智能避障光伏遥控车的制作方法

本实用新型涉及一种遥控车，特别涉及一种智能避障光伏遥控车。

背景技术：

目前，遥控车发展迅速，光伏技术可直接将太阳的光能转化为电能，从而有效地利用太阳能，市场上现有的遥控小车主要有以下几种：(1)直接利用太阳能电池板发电驱动小车行驶，但在无光照或光照不足时小车将无法正常行驶；(2)将太阳能电池板和普通电池结合，弥补了无光条件下小车不能运行的缺陷，但是使用单个电机驱动，只能直线行驶；(3)双电源供电，同时使用两个电机驱动小车，可使小车转向，但是造成了太阳能一定程度的浪费且没有智能避障的功能；(4)遥控小车的通信距离较短。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能避障光伏遥控车，以实现智能避障、行驶距离较长、在有无光照条件下均可行驶。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种智能避障光伏遥控车，包括具有驱动轮的遥控车本体，还包括由太阳能电池板、锂电池和干电池混合供电的电源模块，所述电源模块连接有电机驱动模块，所述电机驱动模块连接电机，所述电机控制驱动轮；还包括微处理单元，所述微处理单元通过控制板与避障模块相连接，所述微处理单元通过控制板与无线通信模块相连接，所述微处理单元通过控制板与所述电源模块相连接，所述太阳能电池板与所述锂电池相连接。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述避障模块为超声波传感器，所述超声波传感器安装在所述遥控车本体前部。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述智能避障光伏遥控车还包括连接在电机和驱动轮之间的减速机构。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述太阳能电池板与锂电池之间正向连接有防反充二极管。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述避障模块还包括发射电路和接收电路。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述发射电路包括超声波发射器和放大电路，所述超声波发射器通过所述放大电路与所述微处理单元相连接。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述接收电路包括超声波接收器和放大电路，所述超声波接收器通过所述放大电路与所述微处理单元相连接。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述智能避障光伏遥控车具有智能避障光伏遥控车支柱，所述智能避障光伏遥控车支柱的两端分别与智能避障光伏遥控车顶板和智能避障光伏遥控车底板相连接，所述干电池和所述锂电池安装在所述智能避障光伏遥控车底板的下表面，所述微处理单元和所述控制板安装在所述智能避障光伏遥控车底板的上表面。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述智能避障光伏遥控车还包括万向轮、驱动轮，所述万向轮安装在所述遥控车本体前部，所述驱动轮安装在所述遥控车本体后部。

可选的，在所述智能避障光伏遥控车中，所述智能避障光伏遥控车具有两个电机，所述两个电机分别与两个驱动轮相连接。

本实用新型提供一种智能避障光伏遥控车，具有太阳能电池板、锂电池和干电池三种方式混合供电，其行驶距离较长。与现有技术中光照环境下太阳能电池板的太阳能浪费相比，本实用新型在无光环境中可以利用锂电池与干电池供电，使智能避障光伏遥控车运行，在有光照条件下，由太阳能电池板供电，并且向锂电池充电，达到了充分利用太阳能的作用。本实用新型通过避障模块检测行驶方向是否存在障碍物，当有障碍物时，微处理单元发出转向指令，以避开障碍物，避免遥控车撞击障碍物。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是侧面结构示意图；

