1、(10)授权公告号 CN 202078745 U (45)授权公告日 2011.12.21 CN 202078745 U *CN202078745U* (21)申请号 201120049919.1 (22)申请日 2011.02.28 A63H 17/00(2006.01) A63H 17/395(2006.01) A63H 29/22(2006.01) H02J 7/00(2006.01) (73)专利权人 蒋全胜 地址 238000 安徽省巢湖市巢湖学院物电系 (72)发明人 蒋全胜 李素平 时春峰 王飞 钱力 (54) 实用新型名称 一种自动寻光自动避障太阳能充电小车装置 (57) 摘要
2、 一种自动寻光自动避障太阳能充电小车装 置， 包括电源模块、 电机驱动模块、 小车自动寻光 及避障电路模块、 太阳能电池板寻光模块、 充电电 源状态采集及显示模块。其特点是利用太阳能电 池板给车载蓄电池充电来驱动小车前进， 小车和 太阳能电池板分别通过一片 STC89C52 单片机独 立控制， 采用步进电机和光电检测配合使用的方 法， 完成自动避障和寻光功能， 实现小车的实时 不间断供电。本实用新型的有益效果是 ： 小车装 置成本低， 可靠性高， 结构简单， 区域性限制低， 具 有低损耗、 高通用性、 高效节能等特点。本实用新 型可以作为演示新能源及低碳功能的高级智能玩 具， 也可作为嵌入式控
3、制初学者的训练套件。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 CN 202078751 U1/1 页 2 1. 一种自动寻光自动避障太阳能充电小车装置， 其特征是包括其特征是包括电源模 块、 电机驱动模块、 小车自动寻光及避障模块、 太阳能电池板寻光模块、 充电电源状态采集 及显示模块。 2. 根据权利要求 1 所述的太阳能充电小车装置， 其特征是小车避障寻光和太阳能电池 板避障寻光功能通过两片单片机独立实现控制， 互不影响。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的太阳能充电小车装置， 其特征是小车寻
4、光电路采用步进 电机和光电检测互相配合的方式， 实现小车沿光源自动前进。 权 利 要 求 书 CN 202078745 U CN 202078751 U1/2 页 3 一种自动寻光自动避障太阳能充电小车装置 技术领域 0001 本实用新型涉及一种太阳能充电的小车装置， 尤其是能自动寻光自动避障的太阳 能充电小车。 背景技术 0002 太阳能电池是现代技术的结果， 它利用半导体材料将光能直接转换成电能。随着 现代技术的发展， 其材料制作价格越来越低廉。现在能源问题和环境问题对于可持续发展 来讲都是非常严峻的， 清洁能源的开发和应用对人们生活和减少污染有着非常重要的意 义。当今社会能源竞争愈演愈烈
5、， 用自己的双手来改变旧有的能源结构和合理利用开发新 能源具有现实意义。 0003 现有的太阳能小车上的太阳能电池一般不具有自动寻光功能， 一旦光源位置偏离 太阳能电池板角度较大将不能很好地实现小车供电。 市面上具有循迹功能的太阳能小车很 少具有避障功能， 使得其实用性和趣味性降低。 同时， 目前学校对嵌入式控制的学习偏向理 论化， 实用性和趣味性欠缺， 使得初学者实际应用能力欠缺， 上述不能满足社会需求。 发明内容 0004 本实用新型的目的是提供一种具有自动寻光自动避障功能的太阳能充电小车装 置， 具体解决以下问题 ： 1） 现有玩具小车中， 大多采用碱性干电池等不可再生电源， 不利于 能
6、源和环境发展， 且小车功能较为单一 ； 2） 对于学习嵌入式控制的初学者， 缺乏实用性和趣 味性的实际操作训练套件。 0005 本实用新型采用的技术方案是 ： 自动寻光自动避障太阳能充电小车， 同时实现小 车避障和太阳能电池板的寻光。 本实用新型包括电源模块、 电机驱动模块、 小车自动寻光及 避障模块、 太阳能电池板寻光模块、 充电电源状态采集及显示模块。 该实用新型利用太阳能 电池板给车载蓄电池充电来驱动小车前进， 小车驱动和太阳能电池板分别通过一片单片机 独立控制， 两者互不影响， 并采用步进电机和光电检测互相配合使用的方式， 以实现小车沿 光源自动前进。步进电机易于控制， 可以精确的控制
7、转角， 光电检测器件灵敏度高， 可自动 寻光， 以实现小车的实时不间断供电， 从而增强了本装置工作的长效性。同时， 本实用新型 采用红外障碍物检测技术， 其红外避障电路采用电容电阻进行消抖， 并利用二极管的管压 降以减弱近光源对小车的干扰， 实现了小车的自动避障功能， 增强了实用性和趣味性。 0006 本实用新型具有下述有益效果 ： 1） 所使用的主要原材料及电子器件都是使用广泛 且成本低廉的通用器件， 通用性强 ； 2） 能实现对人造光源及自然光的自动追踪并靠近到最 强的光照， 最大化地利用所有的光能， 始终实现高效率充电 ； 3） 在向光源靠近的过程中能自 动绕开前方的障碍物继续追光前进
8、； 4） 车载 LCD 显示模块可实时显示充电电池的电压及电 流状态， 有利于充电电池的合理保护与利用 ； 5） 可作为演示新能源及低碳功能的高级智能 玩具及学习嵌入式控制的应用训练套件。 说 明 书 CN 202078745 U CN 202078751 U2/2 页 4 附图说明 0007 图 1 为本实用新型的一种结构示意图。 0008 图中 ： 0、 红外避障探头， 1、 小车寻光模块， 2、 驱动轮， 3、 蓄电池， 4、 步进电机， 5、 太 阳能板寻光模块， 6、 太阳能板， 7、 电源模块， 8、 主控制器， 9、 信号处理及电机驱动模块， 10、 锂电池或蓄电池， 11、 1
9、2864 液晶屏， 12、 开关， 13、 后导轮。 0009 图 2 为本实用新型的小车装置控制系统框图。 具体实施方式 0010 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。 0011 本实用新型是结合光伏发电储能实例、 单片机控制及智能小车载体， 提供一种具 有自动寻光自动避障功能的太阳能充电小车装置。 0012 如图 1 所示， 本实用新型由电源模块、 电机驱动模块、 小车自动寻光及避障模块、 太阳能电池板寻光模块、 充电电源状态采集及显示模块组成， 小车的驱动轮 2 由步进电机 提供动力， 后导轮 13 可以全方位导向。太阳能板始终对蓄电池 3、 10 充电， 并由液晶屏 11 显示状态。红外探头 0 和小车寻光模块 1 得到的信号送模块 9 处理， 并由控制器 8 做出反 应。太阳能板 6 寻光转动由步进电机 4 控制， 太阳能板寻光模块 5 连接到电源模块 7。 0013 太阳能电池板提供小车的动力， 打开开关 12 后， 首先进行寻光， 寻找到光源后， 小 车向光源前进， 若红外避障探头 0 检测到障碍物， 小车能够绕开障碍物。在这个过程中太阳 能板始终对着光源， 保证最大效率的利用光能。 说 明 书 CN 202078745 U CN 202078751 U1/1 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 202078745 U
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