[实用新型]一种模型车测速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能模型车设计领域，特别涉及一种模型车测速装置。

背景技术

大学生智能模型车竞赛越来越频繁，而且有的高校已将其作为一门专业课程列为教学任务之一，从而对模型车性能和设计使用频率要求越来越高。在模型车的设计中，速度测量和控制是整个模型车设计过程中的重要和关键组成部分，速度测量将决定着模型车的速度控制以及整个模型车的性能。一般而言，现在的模型车测速主要编码器。

有一种模型车测速装置，主要包括编码盘、光电传感器、以及与光电传感器连接的信号处理单元。编码盘表面由黑白相间的扇面组成，光电传感器将编码盘黑白相间的扇面转动信号转化为波动信号，并被信号处理单元转化为计数脉冲，计算出模型车速度。但是，上述编码盘表面的黑白相间的扇面在实际使用过程中在黑色扇面存在反射光，影响光电传感器的信号采集与计数精度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、价格便宜的高精度的模型车测速装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种模型车测速装置，包括模型车的差速器大齿轮、设置在模型车上并位于差速器大齿轮侧面的光电传感器、以及与光电传感器连接的信号处理单元；其特征在于，所述光电传感器正对于差速器大齿轮的齿根和齿尖之间，将差速器大齿轮的轮齿转动的变化信号转化为波动信号，并被信号处理单元转化为计数脉冲，计算出模型车速度。

本实用新型的进一步特点在于：所述光电传感器为SPI-315。

所述信号处理单元包括比较器和单片机，所述光电传感器的输出的波动信号被比较器转化为计数脉冲，单片机接收计数脉冲，计算出模型车速度；本实用新型的更进一步特点在于：所述比较器采用LM324芯片。

本实用新型采用光电传感器和比较器，利用差速器大齿轮的轮齿结构特点，用来产生与模型车速度成正比的计数脉冲，该测速装置结构简单、价格便宜；同时，差速器大齿轮的轮齿结构稳定，不易变形，使用寿命长，与由黑白相间的扇面组成的编码盘相比，在实际使用过程中，编码盘对应黑色扇面时，光电传感器的光线从齿间透射，不存在反射光，不存在影响光电传感器的信号采集与计数精度问题。因此，本实用新型结构简单、价格便宜、测量精度高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型的模型车测速装置的结构示意图；图2为光电传感器与差速器大齿轮的测速原理图；图3为一种模型车测速装置的电路连接原理图；图4为光电传感器输出波动信号图；图5为比较器输出的计数脉冲信号图。

具体实施方式

参照图1，模型车的底盘1上设置有后轴5，后轴5两端设置有两个后轮6。后轴5的一侧固定有差速器的大齿轮4，小齿轮3与设置在底盘1上的电机2的输出轴连接，大、小齿轮4、3相互啮合，用来带动后轴5旋转。光电传感器7固定在底盘1上，位于差速器大齿轮4侧面，光电传感器7正对于差速器大齿轮4的齿根和齿尖之间。

参照图2，为光电传感器与差速器大齿轮的测速原理图。当模型车运动时，差速器的大齿轮4转动，大齿轮4侧面的光电传感器7发射激光信号，当激光通过大齿轮4的轮齿凹处时，由于没有反射，光电传感器7将接受不到反射激光信号。大齿轮4转动，激光发射信号通过轮齿凸处时，激光发射信号被大齿轮4的轮齿反射回来，光电传感器7将接受到反射激光信号。这样，大齿轮4转动，光电传感器7将差速器大齿轮4的轮齿转动的变化信号转化为波动信号。

参照图3，光电传感器采用SPI-315，SPI-315的第1脚通过电阻R1连接5V电压，第2脚接地，第3脚直接接5V电压，第4脚经电阻R2接地。信号处理单元由比较器LM324和单片机组成。可调变阻器R3输出比较电压到比较器LM324的第5脚，光电传感器的第4脚连接比较器的第6脚，比较器的第7脚连接单片机，单片机接收计数脉冲，计算出模型车速度。

本实施例中，可调变阻器R3输出比较电压大约为2.5V-3V比较合适。当电机2带动差速器、模型车后轮6转动时，大齿轮4旋转，光电传感器7的第4脚输出的波动信号，如图4所示，输入到比较器的第6脚，比较器的第7脚输出为计数脉冲，如图5所示，单片机接收计数脉冲，然后计算出模型车速度。例如：在时间t内，单片机接收到的脉冲数为n，车轮半径为r，大齿轮4齿数为76，那么实际上车轮转过的路径为1，车速v，计算公式为：本实用新型的测速装置，综合成本低廉，结构简单，元器件通用较好，操作方便，易于实现。