专利名称：一种婴儿车限速方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明技术方案涉及车辆限速装置，具体涉及一种通过测算婴儿车车轮的 转速，在超速情况下进行减速并制动的 一种嬰儿车限速方法及其装置。
背景技术：
在多滑坡的城市，如我国的香港，重庆等山城，由于地势变化幅度大，路 段多滑坡，传统的婴儿车仅有固定婴儿车车轮转动的手动刹车装置，而不能实 现通过测算婴儿车车轮的转速，进行自动刹车的功能，万一由于人为的疏忽没 有及时开启手动刹车装置，致使婴儿车从滑坡高处滑落，会导致意外的发生， 对婴儿造成损伤。
发明内容
为了解决现有技术中存在嬰儿车只有固定婴儿车车轮转动的手动刹车装 置，不能实现通过测算婴儿车车轮的转速，进行自动刹车的功能，当人为疏忽 没有及时开启手动刹车装置时会致使婴儿车从滑坡高处滑落，导致意外的发 生，对嬰儿造成损伤这一技术问题，本发明提供了一种通过测算婴儿车车轮的 转速，在超速情况下进行减速并制动的一种婴儿车限速方法及其装置。
本发明技术方案提供了一种嬰儿车限速方法，所述婴儿车限速方法包括步
骤第一步、通过车轮转速检测单元检测车轮转速；第二步、在车轮转速超过 设定值时启动车轮转速制动单元；第三步、通过所述车轮转速制动单元对所述 婴儿车进行限速。
根据本发明的一优选技术方案所述第一步具体为在婴儿车车轮上安装 打孔码盘，在婴儿车车轮轴上的防光包围部件内部两侧，相对位置安装光敏电 阻和发光二极管，当所述发光二极管通过所述打孔码盘上的圆孔照到所述光敏 电阻时，产生低电平，当所述发光二极管的光源-故所述打孔码盘遮挡时，所述 光壽丈.电阻没能接收到所述发光二极管发出的光，产生高电平，通过对单位时间 内产生所述低电平的次数判断车轮转速。
根据本发明的一优选技术方案所述第二步具体为当控制单元收集到所 述低电平的值等于或大于设定值时，则认为嬰儿车超速，通过所述控制单元启动所述车轮转速制动单元。
根据本发明的一优选技术方案所述第三步具体为利用单片机的脉冲宽 度调制和电机驱动电路共同控制电机的转动速度和方向，所述电机转动，推动 刹车杆转动，当接触到所述打孔码盘时，利用摩擦力使婴儿车减速，通过所述 电机的复位键，使所述刹车杆复位。
本发明技术方案还提供了 一种婴儿车限速装置，所述婴儿车限速装置包 括控制单元、车轮转速检测单元和车轮转速制动单元，其中，所述车轮转速 检测单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述车轮转速制动单元连接。
根据本发明的一优选技术方案所迷车轮转速制动单元包括打孔码盘、 齿轮带、刹车杆、螺紋套筒和弹簧，其中，所述齿轮带与所述刹车杆连接，所 述刹车杆安装在所述螺紋套筒内。
根据本发明的一优选技术方案所述打孔码盘为表面粗糙且不反光的钢制 打孔码盘，所述打孔码盘的半径为10-30cm,所述打孔码盘上设有一直径为 0.5-lcm的圓孑L。
才艮据本发明的一优选技术方案所迷刹车杆上设有橡皮头和螺紋。 根据本发明的一优选技术方案所述车轮转速检测单元包括第一控制器、
光敏电阻和发光二极管，所述光敏电阻和所述发光二极管安装在防光包围部件
内部的相对位置两侧。
根据本发明的一优选技术方案所述第一控制器为LM311芯片。 根据本发明的一优选技术方案所述控制单元包括笫二控制器、电动机和
电动机驱动电路，所述第二控制器与所述电动机驱动电路连接，所述电动机驱
动电路与所述电动机连接。
根据本发明的一优选技术方案所述第二控制器为ATmegal6L单片机控 制系统，所述电动4^为RF-370C-15370直流电动^U,所述电动^L驱动电^各为 L298N直流电机驱动电路。
根据本发明的一优选技术方案所述婴儿车限速装置还包括输入单元、 供电单元和报警单元，所述输入单元、所述供电单元和所述报警单元分别与所 述控制单元连接。
根据本发明的一优选技术方案所述报警单元包括声音报警和发光报警。 本使用新型结构简单、体积小，造价便宜，安全性能高，容易与市面上的婴儿车兼容，具有很高的实用性。
