專利名稱：一種基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置。
背景技術(shù)：
全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車比賽是以智能汽車為研究對象的創(chuàng)意性科技競賽，參賽隊(duì)需要在規(guī)定的模型汽車平臺上，使用飛思卡爾半導(dǎo)體公司的8位、16位微控制器作為核心控制模塊，通過增加道路傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及編寫相應(yīng)軟件，制作一個(gè)能夠自主識別道路的模型汽車，按照規(guī)定路線行進(jìn)，以完成時(shí)間最短者為優(yōu)勝。在模型車的設(shè)計(jì)中，通過對模型車速度的測量，將信號傳輸給單片機(jī)控制單元，達(dá)到對模型車實(shí)時(shí)速度的監(jiān)測，為模型車在行進(jìn)過程中速度變化控制提供準(zhǔn)確信號，因而速度測量和控制部件是整個(gè)模型車設(shè)計(jì)過程中的至關(guān)重要的組成部分之一，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接決定著智能模型車的速度控制和整車的性能?，F(xiàn)在的模型車測速主要采用編碼器，但是采用編碼器測速雖然準(zhǔn)確，但其市場價(jià)格在四五百元左右，價(jià)格比較貴。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，該裝置直接利用傳動(dòng)齒輪測速，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，測速精確，有利于推廣使用。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型`采取如下的技術(shù)解決方案:一種基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，包括智能模型車的差速器，以及和差速器連接的電機(jī)，其特征在于，在差速器上安裝有光電傳感器，光電傳感器通過比較器與單片機(jī)相連接，單片機(jī)與電機(jī)相連接。本實(shí)用新型的其它特點(diǎn)在于:所述的光電傳感器的型號為SP1-315。所述的單片機(jī)選擇MC9S12DG128單片機(jī)。所述的比較器選擇TMS320DM642芯片。本實(shí)用新型的基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，基本原理是利用光電傳感器發(fā)射與接收差速器的齒輪盤上的信號，通過單片機(jī)來計(jì)算模型車的運(yùn)行速度。當(dāng)光電傳感器對準(zhǔn)差速器的齒輪盤的合適位置時(shí)，其發(fā)射到齒輪盤上的光能夠反射回來并接收到，當(dāng)發(fā)射光透過輪齒間隙時(shí)沒有反射信號。差速盤在驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器根據(jù)發(fā)射和接收信號的變化情況輸送給單片機(jī)控制單元從而測量運(yùn)行速度的大小。結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，測速精確，有利于推廣使用。

圖1為本實(shí)用新型的基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置的結(jié)構(gòu)框圖[0013]圖2為本實(shí)用新型的基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置在模型車的安裝示意圖。圖中的標(biāo)記分別表示:1、模型車底盤，2、電機(jī)，3、小齒輪，4、后軸，5、測速部件，6、大齒輪，7、后輪。圖3為光電傳感器測速原理圖。圖中的標(biāo)記分別表示:8、光電傳感器，9、齒輪盤，10、后軸。圖4為本實(shí)用新型的基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置的電路圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明
具體實(shí)施方式
參見圖1和圖2，本實(shí)施例給出一種基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，包括智能模型車的差速器以及和差速器連接的電機(jī)，在差速器上安裝有光電傳感器，光電傳感器通過比較器與單片機(jī)相連接，單片機(jī)與電機(jī)相連接。本實(shí)施例中，光電傳感器選擇型號為SP1-315光電傳感器。單片機(jī)選擇MC9S12DG128單片機(jī)。比較器選擇TMS320DM642芯片。參照圖2，在模型車中，至少包括有模型車的底盤1，底盤I上設(shè)置有后軸4，后軸4兩端有兩個(gè)后輪7。后軸4的右側(cè)固定有差速器的大齒輪6，電機(jī)2固定在車架上，通過電機(jī)2輸出軸上的小齒輪3與差速器的大齒輪6相嚙合，用來帶動(dòng)后軸4前進(jìn)。測速部件5，主要包括光電傳感器、比較器、單片機(jī)等電子元件，先將這些元件布置在一塊電路板上，根據(jù)模型車車架的實(shí)際情況，將電路板在合適位置和模型車相應(yīng)位置打孔固定。固定過程中要特別注意保證光電傳感器能夠準(zhǔn)確的對準(zhǔn)差速器的齒輪盤，以保證能夠接收正確的信號。參照圖3，將光電傳感器8安裝在后軸10上，光電傳感器8對準(zhǔn)差速器的齒輪盤9的合適位置，保證其發(fā)射到齒輪盤9上的光能夠反射回來接收到，當(dāng)發(fā)射光透過輪齒間隙時(shí)沒有反射信號。差速盤在驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器根據(jù)發(fā)射和接收信號的變化情況輸送給單片機(jī)控制單元從而測量運(yùn)行速度的大小。光電傳感器由發(fā)射管和接收管組成，其發(fā)射管和接收管并排在差速器的兩側(cè)。發(fā)射管為一二極管，能夠發(fā)射一定頻率的光波，而且在一定的距離內(nèi)，此光波可以部分或全部被界面反射，同時(shí)被另一側(cè)的接收管接收并轉(zhuǎn)化為電信號輸出。光電傳感器固定在模型車車身上，而差速器作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，光電傳感器就通過發(fā)射和接收光波，輸出一系列有規(guī)律的信號波形，此輸出為正弦波信號。由于單片機(jī)只能辨別方波信號，因此需要設(shè)計(jì)比較器芯片將光電傳感器輸出的正弦信號和比較信號進(jìn)行比較得出標(biāo)準(zhǔn)波形，從而通過對標(biāo)準(zhǔn)方波計(jì)數(shù)即可得到相應(yīng)的行車速度。參照圖4，測速裝置電路設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足使用功能的情況下盡量要求簡單，其中SP1-315的第I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(jì)數(shù)脈沖，即可計(jì)算出模型車即時(shí)速度。
權(quán)利要求1.一種基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，包括智能模型車的差速器，差速器連接有電機(jī)，其特征在于，在差速器上安裝有光電傳感器，光電傳感器通過比較器與單片機(jī)相連接，單片機(jī)與電機(jī)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，其特征在于，所述的光電傳感器的型號為SP1-315。
3.如權(quán)利要求1所述的基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，其特征在于，所述的單片機(jī)選擇MC9S12DG128單片機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，其特征在于，所述的比較器選擇TMS320DM642芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于傳動(dòng)齒輪的智能模型車測速裝置，包括智能模型車的差速器，差速器連接有電機(jī)，在差速器上安裝有光電傳感器，光電傳感器通過比較器與單片機(jī)相連接，單片機(jī)與電機(jī)相連接。該裝置是利用光電傳感器發(fā)射信號與接收信號的情況通過單片機(jī)來計(jì)算模型車的運(yùn)行速度。當(dāng)光電傳感器對準(zhǔn)差速器差速齒輪盤合適的位置時(shí)，其發(fā)射到齒輪盤上的光能夠反射回來并接收到，當(dāng)發(fā)射光透過輪齒間隙時(shí)沒有反射信號。差速盤在驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器根據(jù)發(fā)射和接收信號的變化情況輸送給單片機(jī)控制單元從而測量運(yùn)行速度的大小。
文檔編號G01P3/36GK203037661SQ201220617789
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者王鵬, 喬潔, 閆娟, 周曉桐, 任帥, 沈明輝, 白新龍 申請人:長安大學(xué)