[发明专利]一种基于检测通电轨道的节能电轨车控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于检测通电轨道的节能电轨车控制系统。

背景技术

目前市面上的寻迹小车大多采用红外反射光或者由通电导线产生的电磁场来进行导航，这类红外或电磁检测传感器对进道路进行信息采集，引导寻迹小车行驶。但该类技术能耗高而且容易受到其他电磁场或其他光线的干扰，另外车子还需要使用电池单独供电，无法长时间得行驶。在此领域的现有技术背景，设计一辆功耗低、抗干扰能力强、准确度高，并且能以一定速度寻迹行驶的智能车系统为目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于检测通电轨道的节能电轨车控制系统。该系统不需要独立的电池和舵机，所需的车体结构也极其简单；其不但功耗低抗干扰能力强，而且准确度高，控制中心运算速度也快。

为了达到上述目的，本发明一种基于检测通电轨道的节能电轨车控制系统，主要包括：

取电模块，所述取电模块主要用于向带电金属导轨进行电平采集以及电流取电，该取电模块主要包括电平采集模块、整流模块和取电传感器，所述电平采集模块、整流模块分别与取电传感器连接，该取电传感器与带电金属导轨电连接；

驱动模块，所述驱动模块主要用于控制电机以驱动电轨车的左轮和右轮进行速度和方向的控制；

编码器测速模块，所述编码器测速模块主要用于读取电轨车的左轮和右轮的脉冲数，以将脉冲数转化为车速进而把电轨车的实际速度反馈给MCU主控芯片，从而MCU主控芯片再通过驱动模块实现车的速度、方向的闭环控制；

MCU主控芯片，所述MCU主控芯片主要用于控制分别与其连接的取电模块、驱动模块和编码器测速模块。

优选地，所述带电金属导轨为铝箔材料结构。

优选地，所述取电传感器为铜片材料结构。

在实际的使用过程中，我们需要考虑两点问题。一是车需要正向运行与反向运行，这就造成了在车运行时电源的正负极是不确定的；二是车必须能够从带电金属导轨快速准确地获取直流电源。基于这两点，本发明设计了整流模块，这样就能通过这个整流模块让电源正极触点采到正极电源，让负极的电源触点采到负极电源，从而有效地解决了电源正负极不确定性的问题，使小车能够在正反方向都能准确地运行。为了减小电能损耗和摩擦力，与铝箔材料的带电金属导轨接触的材料必须轻软，内阻小；于是选取薄的铜片为取电传感器。

优选地，所述取电传感器与带电金属导轨之间串联有一电阻。考虑到取电模块的单片机的耐受性，如果将IO口直接与铝箔带电金属导轨接触，单片机会被损坏，故用一个电阻与铜片结构的取电传感器串联，然后再接到单片机的I/O口上。在读取电平时，先上拉I/O口，读取电平，再下拉I/O口，读取电平，两次读取的电平组成一个两位二进制数。通过这种方法，可以准确地得知电轨车的具体位置，再同过软件算法策略来控制对左轮和右轮输出动力的两个电机的占空比的输出，使电轨车正确地沿着铝箔材料的带电金属导轨的轨迹行驶。

本发明不需要独立的电池和舵机，所需的车体结构也极其简单；其不但功耗低抗干扰能力强，而且准确度高，控制中心运算速度也快。

附图说明

图1为本发明系统的整体框图；

图2为电轨车转弯示意图；

图3为整流模块的整流电路结构示意图；

图4为取电传感器的取电接触点的设计示意图；

图5为matlab拟合曲线图。

1为MCU主控芯片，2为编码器测速模块，3为驱动模块，4为取电模块，41为电平采集模块，42为整流模块，43为取电传感器，5为电轨车，51为左轮，52为右轮，6为带电金属导轨。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参照图1～5，本发明实施例一种基于检测通电轨道的节能电轨车控制系统，主要包括：

取电模块4，所述取电模块4主要用于向带电金属导轨进行电平采集以及电流取电，该取电模块4主要包括电平采集模块41、整流模块42和取电传感器43，所述电平采集模块41、整流模块42分别与取电传感器43连接，该取电传感器43与带电金属导轨6电连接；

驱动模块3，所述驱动模块3主要用于控制电机以驱动电轨车5的左轮51和右轮52进行速度和方向的控制；