專利名稱：一種模型車測速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及智能模型車設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種模型車測速裝置。
背景技術(shù)：
大學(xué)生智能模型車競賽越來越頻繁，而且有的高校已將其作為一門專業(yè)課程列為 教學(xué)任務(wù)之一，從而對模型車性能和設(shè)計使用頻率要求越來越高。在模型車的設(shè)計中，速度 測量和控制是整個模型車設(shè)計過程中的重要和關(guān)鍵組成部分，速度測量將決定著模型車的 速度控制以及整個模型車的性能。一般而言，現(xiàn)在的模型車測速主要編碼器。有一種模型車測速裝置，主要包括編碼盤、光電傳感器、以及與光電傳感器連接的 信號處理單元。編碼盤表面由黑白相間的扇面組成，光電傳感器將編碼盤黑白相間的扇面 轉(zhuǎn)動信號轉(zhuǎn)化為波動信號，并被信號處理單元轉(zhuǎn)化為計數(shù)脈沖，計算出模型車速度。但是， 上述編碼盤表面的黑白相間的扇面在實(shí)際使用過程中在黑色扇面存在反射光，影響光電傳 感器的信號采集與計數(shù)精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜的高精度的模型車測速裝置。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種模型車測速裝置，包括模型車的差速器大齒輪、設(shè)置在模型車上并位于差速 器大齒輪側(cè)面的光電傳感器、以及與光電傳感器連接的信號處理單元；其特征在于，所述光 電傳感器正對于差速器大齒輪的齒根和齒尖之間，將差速器大齒輪的輪齒轉(zhuǎn)動的變化信號 轉(zhuǎn)化為波動信號，并被信號處理單元轉(zhuǎn)化為計數(shù)脈沖，計算出模型車速度。本實(shí)用新型的進(jìn)一步特點(diǎn)在于所述光電傳感器為SPI-315。所述信號處理單元包括比較器和單片機(jī)，所述光電傳感器的輸出的波動信號被比 較器轉(zhuǎn)化為計數(shù)脈沖，單片機(jī)接收計數(shù)脈沖，計算出模型車速度；本實(shí)用新型的更進(jìn)一步特 點(diǎn)在于所述比較器采用LM324芯片。本實(shí)用新型采用光電傳感器和比較器，利用差速器大齒輪的輪齒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用來 產(chǎn)生與模型車速度成正比的計數(shù)脈沖，該測速裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜；同時，差速器大齒 輪的輪齒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易變形，使用壽命長，與由黑白相間的扇面組成的編碼盤相比，在實(shí) 際使用過程中，編碼盤對應(yīng)黑色扇面時，光電傳感器的光線從齒間透射，不存在反射光，不 存在影響光電傳感器的信號采集與計數(shù)精度問題。因此，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、 測量精度高。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型的模型車測速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為光電傳感器與差速器大齒輪的測速原理圖；圖3為一種模型車測速裝置的電路連接原理圖；圖4為光電傳感器 輸出波動信號圖；圖5為比較器輸出的計數(shù)脈沖信號圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1，模型車的底盤1上設(shè)置有后軸5，后軸5兩端設(shè)置有兩個后輪6。后軸5 的一側(cè)固定有差速器的大齒輪4，小齒輪3與設(shè)置在底盤1上的電機(jī)2的輸出軸連接，大、小 齒輪4、3相互嚙合，用來帶動后軸5旋轉(zhuǎn)。光電傳感器7固定在底盤1上，位于差速器大齒 輪4側(cè)面，光電傳感器7正對于差速器大齒輪4的齒根和齒尖之間。參照圖2，為光電傳感器與差速器大齒輪的測速原理圖。當(dāng)模型車運(yùn)動時，差速器 的大齒輪4轉(zhuǎn)動，大齒輪4側(cè)面的光電傳感器7發(fā)射激光信號，當(dāng)激光通過大齒輪4的輪齒 凹處時，由于沒有反射，光電傳感器7將接受不到反射激光信號。大齒輪4轉(zhuǎn)動，激光發(fā)射 信號通過輪齒凸處時，激光發(fā)射信號被大齒輪4的輪齒反射回來，光電傳感器7將接受到反 射激光信號。這樣，大齒輪4轉(zhuǎn)動，光電傳感器7將差速器大齒輪4的輪齒轉(zhuǎn)動的變化信號 轉(zhuǎn)化為波動信號。參照圖3，光電傳感器采用SPI-315，SPI_315的第1腳通過電阻Rl連接5V電壓， 第2腳接地，第3腳直接接5V電壓，第4腳經(jīng)電阻R2接地。信號處理單元由比較器LM324 和單片機(jī)組成。可調(diào)變阻器R3輸出比較電壓到比較器LM324的第5腳，光電傳感器的第4 腳連接比較器的第6腳，比較器的第7腳連接單片機(jī)，單片機(jī)接收計數(shù)脈沖，計算出模型車 速度。本實(shí)施例中，可調(diào)變阻器R3輸出比較電壓大約為2. 5V-3V比較合適。當(dāng)電機(jī)2帶 動差速器、模型車后輪6轉(zhuǎn)動時，大齒輪4旋轉(zhuǎn)，光電傳感器7的第4腳輸出的波動信號， 如圖4所示，輸入到比較器的第6腳，比較器的第7腳輸出為計數(shù)脈沖，如圖5所示，單片 機(jī)接收計數(shù)脈沖，然后計算出模型車速度。例如在時間t內(nèi)，單片機(jī)接收到的脈沖數(shù)為n， 車輪半徑為r，大齒輪4齒數(shù)為76，那么實(shí)際上車輪轉(zhuǎn)過的路徑為1，車速v，計算公式為
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器件通用較好，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求一種模型車測速裝置，包括模型車的差速器大齒輪、設(shè)置在模型車上并位于差速器大齒輪側(cè)面的光電傳感器、以及與光電傳感器連接的信號處理單元；其特征在于，所述光電傳感器正對于差速器大齒輪的齒根和齒尖之間，將差速器大齒輪的輪齒轉(zhuǎn)動的變化信號轉(zhuǎn)化為波動信號，并被信號處理單元轉(zhuǎn)化為計數(shù)脈沖，計算出模型車速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模型車測速裝置，其特征在于，所述光電傳感器為SPI-315。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模型車測速裝置，其特征在于，所述信號處理單元包括比較 器和單片機(jī)，所述光電傳感器的輸出的波動信號被比較器轉(zhuǎn)化為計數(shù)脈沖，單片機(jī)接收計 數(shù)脈沖，計算出模型車速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模型車測速裝置，其特征在于，所述比較器采用LM324芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及智能模型車設(shè)計領(lǐng)域，公開了一種基于模型車測速裝置。它包括模型車的差速器大齒輪、設(shè)置在模型車上并位于差速器大齒輪側(cè)面的光電傳感器、以及與光電傳感器連接的信號處理單元；其特征在于，所述光電傳感器正對于差速器大齒輪的齒根和齒尖之間，將差速器大齒輪的輪齒轉(zhuǎn)動的變化信號轉(zhuǎn)化為波動信號，并被信號處理單元轉(zhuǎn)化為計數(shù)脈沖，計算出模型車速度。
文檔編號G01P3/486GK201749125SQ20102021727
公開日2011年2月16日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者何俊杰, 劉偉, 張新剛, 徐維盈, 朱敏, 陳俊杰 申請人:長安大學(xué)