本發(fā)明涉及無碳小車領(lǐng)域，特別是涉及一種前輪直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

無碳小車是基于全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽的背景下設(shè)計(jì)制造的，競賽要求無碳小車能夠自主尋跡轉(zhuǎn)向控制功能。而傳統(tǒng)的無碳小車必須要在比賽開始時(shí)即對小車的初始位置進(jìn)行嚴(yán)格的擺放，因?yàn)槿羯杂幸稽c(diǎn)誤差，之后由于誤差累積就可能導(dǎo)致車子行進(jìn)方向發(fā)生很大變化。且傳統(tǒng)小車轉(zhuǎn)向之后，可能會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎過后由于傳動(dòng)系之間的摩擦及路面與輪子之間的滑移導(dǎo)致行進(jìn)的角度出現(xiàn)誤差，從而使小車前行的方向不是與賽道平行，導(dǎo)致車子撞上側(cè)壁或障礙物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種前輪直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)，其能夠解決無碳小車行走時(shí)由于各種原因產(chǎn)生前行方向的偏差問題、初始放置時(shí)太過困難問題以及轉(zhuǎn)向之后前行角度誤差的自動(dòng)修正問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種前輪直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)，包括裝設(shè)于車架底盤上的電控組件以及轉(zhuǎn)向組件，所述電控組件包括設(shè)于車架底盤前端中部的單片機(jī)以及兩個(gè)分設(shè)于車架底盤上兩側(cè)相同位置的超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)連接；所述轉(zhuǎn)向組件包括通過一支撐架裝設(shè)于車架底盤前端的舵機(jī)、轉(zhuǎn)向軸以及轉(zhuǎn)向輪組件，所述舵機(jī)的信號端通過數(shù)據(jù)線與單片機(jī)連接，所述轉(zhuǎn)向軸的上端連接于所述舵機(jī)的輸出端，轉(zhuǎn)向軸的下端連接所述轉(zhuǎn)向輪組件；所述單片機(jī)對接收到的超聲波傳感器采集的兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后傳遞給舵機(jī)，舵機(jī)做出反應(yīng)并通過轉(zhuǎn)向軸使轉(zhuǎn)向輪組件進(jìn)行微調(diào)轉(zhuǎn)向。

作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

優(yōu)選的，所述微調(diào)轉(zhuǎn)向具體為：兩個(gè)超聲波傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，兩個(gè)數(shù)據(jù)在設(shè)定的固定距離范圍內(nèi)出現(xiàn)正負(fù)偏差，單片機(jī)程序進(jìn)行運(yùn)算并決定小車左右轉(zhuǎn)向，并達(dá)到設(shè)定距離內(nèi)，將所需的微調(diào)指令發(fā)送給舵機(jī)，舵機(jī)執(zhí)行指令，其輸出端帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向輪組件微調(diào)轉(zhuǎn)向，直至超聲波傳感器返回的數(shù)據(jù)達(dá)到所述設(shè)定的范圍內(nèi)為止。

優(yōu)選的，兩個(gè)所述超聲波傳感器的安裝位置連線與小車行進(jìn)方向保持垂直，且超聲波傳感器發(fā)射和接收信號的方向與小車行進(jìn)方向保持垂直。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向軸的上端通過花鍵與所述舵機(jī)的輸出端連接。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向輪組件包括轉(zhuǎn)向輪支架和轉(zhuǎn)向輪，所述轉(zhuǎn)向軸的下端通過螺紋副連接于所述轉(zhuǎn)向輪支架的頂部，所述轉(zhuǎn)向輪通過輪軸裝設(shè)于轉(zhuǎn)向輪支架的下端。

