專利名稱：一種自動趨光小車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種探測設(shè)備，特別是一種適用于探測領(lǐng)域的自動趨光小車。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)自動化的發(fā)展，智能小車已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)自動化上，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。而視覺傳感器的核心器件是攝像管或CCD，但其價(jià)格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中，考慮使用接近傳感器是一種實(shí)用有效的方法。
發(fā)明內(nèi)容為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單的自動趨光小車。本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的:一種自動趨光小車，其特征是:包括底板、單片機(jī)、光敏電阻傳感器、電壓比較器、動力輪、萬向輪，所述底板底部后面設(shè)有左右兩動力輪，底部前面設(shè)有萬向輪，所述動力輪分別通過聯(lián)軸器連接直流減速電機(jī)；所述底板上設(shè)有主板，主板上設(shè)有單片機(jī)、電壓比較器，底板前端設(shè)有左右兩個(gè)光敏電阻傳感器，所述光敏電阻傳感器連接電壓比較器，電壓比較器連接單片機(jī)，單片機(jī)連接控制直流減速電機(jī)。所述光敏電阻傳感器固定在傳感器支架上，傳感器支架設(shè)在上下滑動支架的滑槽內(nèi)，上下滑動支架設(shè)在左右滑動支架的導(dǎo)軌內(nèi)，在所述滑槽和導(dǎo)軌上設(shè)有螺釘與螺母以固定光敏電阻傳感器的位置。所述萬向輪為無自身轉(zhuǎn)彎半徑且安裝高度低的帶帽沿鋼球輪。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本趨光小車?yán)霉饷綦娮璧母泄馓匦詫庠葱盘枡z測，應(yīng)用所安裝的左右兩個(gè)光敏電阻傳感器，實(shí)現(xiàn)對小車左右方位亮度的比較判斷，利用光敏電阻在不同強(qiáng)度光照下電阻分壓的不同，采用比較電壓的方式來判斷光源的方向，然后輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所處理結(jié)果實(shí)現(xiàn)對小車運(yùn)行方向的控制，從而實(shí)現(xiàn)趨光。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對小車運(yùn)動狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制，具有趨光行駛功能，且結(jié)果簡單，控制靈活可靠，精度高。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖1為本實(shí)用新型的正視圖；圖2為本實(shí)用新型的左視圖；圖3為本實(shí)用新型的俯視圖；圖4為本實(shí)用新型的仰視圖；圖5為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；[0015]圖中，I主板，2光敏電阻支架，3上下滑動支架，4左右滑動支架，5動力輪，6底板，7萬向輪，8光敏電阻傳感器，9聯(lián)軸器，10電機(jī)固定支架，11直流減速電機(jī)，12電池盒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。該實(shí)施例為一種自動趨光小車，其特征是:包括底板6、單片機(jī)、光敏電阻傳感器8、電壓比較器、動力輪5、萬向輪7，所述底板6底部后面設(shè)有左右兩動力輪5，底部前面設(shè)有萬向輪7，所述動力輪5分別通過聯(lián)軸器9連接直流減速電機(jī)11 ;所述底板6上設(shè)有主板1，主板I上設(shè)有單片機(jī)、電壓比較器，底板6前端設(shè)有左右兩個(gè)光敏電阻傳感器8，所述光敏電阻傳感器8連接電壓比較器，電壓比較器連接單片機(jī)，單片機(jī)連接控制直流減速電機(jī)11。所述光敏電阻傳感器8固定在傳感器支架2上，傳感器支架2設(shè)在上下滑動支架3的滑槽內(nèi)，上下滑動支架3設(shè)在左右滑動支架4的導(dǎo)軌內(nèi)，在所述滑槽和導(dǎo)軌上設(shè)有螺釘與螺母以固定光敏電阻傳感器8的位置。