一种基于VC碘钟反应的智能小车的制作方法

本发明属于化学与智能控制领域，涉及一种基于vc碘钟反应的智能小车。

背景技术：

由于全球环境污染的日益严重及不可再生资源的不断消耗，近几年，国内加紧了对新能源汽车的研发。同时，许多工厂也开始使用智能小车来代替人力的工作，节省了人力资源。

在一些特定情况下需要智能小车可以自动运行一段距离后自动停止，比如厂区需要智能小车运送物料，行进一段距离后智能小车自动停止，将物料运送到指定位置，而现有的控制方法主要是利用传感器将环境中的各种参量转化为电信号传输给单片机并通过算法进行计算判别，进而得出智能小车的状态，对智能小车进行控制，在控制过程中会存在传感器误差累加的问题。动力方面，目前市面上较为常见的电动汽车电池主要为铅酸电池，而锌空电池要比铅酸电池的能量值高出5～7倍，能量密度和比能量很高。

vc碘钟反应是一种简单的变色反应，在这个反应中以vc(维生素c)作为还原剂，过氧化氢溶液作为氧化剂，反应开始时，过氧化氢首先与vc反应，vc消耗完以后与碘化钾溶液反应，生成碘单质使淀粉溶液由无色变为蓝色。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种基于vc碘钟反应的智能小车。

本发明的技术方案如下：

一种基于vc碘钟反应的智能小车，包括车体、动力模块、控制模块、电源模块和电源优化模块。

所述的车体，包括上底板1、下底板2、车壳13、车轴17、立式轴承座19和车轮；下底板2的前后端的两侧对称设有车轮，四个立式轴承座19固定在下底板2上，分别位于四组车轮的内侧；前端的两个立式轴承座19之间安装有车轴17，且车轴17的两端与前端两组车轮连接，前端的两组车轮通过车轴17和立式轴承座19的配合实现共同转动；传动装置4安装在下底板2的后端，位于后端两个立式轴承座19之间，另一个车轴17安装在传动装置4和立式轴承座19上，且车轴17的两端与后端两组车轮连接，通过传动装置4驱动车轴17并将转矩传送至车轮，从而实现整个车体的移动；上底板1安装在下底板2的上方，用于安装控制模块、电源模块和电源优化模块，车壳13安装在上底板1上，用于将上底板1上的各个模块罩在一起；车壳13上设有与注射器15相配合的开孔，车壳13前端设有空气通道。

所述的动力模块安装在下底板2上，包括电机a10、电机b11和传动装置4，用于将电源模块提供的电能转化为机械能输出，使智能小车运行；电机a10和电机b11通过电机支架18安装在下底板2上，两个电机均与传动装置4连接，为传动装置4提供动力。

所述的控制模块，包括反应容器固定底座14、磁力搅拌器7、搅拌器底座5、激光对射传感器8、注射器15、vc碘钟反应瓶6和继电器12；反应容器固定底座14安装在上底板1上，vc碘钟反应瓶6安装在反应容器固定底座14上，vc碘钟反应瓶6内装有碘化钾和vc的混合溶液以及淀粉，用于进行vc碘钟反应；两个激光对射传感器8对称安装在vc碘钟反应瓶6的两侧，与激光对射传感器8相对应的vc碘钟反应瓶6瓶体为透明材质，通过激光对射传感器8对vc碘钟变色信号进行采集；注射器15安装在vc碘钟反应瓶6顶部，注射器15内装有过氧化氢溶液，注射器15的尾部穿过车壳13上的开孔，便于注射操作；搅拌器底座5和继电器12安装在下底板2上，继电器12串联在激光对射传感器8及电机a10和电机b11的电路内，负责切断电机a10和电机b11的供电，使智能小车停止；磁力搅拌器7安装在搅拌器底座5上，磁力搅拌器7位于反应容器固定底座14的下方，磁力搅拌器7的磁性搅拌子置于vc碘钟反应瓶6内。

所述的电源模块包括锌空电池3和供电电池16；锌空电池3安装在上底板1上，与继电器12、电机a10和电机b11相连，对两个电机供电；供电电池16安装在下底板2上，与磁力搅拌器7和激光对射传感器8相连，对二者进行供电。

所述的电源优化模块负责对锌空电池3进行优化，包括干式co2过滤器9，安装在上底板1上，位于车壳13前端的空气通道中，通过过滤流入车壳13内部的空气，减少进入车壳13内的空气中co2含量。

