[实用新型]一种教学用寻迹机器人装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车专业辅助教学领域，尤其涉及一种教学用寻迹机器人装置。

技术背景

随着人类进入21世纪，各种新问题、新技术和新机遇的挑战层出不穷，改革教育，加强素质培养，锻炼学生动手能力，促进各学科专业的交叉与渗透业已成为不可逆转的潮流。同时，随着科学的进步，特别是近年来高集成度与高速数字技术的飞跃发展，新材料、新工艺和新器件的不断出现，也使汽车技术研究领域发生了巨大和深刻的变化，尤其是以信息技术为核心，自动控制原理与应用课程在高等工科院校汽车专业的地位越来越重要。但是对于汽车控制的自动化、智能化的教学辅助工具却没有，满足不了学生对自动控制原理的深入理解，也不能对学生的实际应用能力进行锻炼，达不到教学的真正目的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种教学用寻迹机器人装置，它能够增强学生对自动控制原理的深入理解，通过亲自动手制作和安装操作，可以锻炼学生的实际应用能力。

为了达到上述技术目的，本实用新型的技术方案包括：赛道、寻迹机器人，其特征在于，所述寻迹机器人基于电动玩具车，该电动玩具车具有设置在车架上的前轮舵机、后轮电机，以及驱动前轮舵机的H桥转向驱动电路、驱动后轮电机的H桥行驶驱动电路，所述电动玩具车内设置有自动控制单元，该自动控制单元分别与所述H桥转向驱动电路和H桥行驶驱动电路相连，所述电动玩具车的车架前还设置有采集赛道信息的传感器单元，该传感器单元向所述自动控制单元传输赛道信息。

所述赛道为白色底板路面，其中央设置有线型不断变化的黑线信息，所述传感器单元采用反射式光电传感器，采集赛道的黑线信息。

所述自动控制单元采用单片机ATMEGA16进行控制信息处理。

所述电动玩具车采用环奇塑料玩具有限公司生产的捷思达1∶24仿比例遥控车或广东奥迪玩具实业有限公司生产的雷速登1∶24比赛级遥控车。

本实用新型的优点：

(1)制作方便，容易实现。电动玩具车司空见惯，很容易获得，尤其是占有市场份额较大的环奇塑料玩具有限公司和广东奥迪玩具实业有限公司生产的电动玩具车。通过对电动玩具车的改造可以提高学生的动手能力。

(2)自动控制单元采用单片机，学生可以充分发挥聪明才智，编写各种控制算法，验证控制理论，而不必改变硬件连接。

(3)知识点丰富，可以增强学生对于单片机理论与应用、常用电子元器件的理论与应用、电路设计焊制查错、系统算法设计与编程调试、系统整体设计优化、改装玩具车模等方面的了解与学习。

(4)趣味性、竞争性强。采用课程比赛的方式给出成绩，因此，具有极大的挑战性，可以调动学生的创优热情。

附图说明

图1为本实用新型的安装示意图。

图2为本实用新型硬件电路连接示意图。

图3为赛道示意图。

图4为反射式光电传感器电路原理图。

图5为H桥转向驱动电路(H桥行驶驱动电路)原理图。

图6为自动控制单元接线原理图。

具体实施方式

本实施例采用环奇塑料玩具有限公司生产的捷思达1∶24仿比例遥控车。也可采用广东奥迪玩具实业有限公司生产的雷速登1∶24比赛级遥控车。两种类型的遥控玩具车都能实现加速，减速，左向行驶，右向行驶等功能。捷思达1∶24仿比例遥控车的技术参数是：长：188mm，宽：80mm，高：62mm，轴距：113mm，重量：260mm，主马达：260，伺服马达：N20。自动控制单元采用ATMEGA16单片机，它具有高性能、低功耗的8位微处理器，先进的RISC结构，可擦写10,000次，四通道PWM，8路10位ADC，8个单端通道。

参照图1，在捷思达遥控玩具车车架8的前端设置有传感器单元1，传感器单元1包括5个相同的反射式光电传感器A、B、C、D、E，它们的输出端分别为J1、J2、J3、J4、J5。5个反射式光电传感器等距并排安装在一起，用来监测路面信息，其总体安装距离略大于车架8的宽度。利用玩具车本身的前轮舵机6、后轮电机7以及其传动系统，车架8上还设置有H桥转向驱动电路2用于驱动前轮舵机6，设置有H桥行驶驱动电路4用于驱动后轮电机7。电源5采用玩具车模自带的4节5号电池供电，供电电压为5V。自动控制单元3采用ATMEGA16单片机。

参照图2，传感器单元1、H桥转向驱动电路2、H桥行驶驱动电路4、电源5与自动控制单元3相连接，电源5分别向自动控制单元3、传感器单元1、H桥转向驱动电路2和H桥行驶驱动电路4供电。