图3是电源模块电路示意图；

图4是超声波避障系统的电路图；

图5是超声波发射部分电路图；

图6是超声波接收部分电路图；

图7是无线通信模块电路图；

图8是电机驱动模块电路图；

图中所示：

001-天线；002-K3开关；003-太阳能电池板；004-智能避障光伏遥控车顶板；005-智能避障光伏遥控车支柱；006-超声波传感器；007-微处理单元；008-控制板；009-电机；010-二级减速齿轮；011-驱动轮；012-干电池；013-锂电池；014-K2开关；015-万向轮；016-K1开关；017-智能避障光伏遥控车底板；018-无线通信模块；019-防反充二极管；020-电机驱动模块；021-超声波接收器；022超声波发射器；023-放大电路；024-蜂鸣报警器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的智能避障光伏遥控车作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如图2所示，在本实施例中，提供一种智能避障光伏遥控车，包括具有驱动轮011的遥控车本体，还包括由太阳能电池板003、锂电池013和干电池012混合供电的电源模块，所述电源模块连接有电机驱动模块020，所述电机驱动模块020连接电机009，所述电机控制所述驱动轮011；还包括微处理单元007，所述微处理单元007通过控制板008与避障模块相连接，所述微处理单元007通过控制板008与无线通信模块018相连接，所述微处理单元007通过控制板008与所述电源模块相连接，所述太阳能电池板003与所述锂电池013相连接。由于其使用太阳能电池板003、锂电池013和干电池012供电，与现有技术中光照环境下太阳能电池板003的太阳能浪费相比，本实用新型在无光环境中可以利用锂电池013与干电池012供电，使光能避障遥控车运行，光照条件下太阳能电池板003多余电量向锂电池013充电，达到了充分利用太阳能的作用。如图2所示，在所述智能避障光伏遥控车中，智能避障光伏遥控车底板017通过四根智能避障光伏遥控车支柱005与智能避障光伏遥控车顶板004相连接，太阳能电池板003安装在所述智能避障光伏遥控车顶板004的上表面，所述智能避障光伏遥控车顶板004还安装有K1开关016和K3开关002；超声波传感器006、电机009、微处理单元007与控制板008安装在所述智能避障光伏遥控车底板017的上表面，并且侧面安装有万向轮015和驱动轮011，K2开关、干电池012和锂电池013安装在所述智能避障光伏遥控车底板017的下表面；还设有减速机构，本实施例中所述减速机构为二级减速齿轮010，所述二级减速齿轮010的两端分别与所述电机009和驱动轮011相连接，增加所述智能避障光伏遥控车的驱动力。所述超声波传感器006位于所述智能避障光伏遥控车的前端，所述前端为智能避障光伏遥控车前进方向的一端，避免因遮挡而造成发射和接收信号的不稳定性，所述智能避障光伏遥控车底板017与所述智能避障光伏遥控车顶板004之间留有足够的区域满足各个线路的连接。

如图3所示，其为电源模块的电路示意图，所述电源模块包括太阳能电池板003、锂电池013和干电池012，所述太阳能电池板003与所述锂电池013之间具有K1开关016，当所述智能避障光伏遥控车处于静止或所述锂电池013供电不足时，所述干电池012的K2开关014闭合所述干电池012处于供电状态，在光照条件下闭合所述K1开关016，所述太阳能电池板003向所述锂电池013充电，并且所述太阳能电池板003与所述锂电池013之间具有防反充二极管019，防止所述锂电池013向所述太阳能电池板003充电；所述K2开关014采用两档三角式左右拨动开关，所述K2开关014在所述锂电池013处闭合，所述K3开关002拨动至所述太阳能电池板003的电路，所述锂电池013和所述太阳能板003同时工作供电；所述K3开关002拨动至所述锂电池013的电路时，所述锂电池013供电；拨动所述K2开关014闭合，所述干电池012供电。

所述电源模块与所述电机驱动模块020相连接，如图8所示，虚线框内为电机驱动模块020的电路示意图，其中所述微处理单元007为单片机，所述单片机为AT89C52，在所述电机驱动模块020中采用两个电机驱动芯片，第一电机驱动芯片和第二电机驱动芯片，所述第一电机驱动模块020与第一电机M1相连接，所述第一电机驱动芯片的引脚4与电源引脚相连接，所述第一电机驱动芯片的引脚8和引脚5为信号输出端，第一电机驱动芯片的引脚8与所述第一电机M1的输入端1相连接，第一电机驱动芯片的引脚5与所述第一电机M1的输入端2相连接，并在所述第一电机M1的输入端1和输入端2之间并联电容C6，所述第一电机驱动芯片的引脚6和引脚7接地，所述单片机与所述电机驱动模块020通过I/0口相连接，所述第一电机驱动芯片的引脚2与所述单片机的引脚21相连接，所述第一电机驱动芯片的引脚3与所述单片机的引脚22相连接；所述第二电机驱动模块020与第二电机M2相连接，所述第二电机驱动芯片的引脚4与电源引脚相连接，所述第二电机驱动芯片的引脚8和引脚5为信号输出端，第二电机驱动芯片的引脚8与所述第二电机M2的输入端1相连接，第二电机驱动芯片的引脚5与所述第二电机M2的输入端2相连接，并在所述第二电机M2的输入端1和输入端2之间并联电容C7，所述第二电机驱动芯片的引脚6和引脚7接地，所述第二电机驱动芯片的引脚2与所述单片机的引脚23相连接，所述第二电机驱动芯片的引脚3与所述单片机的引脚24相连接；信号通过单片机向所述电机驱动芯片传输，所述电机驱动芯片向所述电机009传输信号，通过接收输入控制电平，改变输入端的逻辑电平，带动所述电机009的正转和反转。