图l.本发明一种婴儿车限速方法及其装置中婴儿车限速方法流程图； 图2.本发明 一种婴儿车限速方法及其装置中婴儿车限速装置模块结构示 意图3.本发明婴儿车限速装置结构示意图； 图4.为图3的局部放大图5.本发明婴儿车限速装置中车轮转速检测单元电路原理图； 图6.本发明婴儿车限速装置中直流电机驱动电路原理图； 图7.本发明婴儿车限速装置电路原理图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明进行说明
请参阅图1本发明一种婴儿车限速方法及其装置中婴儿车限速方法流程 图。如图l所示，所述嬰儿车限速方法包括步骤第一步、通过车轮转速4企测 单元102检测车轮转速；第二步、在车轮转速超过设定值时启动车轮转速制动 单元104;第三步、通过所述车轮转速制动单元104对所述婴儿车进行限速。
所述第一步具体为在婴儿车车轮上安装打孔码盘201,在婴儿车车轮轴 上的防光包围部件203内部两侧，相对位置安装光敏电阻204和发光二极管 205，当所述发光二才及管205通过所述打孔码盘201上的圆孔202照到所述光 敏电阻204时，产生低电平，当所述发光二极管205的光源被所述打孔码盘201 遮挡时，所述光敏电阻204没能接收到所述发光二极管205发出的光，产生高 电平，通过对单位时间内产生所述4氐电平的次数判断车轮转速。
所述第二步具体为当控制单元101收集到所述低电平的值等于或大于设 定值时，则认为婴儿车超速，通过所述控制单元101启动所述车轮转速制动单 元104。
所述第三步具体为利用单片机的脉冲宽度调制和电机驱动电路共同控制 电机的转动速度和方向，所述电机转动，推动刹车杆207转动，当接触到所述 打孔码盘201时，利用摩擦力使婴儿车减速，通过所迷电机的复位键，使所述 刹车杆207复位。
请参阅图2本发明一种婴儿车限速方法及其装置中婴儿—车P!逸装置模块结构示意图。如图2所示，所述婴儿车限速装置包括控制单元101、车轮转速 检测单元102和车轮转速制动单元104,其中，所述车轮转速检测单元102与 所述控制单元101连4妄，所述控制单元101与所述车轮转速制动单元104连接， 所述嬰儿车限速装置还包括输入单元103、供电单元106和报警单元105， 所述输入单元103、所述供电单元106和所述报警单元105分别与所述控制单 元101连才妄。
在本发明的优选技术方案中，所述报警单元105包括声音报警和发光报警。
请参阅图3并结合图4。如图中所示，所述车轮转速制动单元104包括 打孔码盘201、齿轮带210、刹车杆207、螺紋套筒209和弹簧208，其中，所 述齿轮带210与所迷刹车杆207连接，所述刹车杆207安装在所述螺紋套筒209 内。所述打孔码盘201为表面粗糙且不反光的钢制打孔码盘201，所述打孔码 盘201的半径为10-30cm，所述打孔码盘201上设有一直径为0.5-lcm的圓孔 202,所述刹车杆207上设有橡皮头和螺紋。
所述车轮转速检测单元102包括第一控制器、光敏电阻204和发光二极 管205,所述光敏电阻204和所述发光二极管205安装在防光包围部件203内 部的相对位置两侧，在本发明的优选技术方案中所述第一控制器为LM311芯 片。
所述控制单元IOI包括第二控制器、电动机206和电动机驱动电路，所述 第二控制器与所述电动机驱动电路连接，所述电动机驱动电路与所述电动机 206连接。在本发明的优选技术方案中所述第二控制器为ATmegal6L单片机控 制系统，所述电动机206为RF-370C-15370直流电动机206,所述电动机驱动 电路为L298N直流电机驱动电路。
所述ATmegal 6L单片机是AVR单片机系列中的产品，Flash程序存储器 可擦写IOOO次以上，不再有报废品产生。因此，可根据用户的需要，更改内部 计圈参数，从而调节婴儿车限速的速度标准。同时也方便程序的升级和改进。 ATmegal6L单片机高速度(50ns)，硬件应用Harward结构,具有预取指令功能, 使得指令可以在一个时钟周期内执行。因此Harward结构保证其性能稳定，50ns 高速度可在短时间内做出反应，低功耗节省电池的消耗。具有32个通用工作 寄存器和丰富的IO接口 ，有128B - 4KB个SRAM,可灵活使用指令运算，便于 产品的升级。利用C语言和CodeVision软件即可实现预想的需求，方便易用,也便于程序的〗务改和更新。