所述萬向輪7為無自身轉(zhuǎn)彎半徑且安裝高度低的帶帽沿鋼球輪。本自動趨光小車要實(shí)現(xiàn)自動趨光行駛功能就必須要感知光源，本實(shí)用新型利用光敏電阻在不同強(qiáng)度光照下電阻分壓的不同實(shí)現(xiàn)趨光行駛。光敏電阻的感光特性:在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，光敏電阻阻值下降，光照愈強(qiáng)，阻值愈低。趨光小車要實(shí)現(xiàn)趨光行駛功能就必須要感知光源，傳感器相當(dāng)給小車一個(gè)視覺功能。光源檢測利用光敏電阻的感光特性對光源信號檢測，由此在所設(shè)計(jì)的簡易小車基礎(chǔ)上，應(yīng)用所安裝的左右兩個(gè)光敏電阻傳感器8，實(shí)現(xiàn)對小車左右方位亮度的比較判斷，并將比較數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所處理結(jié)果實(shí)現(xiàn)對小車運(yùn)行方向的控制，從而實(shí)現(xiàn)趨光。本實(shí)用新型采用MCS-51系列中的89C51單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，智能趨光利用光敏電阻在不同強(qiáng)度光照下電阻分壓的不同實(shí)現(xiàn)趨光行駛。采用比較電壓的方式來判斷光源的方向，然后輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理，最后通過電機(jī)做出相應(yīng)的反應(yīng)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對小車運(yùn)動狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制，控制靈活、可靠，精度高。小車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如附圖1-4所示。小車前進(jìn)的穩(wěn)定性和靈活性要求較高，所以采用如下幾個(gè)方面的考慮:①小車的底板6采用5mm厚的鋁合金，這樣既能滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的要求，又節(jié)
省重量。②為了保證小車能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)行，需要保證兩個(gè)動力輪5的同軸度，所以在底板6加工過程中特別加工了電機(jī)支座的凹槽，這樣配合利用鋁合金制作的電機(jī)支座的90度直角，使輪胎平面完全垂直于安裝平面，使胎面和地面保持水平，同時(shí)在結(jié)構(gòu)方面保證了兩個(gè)輪子的同軸度，使其運(yùn)行軌跡正常。③考慮到本小車是靠光敏電阻傳感器進(jìn)行尋找光源工作的，為了減小運(yùn)行時(shí)其他外界光源在地面的反光對傳感器產(chǎn)生的影響，而使小車產(chǎn)生錯誤動作。所以設(shè)計(jì)小車的底盤盡可能的低，以便利用自身的陰影對其他外來光源進(jìn)行屏蔽，降低光敏電阻傳感器8錯誤響應(yīng)的幾率。④考慮到環(huán)境的變化可能會對小車的工作產(chǎn)生影響，為了使小車環(huán)境適應(yīng)能力增強(qiáng)，在小車底板6預(yù)留有許多定位孔，用以以后擴(kuò)展小車的其他模塊。⑤考慮到目標(biāo)光源的高度及位置不確定性，將光敏電阻傳感器8的光敏電阻支架2改為可滑動的結(jié)構(gòu)，使光敏電阻傳感器8上下高度可調(diào)以適應(yīng)目標(biāo)光源的位置高度。這樣可以使小車更準(zhǔn)確及時(shí)的搜尋到目標(biāo)光源的位置。⑥小車本體質(zhì)量很輕，這樣電機(jī)才不會過載，使電池給電機(jī)提供足夠的電能。⑦輪胎的選擇:小車采用輪式推進(jìn)方式，主動輪直徑為66_。為增大動力輪與地面間的摩擦力，減少動力輪空轉(zhuǎn)打滑而造成的運(yùn)動偏差，保證小車動作的及時(shí)響應(yīng)，所以使用專業(yè)橡膠輪胎，摩擦大，抓地性能好，耐磨。⑧聯(lián)軸器的選擇:為了保證車輪的穩(wěn)定性我們設(shè)計(jì)動力輪5與電機(jī)11采用聯(lián)軸器9連接。采用黃銅聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)，穩(wěn)固，強(qiáng)度高。這樣就大大保證了小車高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。