蔽障车设计

理论设计

第二届光电设计大赛

理

论

方

案

参赛队伍：阿基米德

一、团队介绍；阿基米德

二、整体思路；

三、 设计方案

（介绍方面仅供参考）

1. 车模选取

采用RC CAR 车模底盘，尺寸大约为30cm*20cm 。 2. 控制方案

根据设计要求，我认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。并且考虑到AT89S52最小系统的通用性，以及其处理能力与接口足以应付本设计需求，故采用AT89S52单片机最小系统作为处理核心部件。 AT89S52具有速度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点，Keil 软件进行C 语言编程，适合短时间开发的课程设计； 3. 避障方案

避障设计中我们详细查阅了激光发射接收管的资料。激光

52单片控制模块

减震模块

左轮控制模块

右轮控制模块

太阳能供电模

块 红外避障模块

具有良好的方向性和光照强度，检测距离可以达到0.5m，受外界环境影响较小，但检测角度较小。

综合上述，我们在车体正前方（激光Q）和正左方（激光Z）分别安装两个激光发射接收装置。

两激光信号接收于小车转向情况表

激光Q信号接收激光Z信号接收小车转向

0 1 前行

0 0 前行

1 0 右转

1 1 左转

4.供电方案

在小车顶部安装一块太阳能电池板，通过相关转化电路将太阳能转换成驱动小车电机所需要的电能。经粗略计算得：0.2平米的电池板在正常阳光照射下预计每小时产能约10W左右，而小车各电路元件在正常工作下共计每小时耗能约8.6W 左右，所以太阳能电池板足够供能。为提高光的利用率，考虑在电池板上加装聚光板，同时安置电池板的时候将电池板安装成可活动的装置，可以根据具体光照角度，对太阳能电池板的角度进行调节，从而尽可能提高光的利用率。

太阳能电板原理：太阳光照在

半导体p-n结上，形成新的空穴-电子

对，在p-n结电场的作用下，光生空穴

流向p区，光生电子流向n区，接通电

路后就形成电流。这就是光电效应太阳

能电池的工作原理。

5.驱动方案

采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单 加速能力强 采用由达林顿管组成的 H型桥式电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下 精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下 效率非常高 H型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制 电子管的开关速度很快 稳定性也极强 是一种广泛采用的 PWM调速技术。

现市面上有很多此种芯片 我选用了L298N。这种调速方式

有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大 能承

受频繁的负载冲击 还可以实现频繁的无级快速启动、制动和

反转等优点。因此决定采用使用功率三极管作为功率放大器的

输出控制直

四、创新点

1减震系统；为了防止小车在避障途中可能会撞障碍物对车体有损坏，故我们设计在小车前方加一减震器，减少碰撞对车体影响。

2太阳能接受器：鉴于避障小车在运动过程中，太阳能电池板有可能不能最大接触到太阳光，所以我们将太阳能板上加聚光板，从而提高利用率。

3避障方案;我们采用两探头法，使小车转向更加灵活，在满足避障条件下，最大限度减少成本。