L298N直流电机驱动电路采用L298芯片控制，所述L298芯片是SGS公 司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N,内部同样包含4通道 逻辑驱动电^各。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进直流电机。因 此可以在婴儿车的两个车轮上安装两个直流齿轮电动机206，同时对婴儿车进 行刹车控制。RF-370C-15370直流齿轮电动才几206，可用12V蓄电池驱动，启 动转矩大，回转速度变动小，用途广泛，效率高、用电省、维护方〗更，依需 要加装制动器或高速装置。因此，其启动转矩大可以有效推动刹车杆207在螺 紋套筒209中旋转；回转速度变动小可以變lt推进刹车杆207，而避免过快刹 车而导致嬰儿车翻车、抱死漂移、后座力加重而导致车上婴儿受伤。
请参阅图1至图7，如图中所示，本发明婴儿车限速装置的主要部件包括 ATmegal6L单片机、光敏电阻204、发光二极管205、 LM311芯片组成的传感器、 打孔码盘201,直流齿轮电动机206、 L298N直流电机驱动电路、带橡皮头有螺 紋的刹车杆207、螺紋套筒209和螺旋弹簧208组成的刹车系统，带音乐集成电 路板的喇叭和二极管205报警灯组成报警系统、蓄电池。在嬰儿车车轮轴上的 防光包围部件2(B内部两側，相对位置安装所述光敏电阻204和所述发光二极管 205,当所述发光二极管205通过所迷打孔码盘201上的圓孔202照到所迷光敏电 阻204时，则会产生低电平，当所述发光二极管205的光源被所述打孔码盘201 遮挡时，所述光敏电阻204没能接收到所述发光二极管205发出的光，则产生高 电平。利用这一特性，在车轮上安装所述打孔码盘201，在车轮转动时则带动 所述打孔码盘201转动，所述打孔码盘201上有一直径为0.5cm-1 cm的圆孔202 ， 可使所述二极管205的光照射到所述光敏电阻204,因此所述打孔码盘201转一 圈，传感器电路的输出端就会输出一低电平，输出端与单片计算^L的管脚相连 接，并把统计的圏数寄存在寄存器sum中。利用单片计算机的定时中断寄存器， 在程序初始化中，对I/0口初始化和启动定时中断服务子程序，在定时中断服 务子程序中，设定在一秒内(内部晶振为1000.000 kHz, counter循环40次为一 秒)，若所述单片计算机的管脚收集到小于4个低电平时，则把寄存器sum的圈 数清零；若所述单片计算机的管脚收集到等于或大于4个低电平时，则认为婴 儿车超速，进入中断子程序，利用所述单片计算机的脉冲宽度调制PWM和所 迷直流电机驱动电路共同控制直流齿轮电机(Motor)的转动速度和方向(由PD4(OClB) 口输出)，所述直流齿轮电动机206转动，配合内部螺旋弹簧208 作为推动力，推动所述带橡皮头有螺紋的刹车杆207在螺紋套筒209内转动，当 接触到所述打孔码盘201时，利用摩擦力使嬰儿车减速，刹车杆207接触越深， 则减速越快，并利用PA口输出高电平，使带音乐集成电路板的喇叭鸣叫和报警 灯闪烁。通过ATmegal6L单片机控制系统上的复位键，可以让程序复位，中止 报警。通过所述直流齿轮电动机206的复位键，可以让所述刹车杆207复位。
本发明结构简单、体积小，造价便宜，容易与市面上的婴儿车兼容。通过 在婴儿车车轮上安装的单片机和光敏电阻传感器来测量计算嬰儿车的转速，并
与设定好的速度数值进行匹配，若实际速度数值大于设定数值，则单片机驱动 直流电机转动，并利用直流电动机刹车系统使婴儿车制动，从而起到限速和保 护的作用，并通过才艮警系统，警示家长。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不 能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替 换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种婴儿车限速方法，其特征在于所述婴儿车限速方法包括步骤A通过车轮转速检测单元(102)检测车轮转速；B在车轮转速超过设定值时启动车轮转速制动单元(104)；C通过所述车轮转速制动单元(104)对所述婴儿车进行限速。
