能智能避障的純重力驅動環保小車制造技術

本發明專利技術公開了一種能智能避障的純重力驅動環保小車。包括驅動機構、傳動機構和智能轉向機構；在底板的中部安裝有驅動機構，底板的后部安裝有傳動機構，底板前部安裝有智能轉向機構。本發明專利技術利用三個超聲波傳感器來檢測賽道障礙情況，并依據檢測結果信號，做出分析處理，自主選擇適合的軌跡進行轉向行進。由于小車采用了電路加傳感器控制轉向，省去傳統機械轉向機構，轉向調節較傳統手動的調節容易了很多，由于小車可自主檢測避障，也提高了小車的賽道適應性，即障礙可隨機分布，小車均能正常行駛，同時，使小車的加工制作成本降低；從而擴大了小車的使用范圍。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種驅動小車，具體涉及通過單片機控制超聲波檢測的一種能智能避障的純重力驅動環保小車。
技術介紹
在近年來全國大學生工程訓練綜合能力競賽上，純重力驅動的自行小車一直被選做大賽題目。2016年第五屆全國大學生工程訓練競賽上，首次出現了需要電控的自主避障小車的命題。大賽要求小車保留重力勢能驅動，并增加自主尋跡避障轉向控制的功能。現有的純重力驅動的自行小車，一般采用純機械結構（曲柄搖桿機構、正弦機構、空間四桿機構等）來實現預定軌跡的運動，環境適應性較差，且機械轉向機構的調節較為困難，結構復雜，成本較高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種能智能避障的純重力驅動環保小車，具有賽道障礙識別、軌跡判斷及自主轉向功能的純重力驅動的環保小車。它解決了傳統機械轉向機構手動調節難的問題，且通過障礙檢測識別自主避障大大的提高了小車的場地適應性。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：本專利技術包括驅動機構、傳動機構和智能轉向機構；在底板的中部安裝有驅動機構，底板的后部安裝有傳動機構，底板前部安裝有智能轉向機構。所述驅動機構包括：滑輪、牽引線、重錘、繞線軸套、軸承支架、三根重錘支撐架和重錘支撐板；三根重錘支撐架的一端與底板連接，三根重錘支撐架的另一端與重錘支撐板連接，重錘支撐板上面的兩組滑輪架上分別裝有滑輪，牽引線的一端與位于三根重錘支撐架內的重錘連接，牽引線的另一端繞過兩組滑輪架上的滑輪與安裝在其中一根重錘支撐架下部的繞線軸套連接，繞線軸套安裝在輸入軸上，軸承支架安裝在三根重錘支撐架后部。所述傳動機構包括：主動輪、輸出軸、輸入軸、小齒輪、大齒輪和從動輪；輸出軸安裝在所述支撐機構的軸承支架的上面兩側孔中，主動輪與輸出軸的一端連接，從動輪通過軸承空套在輸出軸的另一端，輸出軸上裝有小齒輪；輸入軸的一端安裝在軸承支架的下面一側孔中，輸入軸的另一端穿過繞線軸套中心孔安裝在軸承支架的下面另一側孔中，輸入軸上裝有大齒輪，所述大齒輪與所述小齒輪構成齒輪副。所述智能轉向機構包括：電源、單片機，舵機、舵機輸出頭、前輪支架三個超聲波傳感器、轉向輪、電路支架、“Z”形舵機支架、超聲波支架、前輪支架和三個超聲波盒；超聲波支架安裝在底板前部，超聲波支架為開口半圓形板，沿開口直徑方向的中心開有凹槽，舵機安裝于“Z”形舵機支架上面，“Z”形舵機支架上面嵌入超聲波支架凹槽中，“Z”形舵機支架下面固定在所述底板上，前輪支架通過舵機輸出頭和舵機連接，轉向輪安裝在前輪支架內，電路支架緊靠舵機支架安裝在底板上，單片機和電均放置在電路支架上下方；三個超聲波傳感器分別放置于各自超聲波盒內，三個超聲波盒分別安裝于超聲波支架的前、左、右三個位置。本專利技術與
技術介紹
相比，具有以下有益效果：1、具備賽道障礙自主識別、軌跡判斷及自主轉向功能。利用三個超聲波傳感器來檢測賽道障礙情況，并依據檢測結果信號，做出分析處理，自主選擇適合的軌跡，進行自主的轉向行進，轉向調節較傳統手動的調節容易了很多。大大提高了小車的賽道適應性，即障礙可隨機分布，小車均能正常行駛。2、結構簡單，成本降低。由于采用了電路加傳感器控制，省去了原來的傳統機械轉向機構，使小車的加工制作成本大大降低。3、場地適應性增強。由于小車可自主檢測避障，大大提高了小車的場地適應性，即障礙可隨機分布，小車均能正常行駛。從而擴大了小車的使用范圍。附圖說明圖1是本專利技術的整體結構示意圖。圖2是本專利技術的轉向機構結構示意圖。圖3是本專利技術的驅動機構結構示意圖。圖4是本專利技術的傳動機構結構示意圖。圖5是本專利技術的各支撐結構示意圖。圖6是本專利技術的超聲波支架結構示意圖。圖7是本專利技術的電路支架結構示意圖。圖8是本專利技術的“Z”形舵機支架結構示意圖。圖9是本專利技術的超聲波支架結構示意圖。圖中：1、電源，2、單片機，3、舵機，4、舵機輸出頭，5、超聲波傳感器，6、轉向輪，7、滑輪，8、牽引線，9、重錘，10、繞線軸套，11、主動輪，12、輸出軸，13、輸入軸，14、小齒輪，15、大齒輪，16、軸承，17、從動輪，18、重錘支撐架，19、軸承支架，20、底板，21、電路支架，22、“Z”形舵機支架，23、超聲波支架，24、前輪支架，25、超聲波盒，26、重錘支撐板。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術做進一步的說明。如圖1所示，本專利技術包括驅動機構、傳動機構和智能轉向機構；在底板20的中部安裝有驅動機構，底板20的后部安裝有傳動機構，底板20前部安裝有智能轉向機構。如圖1、圖3、圖5所示，所述驅動機構包括：滑輪7、牽引線8、重錘9、繞線軸套10、軸承支架19、三根重錘支撐架18和重錘支撐板26；三根重錘支撐架18的一端與底板20連接，三根重錘支撐架18的另一端與重錘支撐板26連接，重錘支撐板26上面的兩組滑輪架上分別裝有滑輪7，牽引線8的一端與位于三根重錘支撐架18內的重錘9連接，牽引線8的另一端繞過兩組滑輪架上的滑輪7與安裝在其中一根重錘支撐架18下部的繞線軸套10連接，繞線軸套10安裝在輸入軸13上，軸承支架19安裝在三根重錘支撐架18后部。如圖1、圖3、圖4所示，所述傳動機構包括：主動輪11、輸出軸12、輸入軸13、小齒輪14、大齒輪15和從動輪17；輸出軸12安裝在所述支撐機構的軸承支架19的上面兩側孔中，主動輪11與輸出軸12的一端連接，從動輪17通過軸承16空套在輸出軸12的另一端，輸出軸12上裝有小齒輪14；輸入軸13的一端安裝在軸承支架19的下面一側孔中，輸入軸13的另一端穿過繞線軸套10中心孔安裝在軸承支架19的下面另一側孔中，輸入軸13上裝有大齒輪15，所述大齒輪15與所述小齒輪14構成齒輪副。繞線軸套10上有兩個繞線軌道，可根據不同的需求選擇相應的軌道繞線。重錘8由高處下落，其重力勢能轉化為小車的動能。牽引線8繞在不同直徑的軌道上可以改變繞線軸套10所受扭矩，調節小車的動力，使小車適應多種路況。如圖1、圖2、圖5、圖6所示，所述智能轉向機構包括：電源1、單片機2，舵機3、舵機輸出頭4、前輪支架24、三個超聲波傳感器5、轉向輪6、電路支架21、“Z”形舵機支架22、超聲波支架23、前輪支架24和三個超聲波盒25；超聲波支架23安裝在底板20前部，超聲波支架23為開口半圓形板，沿開口直徑方向的中心開有凹槽(如圖9所示)，舵機3安裝于“Z”形舵機支架22上面(如圖8所示)，“Z”形舵機支架22上面嵌入超聲波支架23凹槽中，“Z”形舵機支架22下面固定在所述底板20上，前輪支架24通過舵機輸出頭4和舵機3連接，轉向輪6安裝在前輪支架24內，電路支架21緊靠“Z”形舵機支架22安裝在底板20上，單片機2和電源1均放置在電路支架21上下方(如圖7所示)；三個超聲波傳感器5分別放置于各自超聲波盒25內，三個超聲波盒25分別安裝于超聲波支架23的前、左、右三個位置。位于前端的超聲波傳感器用來檢測障礙物，位于左右兩側的超聲波傳感器用于檢測小車與兩邊墻的距離。舵機3和三個超聲波傳感器5通過數據線與單片機2連接。超聲波傳感器通過收發一定頻率的超聲波測定障礙和墻壁的與小車的距離，并將此信息傳遞給單片機2，單片機2通過程序將信號處理，把相應的信號傳遞給舵機3，控制小車前進方向，從而實現直行和避障的功能。本專利技術的工作原理如下：第一步:繞線，準備工作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種能智能避障的純重力驅動環保小車，其特征在于：包括驅動機構、傳動機構和智能轉向機構；在底板(20)的中部安裝有驅動機構，底板(20)的后部安裝有傳動機構，底板(20)前部安裝有智能轉向機構。