工作原理：vc碘钟反应瓶6内的vc作为还原剂，当智能小车未启动时，vc碘钟反应尚未开始，此时vc碘钟反应瓶6内为无色透明溶液，通过智能小车的负载和行驶距离可以计算出反应时间进而确定所需的过氧化氢溶液的量。智能小车启动后，通过注射器15将过氧化氢溶液注入vc碘钟反应瓶6中，vc碘钟反应开始，在溶液中vc消耗完之前，溶液呈无色，vc消耗完，溶液中即有碘单质生成，此时溶液迅速变为蓝色，因此通过激光对射传感器8采集vc碘钟变色信号，根据vc碘钟溶液的颜色对智能小车的行进状态进行控制；在智能小车启动的同时，磁力搅拌器7开始工作，带动vc碘钟反应瓶6内的磁性搅拌子进行搅拌，使反应充分进行；当溶液为无色时，激光对射传感器8输出低电平，继电器12闭合；当溶液变色时，激光对射传感器8输出高电平，继电器12断开，智能小车停止运行。

本发明的有益效果：

(1)本发明利用vc碘钟反应来控制智能小车的起停，提供了一种利用vc碘钟反应控制智能小车的完整方案，其控制方法相较于传统控制方法简单易行，操作简单。

(2)本发明通过电源优化模块的设计优化了锌空电池散热和内部电解质变质的问题，当智能小车行驶时，空气通过干式co2过滤器进入智能小车车壳内部，空气中co2含量的减少可以延长锌空电池的使用寿命，同时空气流动增加了锌空电池的散热，提高了锌空电池的效率和使用寿命。

(3)本发明为在单一环境下(如厂区运货巡检，运输等情况)行驶的车辆提供了一种简单有效的控制方案，且所用vc碘钟溶液易于配制，可靠性高。

(4)本发明所用控制方案仅仅使用激光对射传感器，传感器使用单一，减少了传感器误差积累的问题，提高了控制的精度。

附图说明

图1和图2是下底板上的布置示意图；

图3是控制模块和电源模块的布置示意图；

图4是电源优化模块示意图。

图中：1上底板；2下底板；3锌空电池；4传动装置；5搅拌器底座；6vc碘钟反应瓶；7磁力搅拌器；8激光对射传感器；9干式co2过滤器；10电机a；11电机b；12继电器；13车壳；14反应容器固定底座；15注射器；16供电电池；17车轴；18电机支架；19立式轴承座。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1至4所示，本发明的智能小车包括上底板1，下底板2，锌空电池3，传动装置4，搅拌器底座5，vc碘钟反应瓶6，磁力搅拌器7，激光对射传感器8，干式co2过滤器9，电机a10，电机b11，继电器12，车壳13，反应容器固定底座14，注射器15，供电电池16，车轴17，电机支架18，立式轴承座19和车轮等。

将搅拌器底座5固定在下底板2上，将磁力搅拌器7安装在搅拌器底座5上，将两个电机支架18，传动装置4，电机a10、电机b11，轮子，四个立式轴承座19和两个车轴17固定于下底板2上，并将电机a10、电机b11、继电器12与锌空电池3相连，将上底板1安装在下底板2上方。

在上底板1上固定反应容器固定底座14，并将vc碘钟反应瓶6安装在反应容器固定底座14上，将注射器15通过胶塞安装在vc碘钟反应瓶6顶部，在反应容器固定底座14两侧对称固定激光对射传感器8，将继电器12固定于下底板2上，并将继电器12和激光对射传感器8连接，当激光对射传感器8变化为高电平时继电器12断开，从而控制电机a10和电机b11停止供电，中断智能小车运行。

将车壳13罩在上底板1上，并通过卡槽将干式co2过滤器9(其内部含有氢氧化钙固体)安装在车壳13前端的空气通道中。

使用时，首先根据智能小车的行驶距离和负载配置vc和碘化钾的混合溶液及过氧化氢溶液，将vc和碘化钾的混合溶液注入vc碘钟反应瓶6中，随后打开激光对射传感器8电源和智能小车启动电源，并使用注射器15将过氧化氢溶液注入vc碘钟反应瓶6中，反应开始进行，小车开始移动，反应完成后，继电器12断开，智能小车停止运动。