2. 根据权利要求1所述婴儿车限速方法，其特征在于所述步骤A具体为 在婴儿车车轮上安装打孔码盘(201)，在婴儿车车轮轴上的防光包围部件(203) 内部两侧，相对位置安装光^t电阻(204)和发光二极管(205)，当所述发光二极 管(205)通过所述打孔码盘(201 )上的圓孔(202)照到所述光敏电阻(204)时，产生 低电平，当所述发光二极管(205)的光源被所述打孔码盘(201)遮挡时，所述光 敏电阻(204)没能接收到所述发光二极管(205)发出的光，产生高电平，通过对 单位时间内产生所述低电平的次数判断车轮转速。
3. 根据权利要求1所述婴儿车限速方法，其特征在于所述步骤B具体为 当控制单元(101)收集到所述低电平的值等于或大于设定值时，则认为婴儿车超 速，通过所述控制单元(101)启动所述车4仑转速制动单元(104)。
4. 根据权利要求1所述婴儿车限速方法，其特征在于所述步骤C具体为 利用单片机的脉冲宽度调制和电机驱动电路共同控制电机的转动速度和方向， 所述电机转动，推动刹车杆(207)转动，当接触到所述打孔码盘(201)时，利用 摩擦力使婴儿车减速，通过所述电机的复位键，使所述刹车杆(207)复位。
5. —种嬰儿车限速装置，其特征在于所述婴儿车限速装置包括控制单 元(IOI)、车轮转速检测单元(102)和车轮转速制动单元(104),其中，所述车轮 转速纟企测单元(102)与所述控制单元(101)连接，所球控制单元(101)与所述车轮 转速制动单元(104)连接。
6. 根据权利要求1所述婴儿车限速装置，其特征在于所述车轮转速制动 单元(104)包括打孔码盘(201)、齿轮带(210)、刹车杆(207)、螺紋套筒(209)和 弹簧(208),其中，所述齿轮带(210)与所述刹车杆(207)连接，所述刹车杆(207) 安装在所述螺紋套筒(209)内。
7. 根据权利要求1所述婴儿车限速装置，其特征在于所述车轮转速检测 单元(102)包括第一控制器、光壽丈电阻(204)和发光二极管(205)，所述光敏电 阻(204)和所述发光二极管(205)安装在防光包围部件(203)内部的相对位置两侧。
8. 根据权利要求1所述婴儿车限速装置，其特征在于所述控制单元(101) 包括第二控制器、电动机(206)和电动机驱动电路，所述第二控制器与所述电动 机驱动电路连接，所述电动机驱动电路与所述电动机(206)连接。
9. 根据权利要求8所述嬰儿车限速装置，其特征在于所述第二控制器为 ATmegal6L单片机控制系统，所述电动机(206)为RF-370C-15370直流电动机 (206),所述电动机驱动电路为L298N直流电机驱动电路。
10. 根据权利要求1所述婴儿车限速装置，其特征在于所述婴儿车限速装 置还包括输入单元(103)、供电单元(106)和报警单元(105),所述输入单元(103)、 所述供电单元(106)和所述报警单元(105)分别与所述控制单元(101)连接。
全文摘要
本发明涉及一种婴儿车限速方法及其装置。婴儿车限速方法中通过检测车轮转速，在车轮转速超过设定值时启动车轮转速制动单元对所述婴儿车进行限速。婴儿车限速装置包括控制单元、车轮转速检测单元和车轮转速制动单元，其中，所述车轮转速检测单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述车轮转速制动单元连接。本发明结构简单、容易与市面上的婴儿车兼容。通过在婴儿车车轮上安装的单片机和光敏电阻传感器来测量计算婴儿车的转速，并与设定好的速度数值进行匹配，若实际速度数值大于设定数值，则单片机驱动直流电机转动，并利用直流电动机刹车系统使婴儿车制动，从而起到限速和保护的作用，并通过报警系统，警示家长。
文档编号B62B9/00GK101450674SQ200810241578
公开日2009年6月10日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者菲 余, 猛 郭 申请人:深圳职业技术学院