⑨萬向輪的選擇:小車采用兩個(gè)動力輪5差動驅(qū)動，一個(gè)萬向輪7支撐平衡。這樣保證了小車的穩(wěn)定性，同時(shí)可以使小車小巧靈活。動力輪5分開置于機(jī)體左右兩側(cè)，支撐點(diǎn)處應(yīng)用萬向輪7，但考慮到萬向輪7自身存在轉(zhuǎn)彎半徑，而且安置位置過高，不符合設(shè)計(jì)要求。所以采用無自身轉(zhuǎn)彎半徑且安裝高度低的帶帽沿鋼球輪。為了保持在轉(zhuǎn)彎過程中小車整體的幾何中心不會偏移太大，所以支撐輪的自身摩擦阻尼應(yīng)該足夠小，而鋼球輪正好可以滿足以上條件。采用這種轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)后，小車可以更加靈活的轉(zhuǎn)彎，完全能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。小車的光敏電阻傳感器8由光敏電阻組成，分布于小車的左邊、右邊，如附圖所示。通過左右兩邊傳感器收集亮度信號的差值來確定小車前進(jìn)的方向?？紤]到目標(biāo)光源的放置高度不確定及現(xiàn)場條件的差別，為了使小車更快的發(fā)現(xiàn)目標(biāo)光源節(jié)省時(shí)間，所以將光敏電阻支架2設(shè)計(jì)為可沿底板6滑動的結(jié)構(gòu)，通過螺釘與螺母的配合來夾緊固定，并且光敏電阻傳感器8在高度方向也可以沿著導(dǎo)軌滑動同樣利用螺釘與螺母的配合來夾緊固定。這樣增加了光敏電阻的自由度，使得小車能夠更好的適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境。
權(quán)利要求1.一種自動趨光小車，其特征是:包括底板(6)、單片機(jī)、光敏電阻傳感器(8)、電壓比較器、動力輪(5)、萬向輪(7)，所述底板(6)底部后面設(shè)有左右兩動力輪(5)，底部前面設(shè)有萬向輪(7)，所述動力輪(5)分別通過聯(lián)軸器(9)連接直流減速電機(jī)(11);所述底板(6)上設(shè)有主板(1)，主板(I)上設(shè)有單片機(jī)、電壓比較器，底板(6)前端設(shè)有左右兩個(gè)光敏電阻傳感器(8)，所述光敏電阻傳感器(8)連接電壓比較器，電壓比較器連接單片機(jī)，單片機(jī)連接控制直流減速電機(jī)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動趨光小車，其特征是:所述光敏電阻傳感器(8)固定在傳感器支架(2)上，傳感器支架(2)設(shè)在上下滑動支架(3)的滑槽內(nèi)，上下滑動支架(3)設(shè)在左右滑動支架(4)的導(dǎo)軌內(nèi)，在所述滑槽和導(dǎo)軌上設(shè)有螺釘與螺母以固定光敏電阻傳感器(8)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動趨光小車，其特征是:所述萬向輪(7)為無自身轉(zhuǎn)彎半徑且安裝高度低的帶帽沿鋼球輪。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自動趨光小車，其特征是底板底部后面設(shè)有兩動力輪，底部前面設(shè)有萬向輪，所述動力輪通過聯(lián)軸器連接直流減速電機(jī)；所述底板上設(shè)有主板，主板上設(shè)有單片機(jī)、電壓比較器，底板前端設(shè)有光敏電阻傳感器，所述光敏電阻傳感器連接電壓比較器，電壓比較器連接單片機(jī)，單片機(jī)連接控制直流減速電機(jī)。本趨光小車?yán)米笥覂蓚€(gè)光敏電阻傳感器實(shí)現(xiàn)對小車左右方位亮度的比較判斷，采用比較電壓的方式來判斷光源的方向，然后輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所處理結(jié)果實(shí)現(xiàn)對小車運(yùn)行方向的控制，從而實(shí)現(xiàn)趨光。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對小車運(yùn)動狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制，具有趨光行駛功能，且結(jié)果簡單，控制靈活可靠，精度高。
文檔編號G05D1/02GK203038109SQ20122070530
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者宋雪麗, 王博, 郭延闊, 姜志斌, 冷水清 申請人:山東輕工業(yè)學(xué)院