[发明专利]能自识别运动方向及距离的数字化小车轨道系统及其测量方法

权利要求书

1.能自识别运动方向及距离的数字化小车轨道系统，包括轨道（4）和设置在轨道（4）上的运动小车，其特征在于：所述运动小车内设有MCU处理器、反射式光电传感器、电源模块（8）和无线通信模块；所述反射式光电传感器、电源模块（8）和无线通信模块均与MCU处理器相连；所述轨道（4）上设有与运动小车车轮（11）间距相等的两个导向槽（7），所述轨道（4）之间设有两路相位差为90度的黑白光栅条；

所述反射式光电传感器有两个，分别为第一反射式光电传感器（2）和第二反射式光电传 感器（3），所述轨道（4）之间设有两路黑白光栅条，分别为第一路黑白光栅条（5）和第二路黑白光栅条（6），所述第一反射式光电传感器（2）对应第一路黑白光栅条（5），所述第二反射式 光电传感器（3）对应第二路黑白光栅条（6）。

2.根据权利要求1所述的能自识别运动方向及距离的数字化小车轨道系统 ，其特征在于：所述运动小车包括相连的车体（1）和车盖（9），所述MCU处理器、电源模块（8）和无线通信模块均设置在车体（1）和车盖（9）之间，所述反射式光电传感器设置在车体（1）的底部。

3.根据权利要求1所述的能自识别运动方向及距离的数字化小车轨道系统 ，其特征在于：所述MCU处理器和无线通信模块集成在电路板（10）上。

4.根据权利要求1所述的能自识别运动方向及距离的数字化小车轨道系统 ，其特征在于：还包括与无线通信模块相连的带显示功能的终端设备。

5.根据权利要求4所述的能自识别运动方向及距离的数字化小车轨道系统 ，其特征在于：所述带显示功能的终端设备包括PC机、平板电脑、笔记本、手机、投影仪和智能手表。

6.一种如权利要求1所述的能自识别运动方向及距离的数字化小车轨道系统的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、小车运行方向的判定；当小车正向行驶时 ，第一反射式光电传感器输出的A相信号超前第二反射式光电传感器输出的B相信号，A相信号上升沿时 ，B相信号低电平，以此来判断出小车正向行驶；当反向行驶时，第一反射式光电传感器输出的A相信号滞后第二反射式光电传感器输出的B相信号，A相信号上升沿时，B相信号高电平，以此来判断出小车反向行驶，MCU处理器以此来识别小车的运动方向；

步骤二、求取小车的速度； A相信号和B相信号方波信号对应的光栅条上的长度是固定长度，假设光栅条的间隔周期为1mm的长度，MCU处理器根据A相信号和B相信号在固定的时间t，1mm内变化的次数s，就可以根据公 式v=s/t求出小车的运动速度；

步骤三、求取小车的加速度； MCU在得到速度值之后在用速度值根据时间求导即得到小车的运动加速度，或根据传统的时间、距离及速度的关系公式算出加速度；假设光栅条的间隔周期为1mm的长 度，MCU处理器根据A相信号和B相信号在固定的时间t，1mm内变化的次数s，就可以根据公式v=s/t求出小车的运动速度v，然后根据公式求出小车的加速度a。