【技術特征摘要】
1.一種能智能避障的純重力驅動環保小車，其特征在于：包括驅動機構、傳動機構和智能轉向機構；在底板(20)的中部安裝有驅動機構，底板(20)的后部安裝有傳動機構，底板(20)前部安裝有智能轉向機構。2.根據權利要求1所述的一種能智能避障的純重力驅動環保小車，其特征在于：所述驅動機構包括：滑輪(7)、牽引線(8)、重錘(9)、繞線軸套(10)、軸承支架(19)、三根重錘支撐架(18)和重錘支撐板(26)；三根重錘支撐架(18)的一端與底板(20)連接，三根重錘支撐架(18)的另一端與重錘支撐板(26)連接，重錘支撐板(26)上面的兩組滑輪架上分別裝有滑輪(7)，牽引線(8)的一端與位于三根重錘支撐架(18)內的重錘(9)連接，牽引線(8)的另一端繞過兩組滑輪架上的滑輪(7)與安裝在其中一根重錘支撐架(18)下部的繞線軸套(10)連接，繞線軸套(10)安裝在輸入軸(13)上，軸承支架(19)安裝在三根重錘支撐架(18)后部。3.根據權利要求1所述的一種能智能避障的純重力驅動環保小車，其特征在于：所述傳動機構包括：主動輪(11)、輸出軸(12)、輸入軸(13)、小齒輪(14)、大齒輪(15)和從動輪(17)；輸出軸(12)安裝在所述支撐機構的軸承支架(19)的上面兩側孔中，主動輪(11)與輸出軸(12)的一端連接，從動輪(17)通過軸承(16)空套在輸出軸(12)的另...

【專利技術屬性】
技術研發人員：聶從輝，楊金林，張皓星，張曉偉，竺志超，陳元斌，
申請(專利權)人：浙江理工大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33