優(yōu)選的，所述超聲波傳感器、單片機(jī)以及支撐架均通過螺釘裝設(shè)于底盤上。

優(yōu)選的，所述車架底盤上于所述單片機(jī)、超聲波傳感器的下方均設(shè)有接線孔，且車架底盤的底部設(shè)有多條線槽，所述超聲波傳感器和單片機(jī)的數(shù)據(jù)線均通過各自的所述接線孔置放于相應(yīng)線槽內(nèi)。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)為80C51型單片機(jī)，其下部設(shè)有電池組。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明通過設(shè)置兩個(gè)超聲波傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，兩個(gè)數(shù)據(jù)在設(shè)定的固定距離范圍內(nèi)出現(xiàn)正負(fù)偏差，單片機(jī)程序即進(jìn)行運(yùn)算并決定小車左右轉(zhuǎn)向，并達(dá)到設(shè)定距離內(nèi)，將所需的微調(diào)指令發(fā)送給舵機(jī)，舵機(jī)執(zhí)行指令，其輸出端帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)向輪組件微調(diào)轉(zhuǎn)向，直至超聲波傳感器返回的數(shù)據(jù)達(dá)到之前所設(shè)定的范圍內(nèi)為止，以確保小車能按照所規(guī)定的路線前行。本發(fā)明將單片機(jī)放置在小車前部靠近轉(zhuǎn)向輪組件的車架上，可實(shí)現(xiàn)初始位置放置時(shí)角度偏差的修正、行走時(shí)前進(jìn)角度的修正以及轉(zhuǎn)彎過后角度的修正，使小車行走方向的調(diào)整在任何時(shí)刻都在進(jìn)行。結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明前輪直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明前輪直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)裝設(shè)于車架底盤上的分解示意圖。

圖3是本發(fā)明前輪直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)中底盤底部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明前輪直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)的控制原理圖。

圖5是本發(fā)明的無碳小車的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說明：

1、車架底盤；2、左超聲波傳感器；3、單片機(jī)；4、舵機(jī)；5、套筒；6、支撐架；7、轉(zhuǎn)向軸；8、轉(zhuǎn)向輪支架；9、輪軸；10、轉(zhuǎn)向輪；11、轉(zhuǎn)向輪軸承；12、電池組；13、螺母；14、右超聲波傳感器；15、螺釘；16、單片機(jī)接線孔；17、超聲波傳感器接線孔；18、線槽；19、數(shù)據(jù)線。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實(shí)施例對本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。

如圖1-圖4所示，本發(fā)明的一種前輪直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)實(shí)施例，包括裝設(shè)于車架底盤1上的電控組件以及轉(zhuǎn)向組件，電控組件包括單片機(jī)3（型號為80C51）和兩個(gè)超聲波傳感器（左超聲波傳感器2和右超聲波傳感器14），單片機(jī)3的下部設(shè)有電池組12，單片機(jī)3設(shè)于車架底盤1前端中部，左超聲波傳感器2和右超聲波傳感器14分設(shè)于車架底盤1兩側(cè)的相同位置處，兩個(gè)超聲波傳感器均通過數(shù)據(jù)線19與單片機(jī)3連接，其中左超聲波傳感器2的兩根信號線Trig、Echo分別與單片機(jī)3的P1.2、P1.3口相連，右超聲波傳感器14的兩根信號線Trig、Echo分別與單片機(jī)3的P1.0、P1.1口相連；轉(zhuǎn)向組件包括舵機(jī)4、轉(zhuǎn)向軸7以及轉(zhuǎn)向輪組件，舵機(jī)4通過一支撐架6裝設(shè)于車架底盤1的前端，舵機(jī)4的信號端通過數(shù)據(jù)線19與單片機(jī)3的P0.0口相連并帶有上拉電阻R2，轉(zhuǎn)向軸7的上端連接于舵機(jī)4的輸出端，轉(zhuǎn)向軸7的下端連接轉(zhuǎn)向輪組件；單片機(jī)3對接收到的超聲波傳感器采集的兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后傳遞給舵機(jī)4，舵機(jī)4做出反應(yīng)并通過轉(zhuǎn)向軸7使轉(zhuǎn)向輪組件進(jìn)行微調(diào)轉(zhuǎn)向。本發(fā)明通過兩個(gè)超聲波傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，兩個(gè)數(shù)據(jù)在設(shè)定的固定距離范圍內(nèi)出現(xiàn)正負(fù)偏差，單片機(jī)程序進(jìn)行運(yùn)算并決定小車左右轉(zhuǎn)向，并達(dá)到設(shè)定距離內(nèi)，將所需的微調(diào)指令發(fā)送給舵機(jī)，舵機(jī)執(zhí)行指令，其輸出端帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)向輪組件微調(diào)轉(zhuǎn)向，直至超聲波傳感器返回的數(shù)據(jù)達(dá)到之前所設(shè)定的范圍內(nèi)為止。本發(fā)明采用單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)處理與指令發(fā)送，并將其放置在小車前部靠近轉(zhuǎn)向輪組件的車架上，可實(shí)現(xiàn)初始位置放置時(shí)角度偏差的修正、行走時(shí)前進(jìn)角度的修正以及轉(zhuǎn)彎過后角度的修正，使小車行走方向的調(diào)整在任何時(shí)刻都在進(jìn)行，以確保小車能按照所規(guī)定的路線前行。結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。

