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不倒婴儿车的设计
发布日期:2018-06-05 新闻来源: 正文字号
德州学院机电工程学院  吴昊
 
1 问题分析
婴儿车是婴儿出行的必备工具,每一个婴儿都有自己的婴儿车。但是,市面上的婴儿车存在如下问题:上下台阶时普通婴儿车会出现翻车的危险,推着婴儿车出行时会出现交通事故,下斜坡时因不能及时刹车而出现危险。
2 产品设计
  针对普通婴儿车出现的以上问题,我们在普通婴儿车的基础上加上两个机械陀螺仪、一个电子陀螺仪和两个刹车装置。
2.1机械陀螺仪
  当一个物体高速旋转时,在没有外力的情况下,该物体的指向保持不变,同时反抗任何改变该物体的力量。通过这一特性而制造出来的物体叫机械陀螺仪。
  根据机械陀螺仪这种特性,我们在普通婴儿车前后各加一个机械陀螺仪,并根据婴儿车的倾角改变机械陀螺仪的转速,倾角越大转速越大。这样,普通的婴儿车就变成了一辆“不倒”婴儿车,在上下台阶和受到车辆撞击时,婴儿车依然保持稳定不倒,保护了婴儿的安全。
2.2电子陀螺仪
  我们用的是MPU-6050模块,它能够输出三轴加速度和三轴角速度并能够间接测量出倾角。MPU-6050角速度检测范围为±250°、±500°、±1000°与±2000°/sec(dps),反应速度快,可准确测量被测物体的速度和加速度。并且,用户可编程控制的加速器感测范围为±2g、±4g、±8g和±16g。产品传输可透过最高至400KHz的IIC或最高达20MHz的SPI。MPU-6050可在不同电压下工作,VDD的供电电压范围为2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%。逻辑接口VDDIO供电为1.8V±5%。                                             
  我们通过MPU-6050模块(原理图如图3所示)测量出婴儿车的倾角和加速度,通过婴儿车的倾角和加速度的值,判断婴儿车是否发生了倾斜和撞击,从而改变机械陀螺仪的旋转速度,保证婴儿车的稳定。
2.3自动刹车装置
  我们在婴儿车两后轮上各加上一个自动刹车装置。婴儿车下斜坡时,因为下坡速度太快婴儿车可能不受控制而发生意外,当电子陀螺仪检测到这种情况时,刹车装置自动启动(不是完全刹住,只是让婴儿车缓慢下坡),来保证婴儿车的安全。
主管单位:河北省农业机械化管理局主办单位:河北省农业机械化研究所
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