在本实施例中，所述电机009为两个独立电机，第一电机和第二电机，所述减速机构为两个减速机构，第一减速机构和第二减速机构，驱动轮011为两个独立的驱动轮，第一驱动轮和第二驱动轮；所述第一电机通过所述第一减速机构与第一驱动轮相连接，控制所述第一驱动轮的正转和反转，所述第二电机通过所述第二减速机构与第二驱动轮相连接，控制所述第二驱动轮的正转和反转，两个电机独立控制两个驱动轮的正转和反转，从而实现所述智能避障光伏遥控车的前进、后退、左转和/或右转。

如图4所示为超声波避障系统的电路图，该模块包括发射电路和接收电路。本实施例中选择的所述超声波传感器006采取收发分离方式，具有两个优点：一是收发信号不会混叠，接收探头所接收到的纯为反射信号；二是将接收探头放置在合适位置，可以避免超声波在物体表面反射时造成的各种损失和干扰，提高系统的可靠性；如图5所示，其为所述发射电路的电路示意图，所述发射电路包括超声波发射器022和放大电路023，所述单片机的外部引脚1与反相器U1D的引脚9相连接，所述单片机的外部引脚1与反相器U1A的引脚1相连接，所述单片机的外部引脚1与反相器U1E的引脚11相连接，所述反相器U1D的引脚8与超声波接收探头的一端相连接，所述反相器U1A的引脚2与超声波接收探头的一端相连接，所述超声波接收探头的一端还通过电阻R5与电源VD相连接，例如VD为+5V；反相器U1E的引脚10与反相器U1B的引脚3相连接，所述反相器U1E的引脚10与所述反相器UC的引脚5相连接，所述反相器U1B的引脚4与超声波接收探头的另一端相连接，所述反相器U1C的引脚6与超声波接收探头的另一端相连接，所述超声波接收探头的另一端还通过电阻R6与电源VD相连接；原理为利用逆压电效应通过所述反相器将电信号转换为超声机械波向外辐射，利用压电效应可以将作用在它上面的机械振动转换为相应的电信号，从而起到能量转换的作用；所述单片机通过外部引脚1输出脉冲宽度为250μs，40kHz的10个脉冲串，该脉冲串通过反相器U1A、反相器U1B、反相器U1C、反相器U1D和反相器U1E转换信号和放大信号后传输到所述超声波发射器022而发射出超声波。