本實(shí)施例中，左超聲波傳感器2和右超聲波傳感器14的安裝位置連線與小車行進(jìn)方向保持垂直，且兩個(gè)超聲波傳感器發(fā)射和接收信號的方向與小車行進(jìn)方向保持垂直。該布置方式使得超聲波傳感器采集到的數(shù)據(jù)簡單，有利于對數(shù)據(jù)進(jìn)行可行性分析。

本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向軸7的上端通過花鍵連接于舵機(jī)4的輸出端，使小車所需要的微調(diào)轉(zhuǎn)角精度增大并且可以更容易的控制。轉(zhuǎn)向輪組件包括U形轉(zhuǎn)向輪支架8和轉(zhuǎn)向輪10，轉(zhuǎn)向輪10通過輪軸9和轉(zhuǎn)向輪軸承11裝設(shè)于U形轉(zhuǎn)向輪支架8的下端空間內(nèi)，轉(zhuǎn)向軸7的下端通過螺紋副連接于轉(zhuǎn)向輪支架8的頂部橫板上。

本實(shí)施例中，超聲波傳感器、單片機(jī)3以及支撐架6均通過螺釘15裝設(shè)于車架底盤上并通過螺母13緊固。舵機(jī)4底部通過一套筒5設(shè)于支撐架6上。

本實(shí)施例中，車架底盤1上于單片機(jī)3、超聲波傳感器的下方分別設(shè)有單片機(jī)接線孔16和超聲波傳感器接線孔17，且車架底盤1的底部設(shè)有3條線槽18，超聲波傳感器和單片機(jī)3的數(shù)據(jù)線19均通過各自的接線孔置放于相應(yīng)的線槽18內(nèi)。該結(jié)構(gòu)有利于合理布置數(shù)據(jù)線使其不與地面接觸，并且可減輕車身質(zhì)量。

如圖5所示，本發(fā)明還提供一種無碳小車，包括車架底盤1，車架底盤1上裝設(shè)有上述的直線行走微調(diào)機(jī)構(gòu)。單片機(jī)3設(shè)于車架底盤1前端中部，兩個(gè)超聲波傳感器分設(shè)于車架底盤1兩側(cè)的相同位置處并位于單片機(jī)3的后方，且其安裝位置連線與小車行進(jìn)方向保持垂直，發(fā)射和接收信號的方向也與小車行進(jìn)方向保持垂直。舵機(jī)4通過支撐架6裝設(shè)于車架底盤1的前端，舵機(jī)4的信號端通過數(shù)據(jù)線19與單片機(jī)3連接，轉(zhuǎn)向軸7的上端連接于舵機(jī)4的輸出端，轉(zhuǎn)向軸7的下端連接轉(zhuǎn)向輪組件。

本發(fā)明通過兩個(gè)超聲波傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，兩個(gè)數(shù)據(jù)在設(shè)定的固定距離范圍內(nèi)出現(xiàn)正負(fù)偏差，單片機(jī)程序進(jìn)行運(yùn)算并決定小車左右轉(zhuǎn)向，并達(dá)到設(shè)定距離內(nèi)，將所需的微調(diào)指令發(fā)送給舵機(jī)，舵機(jī)執(zhí)行指令，其輸出端帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)向輪組件微調(diào)轉(zhuǎn)向，直至超聲波傳感器返回的數(shù)據(jù)達(dá)到之前所設(shè)定的范圍內(nèi)為止。其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便?？蓪?shí)現(xiàn)小車初始位置放置時(shí)角度偏差的修正、行走時(shí)前進(jìn)角度的修正以及轉(zhuǎn)彎過后角度的修正，使小車行走方向的調(diào)整在任何時(shí)刻都在進(jìn)行，以確保小車能按照所規(guī)定的路線前行。