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。為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(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。本實用新型的進一步特點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，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，單片機接收計數(shù)脈沖，計算出模型車速度；本實用新型的更進一步特 點在于所述比較器采用LM324芯片。本實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，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 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)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細說明。

圖1為本實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。當模型車運動時，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 和單片機組成?？烧{(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，單片機接收計數(shù)脈沖，計算出模型車 速度。本實施例中，可調(diào)變阻器R3輸出比較電壓大約為2. 5V-3V比較合適。當電機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，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)