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使用步进电机。步进电机的优点是具有快速启动和停转能力、转动角度精确。但此方案缺点显著,步进电机的功率小、速度慢,另外,其价格较高,且在原有的小车结构上不易找到合适的步进电机进行安装,硬件改造难度很高。
方案二:使用小车上原有的直流电机。虽然直流电机不易精确控制,但对于小车来说,其精确性并不十分重要。而其调速平滑方便,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;调整范围广、过载能力强、能承受频繁的冲击负载等优点则显得尤为突出。
经比较验证,显然方案一的机械结构也短时间内难以满足题目的要求,而方案二本身是与小车相兼容的,性能也比较好,采用方案二。
3电机驱动模块的选择:
方案一:采用继电器对电动机的开或关进行控制。通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。此方案电路简单,但继电器易损坏、寿命短,可靠性不高。
方案二:采用由分离元件达林顿管组成的H型桥式PWM电路驱动电机。这种电路由于管子交替工作在饱和与截止的模式下,因此效率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也极强。
方案三采用单片集成电路L298构成PWM电机驱动电路。L298是集成的桥式驱动电路,最大驱动电流可达到4A,可简单的实现转速和方向的控制。缺点:
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f小车启动时,由于突然施加的电压比较高,车轮容易打滑。由于我们对方案二不是很熟悉,综合总个系统的设计。我们选择了方案三。
4、路面轨迹探测模块:
方案一:用光敏传感器。地面的黑色和白色反光程度不同,由此判断传感器是否在黑线上方。但此方法易受到外界光源的影响,检测的灵敏度与小车的行驶环境有关,这就降低了系统的适应能力和可靠性。故最终未采用该方案。
方案二:分别置于轨道的两侧,根据其接受到白线的先后来控制小车转向来调整车向,但测试表明,如果两只光电开关之间的距离很小,则约束了速度,如果着重于小车速度的提升,则随着车速的提升,则势必要求两只光电开关之间的距离加大,从而使得小车的行驶路线脱离轨道幅度较大,小车将无法快速完成准确的导向从而有可能导致寻迹失败。
方案三、用三只光电开关:一只置于轨道中间,两只置于轨道外侧,当小车脱离轨道时,即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时,等待外面任一只检测到黑线后,做出相应的转向调整,直到中间的光电开关重新检测到黑线(即回到轨道)再恢复正向行驶。现场实测表明,虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆(因为所购小车r
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