwm控制电机转速；

所述升压模块是为保证充分利用电容组所储存电能，在电容组电压较低时也能给控制电路板正常供电；

所述降压模块包括给电磁感应检测装置及逻辑控制芯片供电的降压模块一及给电机驱动器供电用于驱动电机的降压模块二。

具体工作过程如下：逻辑控制芯片检测五个电磁感应检测模块输出状态，以车头向前，顶视从左到右电磁感应检测模块1到5排列，检测输出高电平表示为‘1’、低电平为‘0’，这样如果检测到的状态是：11111状态，说明遇到交叉线则执行：左右两个电机（顶视）相同状态正转，小车向前直行；

如果检测到的状态是：00110状态说明小车左偏离道路信号线，则执行：左电机加速，小车右转；

如果检测到的状态是：01100状态说明小车右偏离道路信号线，则执行：右电机加速，小车左转；

如果检测到的状态是：00100状态说明小车处于道路信号线正上方，则执行：左右两个电机以相同状态正转，小车向前直行；

如果检测到的状态是：00000状态说明到达终点，则执行：左右两个电机反向制动后停止转动，小车停止。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）采用空心杯直流电机作为小车驱动电机转动质量小、速度快减轻动力电机本身能耗；

（2）直接将控制电路板作为小车底板简化了小车结构与总体质量节约驱动能量并采用节能型八位控制芯片作为小车控制单元，总体控制电路结构简单、能耗低；

（3）电磁感应检测装置采用高低电平作为检测信号输出反应速度快控制灵活。

附图说明

图1为本实用新型小车结构底视图；图2为本实用新型控制电路板电路框图。

附图标识，图1中：1车体底板、2电机固定架一、3电机固定架二、4驱动电机一、5驱动电机二、6车轮一、7车轮二、8小车尾部从动万向轮、9电磁感应检测装置一、10电磁感应检测装置二、11电磁感应检测装置三、12电磁感应检测装置四、13电磁感应检测装置五。

图2中：4驱动电机一、5驱动电机二、9电磁感应检测装置一、10电磁感应检测装置二、11电磁感应检测装置三、12电磁感应检测装置四、13电磁感应检测装置五、21逻辑控制芯片、22电机驱动器、23降压模块二、24降压模块一、25升压模块、26储能电容器组。

在图1与图2中相同标号的构件为同一物体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1至图2，，本实用新型提供一种技术方案：一种竞赛用节能小车，包括：电磁感应检测装置一9、电磁感应检测装置二10、电磁感应检测装置三11、电磁感应检测装置四12、电磁感应检测装置五13，这五个电磁感应检测装置电性连接逻辑控制芯片21，每个模块包括：电磁感应电感、与其并联的谐振电容、信号放大器、信号整形器，由电磁感应电感与其并联的谐振电容谐振到道路电磁信号线信号频率交流信号使感应电压最大同时起到选频作用便面外界其它电磁信号干扰，检测到的交流信号经过信号放大器放大到一定幅度并检波变成直流信号后经过信号整形器变成高电平输出，当没有检测到道路电磁信号线信号频率交流信号时电磁感应检测装置输出低电平；逻辑控制芯片21根据检测到的五个电磁感应检测模块输出状态，以车头向前，顶视从左到右电磁感应检测模块1到5排列，检测输出高电平表示为‘1’、低电平为‘0’，这样如果检测到的状态是：11111状态，说明遇到交叉线则控制与其电性连接的电机驱动器22驱动与电机驱动器22电性连接的驱动电机一4、驱动电机二5相同状态正转，小车向前直行；如果检测到的状态是：00110状态说明小车左偏离道路信号线则控制与其电性连接的电机驱动器22驱动与其电性连接的驱动电机一4加速，小车右转；如果检测到的状态是：01100状态说明小车右偏离道路信号线则控制与其电性连接的电机驱动器22驱动与其电性连接的驱动电机二5加速，小车左转；如果检测到的状态是：00100状态说明小车处于道路信号线正上方则控制与其电性连接的电机驱动器22驱动与其电性连接的驱动电机一4、驱动电机二5以相同状态运转，小车向前直行；如果检测到的状态是：00000状态说明到达终点则控制与其电性连接的电机驱动器22驱动与其电性连接的驱动电机一4、驱动电机二5反向制动后停止转动，小车停止。储能电容器组26正常工作电压为12伏特其电性连接升压模块25，升压模块25最低工作电压为2伏特它将输入电压提升到输出电压为15伏特作为与其电性连接的降压模块二23、降压模块一24的输入电压；降压模块一24将输入的15V电压值降低到3.3伏特（V）供给给与其电性连接的电磁感应检测装置一9、电磁感应检测装置二10、电磁感应检测装置三11、电磁感应检测装置四12、电磁感应检测装置五13、逻辑控制芯片21用电；降压模块二23将输入的15V电压值降低到5伏特（V）供给给与其电性连接的电机驱动器22用电。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。