如图6所示，其为所述接收电路的电路示意图，所述接收电路包括超声波接收器021和放大电路023，由于超声波在空气中的传播过程中是有衰减的，如果距离较短，那么超声波接收电路所接收到的超声波信号就会比较微弱，因此需要对接收到的信号进行放大，所述放大电路023具有超声波接收芯片，所述超声波接收芯片为CX20106A，所述超声波接收器021的一端与所述超声波接收芯片的引脚1和电容C1的一端相连接，所述超声波接收器021的另一端接地并且与所述电容C1的另一端、电解电容E1的负极、电解电容E2的负极、所述超声波接收芯片的引脚4和电容C2的一端相连接，所述电解电容E1的正极通过一电阻与所述超声波接收芯片的引脚2相连接，电解电容E2的正极与所述超声波接收芯片的引脚3相连接，所述电容C2的另一端与所述超声波接收芯片的引脚6相连接，所述超声波接收芯片的引脚5通过电阻R1与电源VCC相连接,例如VCC为+5V；芯片的引脚7与单片机外部中断引脚12相连接，所述超声波接收芯片的引脚7还与电阻R2的一端相连接，所述电阻R2与电源VCC相连接。所述超声波接收器021将接收到的回波信号转换后经过电容初步滤波后，进入所述超声波接收芯片的引脚1，经过所述超声波接收芯片的前置放大器，限幅放大，带通滤波器、检波器和比较器，经过内部的整形电路，从7脚输出至所述单片机的外部中断引脚12。当所述超声波接收芯片接收到40kHz的信号时，所述超声波接收芯片的引脚7的输出由高电平转为低电平，单片机外部中断引脚12检测到输入信号的下降沿或者低电平时，立即产生中断，同时停止所述单片机的计时，从而得到超声波的回波时间。根据已知超声波在空气中的传播速度和得到的时间即可计算所述智能避障光伏遥控车与障碍物的距离，当所述智能避障光伏遥控车与障碍物的距离小于设定的安全距离时，通过所述单片机控制驱动所述电机009完成所述智能避障光伏遥控车的转向以避开障碍物。

在本实用新型中，图7虚线框内为所述无线通信模块018的电路示意图，所述无线通信模块018包括无线接收芯片，所述无线接收芯片为PTR2000，所述无线接收芯片的引脚2与所述单片机的引脚27相连接，所述无线接收芯片的引脚3与所述单片机的引脚10相连接，所述无线接收芯片的引脚4与所述单片机的引脚11相连接，所述无线接收芯片的引脚7与所述单片机的引脚28相连接，所述无线接收芯片的引脚6与电源引脚相连接，所述无线接收芯片的引脚1通过电感L1与所述电源引脚相连接，所述无线接收芯片的引脚5通过串联电感L1与所述电源引脚相连接，所述无线接收芯片的引脚5与所述无线接收芯片的引脚1之间并联有两个电容C4和C5；通过所述单片机的I/0可以控制无线接收模块的信号收发和频道转换，单片机可直接通过P2.6位置高/低电平，对应收发模块的发射/接收状态，所述单片机分析数据之后调用子程序,从而将信号传输到电机驱动模块020，控制所述电机009的正转和反转，通过所述电机009进而控制所述智能避障光伏遥控车的前进、后退、左转和/或右转。

在本实施例中，所述无线通信模块018与遥控器相匹配，采用单片机AT89C2051作为遥控器的遥控控制核心，检测开关状态，并通过串口传输至无线发送模块；以单片机作为小车的接收和驱动输出核心，所述单片机根据所述无线接收模块接收到的状态信号判断其开关状态，然后控制所述电机009正反转，即控制所述智能避障光伏遥控车的前后左右。

当所述单片机通过外部引脚P1.0输出一个40kHz的触发信号时，该信号以推挽的方式通过所述超声波传感器006的TRIG管脚输入到超声波传感器006，再由所述超声波传感器006的发射器向前方发射角度范围大约为60°的超声波，在发射的同时所述单片机开始计时，超声波遇到障碍物时返回，所述超声波传感器006接收到反射波后产生一个回应信号并将该信号通过所述超声波传感器006的ECHO管脚再反馈给单片机，此时单片机停止计时，通过已知超声波在空气中的传播速度和记录的往返时间，根据单程时间即可计算发射点与障碍物的距离，当与障碍物的距离小于设置的安全距离时，小车自动拐弯以避开障碍物。

在本实施例中，所述避障模块为超声波传感器006，超声波是一种振动频率超过20kHz的机械波，可以沿直线方向传播，而且传播的方向性好，传播的距离也较远，在介质中传播是遇到障碍物在入射到它的反射面上就会产生反射波，因此，超声波传感器006是一种理想的非接触式的检测障碍的传感器，当然，可以想到的是，所述避障模块还可以是视频采集装置、红外线传感器等装置。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。