小型電動車與掃地機的智能一體機的研制

成中平 張遜

【摘要】小型電動車是農村廣泛使用的一種交通工具，而掃地機在我國農村的道路與宅院清潔有非常大的需求。本文依據兩者在農村市場的普適性，將小型電動車與掃地機兩者功能有效整合，進行了智能化一體機化的研制，并從機械結構上與檢測與控制電路上進行了試驗。結果表明，樣機功能符合要求。

【關鍵詞】小型電動車；掃地機；智能

一、研究目的

隨著全球可持續發展呼聲的不斷加強，環保節能成為時代主題。低碳、低耗的出行工具成為新時代下全世界人民的寵兒。應時而動，而電動車發展迅速，很快風靡全球。其中小型電動車因為適合中國國情，特別是廣大農村，受到很大的歡迎。四輪小型電動車為時速在60公里以內，乘員數不超過4人，且總質量不超過1200公斤的四輪電動車，業內估算目前市場保有量約為200萬輛。

而隨著農村的生活水平的提高，房子基本上都是比較寬敞式小樓，其使用面積正常都在200平方米以上，其中還有較大的院落，因此，對電動掃地機與電動車的整合設計與制造，各式各樣產品使得人的生活更加便利，更普遍的情況是我們大量的街道和公用場所，需要更多的掃地機，特別是農村道路與鄉鎮道路及公用場合，因此研制一款適合其使用情況的掃地機有很大的意義。

二、設計構造

掃地機在我們一般構想中為乘坐式掃地機，以上除了人力操控的掃地機以外，目前乘坐式掃地機也是使用汽油引擎提供動力，所以將電動車以及電動掃地機整合在一塊，以電動車來拖曳電動掃地機，不僅不必耗費人力又足以達到零消耗石化能源，邁向符合未來趨勢的方向。

關于車架的改動，將掃地機的電池以及驅動馬達都架設于車架上，車架采用鋁型材的裁切、組合而成。輪子采用四個同樣尺寸之風輪，再將車架的前輪部分配合一個四連桿轉向機構，以防前車在轉向時，后方車架因無法循跡而翻覆亦或任何不順暢之表現，有限制最大轉向角，防范四連桿機構會有死點問題。另因此車架有設計內輪差，以防過度轉向會造成車輛在帶有一點速度過彎時穩定性不足。

采用電動機電池動力，配以此種機械結構，有著低震動、低重量、低噪音、操作容易等優勢，保養簡易并不麻煩且極少有保養維護這部分的花費，整體上安全性提高了，讓掃地工作變得更加輕松。

二、避障電路

采用左右兩個紅外傳感器。紅外傳感器，是目前使用比較普遍的一種避障傳感器，其處理電路如圖2所示，通過調節R23、R24兩個電位器，可調節兩個紅外傳感器的檢測距離為10cm～80cm，開關量輸出（TTL 電平），簡單、可靠。我們采用這種電路，能可靠地檢測左前方、右前方、前方的障礙情況，為成功避障提供了保證。

三、驅動電路、金屬檢測及光源檢測電路

金屬檢測電路采用了一只渦流型鐵金屬探測傳感器，型號：LJ18A3-8-Z/BX。可靠探測距離，小于 8cm。

一般電動小車的本身自帶的換向及驅動電路，但比較粗糙，電機的特性也很不好，不能調速。

系統的控制部分以單片機為核心，通過對前向通道各種傳感器信號的采集、處理，較好地實現了后向通道驅動及轉向電機的運動控制和相關信息的處理、顯示和聲光。

四、小結

經幾輪樣機試驗和分析比較，小型電動車與掃地機智能一體化機存在以下幾項優缺點。

優點：

（1）節省人的負擔，同時將兩者整合節省了成本費用，節約了旋轉空間。

（2）維修率低，發動機有眾多部分及小零件需要保養維護。

（3）有別于引擎式，馬達啟動輕松容易，不需像引擎式因久置或者氣候關系煩惱如何輕松啟動引擎。

（4）低噪音、無煙、零污染。

缺點：

（1）當路面不平時，掃地的高度也會不一致，可能會造成清潔程度的不一致。

（2）機動性不高，適合用于廣闊空曠處。對死角和拐彎處的清掃需要進一步改進與提高。

參考文獻

[1]郭孔輝.電動汽車發展應優先低端小型產品[EB/OL].2011-09-09：www.china-nengyuan.com/news/22069.html.

[2]肖景和.紅外線熱釋電與超聲波遙控電路[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[3]張立科.單片機典型模塊設計實例導航[M].北京：人民郵電出版社，2004.

[4]謝自美.電子線路設計.試驗.測試[M].武漢：華中科技大學出版社，2004.

作者簡介：成中平（1964—），男，江蘇泰興人，本科，副教授，研究方向：汽車維修專業教學、紡織材料、化學高分子材料的研究。