基于激光雷达的避障转向装置、工作方法和无碳小车制造方法及图纸

本发明专利技术属于转向装置领域，具体涉及一种基于激光雷达的避障转向装置、工作方法和无碳小车，其中避障转向装置包括：控制单元、位于车身的转向机构；其中所述控制单元适于检测障碍物并驱动转向机构使小车实现自动避障行走；本发明专利技术的基于激光雷达的避障转向装置具有结构简单紧凑、加工容易、质量轻、成本低、智能避障和直线自我校正等优点。

Obstacle avoidance steering device, working method and carbon free Trolley Based on laser radar

The invention belongs to the field of steering device, in particular to an obstacle avoidance laser radar based on steering device, working method and carbon free car obstacle avoidance steering device comprises a control unit, a steering mechanism is positioned in the body; wherein the control unit is adapted to detect obstacles and drive steering mechanism make the car automatic obstacle avoidance walking laser radar; obstacle avoidance steering device has the advantages of simple and compact structure, easy processing, light weight, low cost, intelligent obstacle avoidance and linear self correction advantages based on the invention.

【技术实现步骤摘要】
基于激光雷达的避障转向装置、工作方法和无碳小车
本专利技术涉及一种转向装置，具体涉及一种基于激光雷达的避障转向装置、工作方法和无碳小车。
技术介绍
设计并制作无碳小车已逐渐成为地区性乃至国家级的机械设计比赛。给定一重力势能为4焦耳(高度落差为400士2mm),质量为1kg,尺寸Φ50×65的重块,根据能量转换原理,设计一种重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车；小车为三轮结构,具有转向控制机构,且该转向控制机构具有可调节功能或者可快速更换结构以适应设有不同间距障碍物的竞赛场地，驱动小车行走及转向的能量只能由给定的重力势能转换而来,不可使用其他的能量来源。给定重力势能为重物下降来获得,重物落下后须被小车承载并同小车一起运动,不允许从小车上掉落。现有的无碳小车的转向机构大部分都采用凸轮、齿轮、曲柄摇杆、不完全齿轮作为小车驱动的转向机构，这些机构存在以下缺点:一是机零件加工要求精度高，成本高,加工困难，此外零件受加工精度影响大；二是零件安装精度有要求，且容易受温度影响，安装不便；三是零件尺寸大，质量重，使得整车尺寸变大；四是存在多处摩擦副，且传动链长，行驶阻力大，导致能量损失严重，控制精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种避障转向装置，其特征在于，包括：控制单元、位于车身的转向机构；其中所述控制单元适于检测障碍物并驱动转向机构使小车实现自动避障行走。

【技术特征摘要】
1.一种避障转向装置，其特征在于，包括：控制单元、位于车身的转向机构；其中所述控制单元适于检测障碍物并驱动转向机构使小车实现自动避障行走。2.根据权利要求1所述的避障转向装置，其特征在于，所述转向机构包括：转向前轮和设于车身底板前部的转向基座，以及位于转向基座一侧的舵机；所述转向基座沿竖直方向设一通孔；一前叉的上部穿过所述通孔并通过齿轮副与舵机的输出轴相连，所述前叉的下部设有转向前轮；当检测到障碍物时，所述控制单元控制舵机带动前叉转动，以使转向前轮转向，以使小车实现自动避障行走。3.根据权利要求2所述的避障转向装置，其特征在于，所述前叉的上部为前叉轴，以及位于前叉的下部为两前叉腿，两前叉腿上分别开有前轮轴孔；所述转向前轮处于两前叉腿之间；即位于所述转向前轮两侧的轴承适于分别装配在相应前轮轴孔内；以及所述控制单元中的光电编码器的转轴适于连接前轮轴孔和轴承，以检测转向前轮的滚动距离。4.根据权利要求3所述的避障转向装置，其特征在于，所述齿轮副包括：安装于舵机输出轴端的舵机齿轮，以及安装于前叉轴的前叉齿轮；所述舵机齿轮与前叉齿轮啮合，且当舵机输出轴转动时，所述舵机齿轮跟随转动，并带动前叉齿轮转动，进而带动前叉转动，以使转向前轮转动相应角度，避开障碍物行走。5.根据权利要求4所述的避障转向装置，其特征在于，所述控制单元包括：处理器模块、与所述处理器模块相应的输入端分别相连的陀螺仪和激光雷达，以及与处理器模块输出端相连的舵机驱动模块；所述陀螺仪适于检测车身的绝对角度；所述激光雷达位于车身中部且适于检测小车周身的障碍物信息；所述障碍物信息包括：车身前端与障碍物的障碍距离，以及左、右车身分别与左、右道路边缘之间的左、右边距；当车身的正前方出现障碍，激光雷达检测障碍距离，若该障碍距离小于处理器模块设定距离，所述处理器模块根据左、右边距判断车身处于道路的位置；若车身偏于道路一侧，则所述处理器模块控制舵机驱动模块启动舵机带动转向前轮1向该道路另一侧偏转，以避过障碍物；以及当小车行进至道路弯道时，车身的左边距和/或右边距瞬间增大且超过道路宽度，所述处理器模块控制舵机转动使车身掉头或转弯。6.根据权利要求5所述的避障转向装置，其特征在于，当车身的正前方障碍消失后，所述处理器模块发出直线行走信号，并根据转向前轮的滚动距离和车身的绝对角度，控制舵机对小车行进路线进行直线修正。7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈金荣，王浩宇，向思铭，王子林，惠杰，唐启阳，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏,32