婴儿车——实用新型专利说明书

说 明 书 摘 要 本实用新型涉及一种婴儿车限速装置，其主要是在婴儿车的两后轮座上分别安装限速装置，该装置包括ATmega16L单片机最小系统，光敏电阻、高亮发光二极管（直径为4.7mm）、LM311芯片组成的传感器，表面粗糙且不反光钢制打孔码盘，RF-370C-15370直流齿轮电动机、L298N直流电机驱动电路、齿轮带、带橡皮头的有螺纹的刹车杆、螺纹套筒组成的刹车系统，带音乐集成电路板的喇叭和二极管报警灯组成报警系统、蓄电池。在婴儿车的车轮轴上安装一表面粗糙且不反光钢制打孔码盘、防光包围部件、光敏电阻、高亮发光二极管、LM311芯片组成的传感器、ATmega16L单片机控制系统、直流齿轮电动机、L298N直流电机驱动电路、带橡皮头的有螺纹的刹车杆、螺纹套筒和螺旋弹簧、带音乐集成电路板的喇叭和报警闪光灯、蓄电池。本使用新型结构简单、体积小，造价便宜，容易与市面上的婴儿车兼容。在婴儿车车轮上安装ATmega16L单片机最小系统和光敏电阻传感器来测量计算婴儿车的转速，并与设定好的速度数值进行匹配，若实际速度数值大于设定数值，则单片机驱动L298N控制直流电机转动，并利用直流齿轮电动机刹车系统制停使婴儿车，从而起到限速和保护的作用；反之，则保持正常行驶状态。并带有报警系统，起警示家长。摘 要 附 图 权 利 要 求 书 1、 限速婴儿车，其特征是当婴儿车的行驶速度过快时，用于限速和置停婴儿车，并发出报警信号，警示家长，从而起到保护车上婴儿的作用。2、 如权利要求1所述的限速婴儿车，其特征在于：在婴儿车上安装单片机系统。3、 如权利要求1所述的限速婴儿车，其特征在于：在婴儿车车轮上安装由车轮带动旋转的表面粗糙且不反光钢制打孔码盘。4、 如权利要求1所述的限速婴儿车，其特征在于：在婴儿车上安装防光包围部件，其内部相对两侧有光敏电阻和高亮发光二级光组成的传感器。5、 如权利要求1所述的限速婴儿车，其特征在于：在婴儿车上安装带音乐集成电路板的喇叭和报警闪光，并由单片机系统控制。6、 如权利要求2所述的限速婴儿车，其特征在于：在婴儿车上安装防光包围部件，其有LM311芯片、内部相对两侧有光敏电阻和高亮发光二级光组成的传感器电路结构，并由单片机系统控制。（附图1）7、 如权利要求2所述的限速婴儿车，其特征在于：在婴儿车上安装直流齿轮电动机、L298N直流电机驱动电路，并由单片机系统控制。（附图2）8、 如权利要求3所述的限速婴儿车，其特征在于：表面粗糙且不反光钢制打孔码盘，其特征为半径为10-30cm，且该打孔码盘上有一直径为0.5cm-1cm圆孔。9、 如权利要求7所述的限速婴儿车，其特征在于：齿轮带、带橡皮头的有螺纹的刹车杆、螺纹套筒组成的刹车结构。（附图3）说 明 书 限速婴儿车算法技术领域本发明应主要用于和婴儿车刹车相关的领域, 特别是在婴儿车上安装电子刹车系统。传统的婴儿车只有手动刹车装置，而缺乏自动刹车功能，因此传统婴儿车在没有手动刹车时，容易在滑坡高处滑落，而酿成事故。在婴儿车的车轮上添加具备自动刹车的电子刹车系统，可以有效防止意外的发生。同时带音乐集成电路板的喇叭，可以安抚车上婴儿情绪，不会惊吓到婴儿，而报警闪光灯，可以警示家长的注意安全。在ATmega16L模块中，由ATmega16L芯片及其外围电路组成。 在传感器模块中，由光敏电阻、高亮发光二极管和LM311芯片组成，配合钢制打孔码盘，即可探测信号并输出。在直流电机模块中，利用单片机的PWM功能和L298N调节直流齿轮电动机的正反转和转速,从而实现刹车杆的刹车速度和复位。背景技术在多滑坡的城市，如我国的香港，重庆等山城，由于地势变化幅度大，路段多滑坡，传统的婴儿车仅有固定车子的手动刹车部件，而没有自动刹车的功能，万一由于人为的疏忽，致使婴儿车从滑坡高处滑落，导致意外的发生。因此在婴儿车上安装限速婴儿车，能够弥补传统刹车系统的不足，起到多一重保险的作用。发明内容本实用新型解决的技术问题是：提供一种可安装在婴儿车上，实现自动化限速的系统，防止婴儿车在非人为的高速行驶。引用针对上述现有婴儿车的缺陷，本实用新型提供一种设备，该设备能够测量婴儿车车速，并在超速时限制婴儿车的速度，起到保护车上婴儿的作用。采用的技术方案是，在婴儿车的车轮轴上安装一钢制打孔码盘，利用ATmega16L单片机，光敏电阻、高亮发光二极管、LM311芯片组成的传感器，测量和计算车轮的转速，当转速超过预设值时，单片机控制直流齿轮电动机推动刹车杆，减速并制停婴儿车。现有婴儿车并不具备自动刹车功能，因此本实用新型提供更为自动化的保护措施。附图说明图1为LM311芯片、光敏电阻和高亮发光二极管组成的传感器电路,此电路利用光敏电阻特性，输出高低电平信号。图2 为L298N直流电机驱动电路，用于控制直流齿轮电动机的正反转和转速。图3 为限速婴儿车电路图。图4 为限速婴儿车的程序流程图。具体实施方式在阅读以下各方面的详细描述，还包括附图的说明后，本发明的这些和其他优点将显现无疑。下面结合附图对本发明作详细说明。主要部件包括ATmega16L单片机最小系统，光敏电阻、高亮发光二极管（直径为4.7mm）、LM311芯片组成的传感器，钢制打孔码盘，直流齿轮电动机、L298N直流电机驱动电路、齿轮带、带橡皮头的有螺纹的刹车杆、螺纹套筒组成的刹车系统，带音乐集成电路板的喇叭和二极管报警灯组成报警系统。ATmega16L芯片是AVR单片机系列中的产品，Flash程序存储器可擦写1000次以上,不再有报废品产生。因此，可根据用户的需要，更改内部计圈参数，从而调节婴儿车限速的速度标准。同时也方便程序的升级和改进。ATmega16L芯片高速度(50ns)、，硬件应用Harward结构,具有预取指令功能, 使得指令可以在一个时钟周期内执行。因此Harward结构保证其性能稳定，50ns高速度可在短时间内做出反应，低功耗节省电池的消耗。具有32个通用工作寄存器和丰富的IO接口,有128B4KB个SRAM,可灵活使用指令运算，便于产品的升级。利用C语言和CodeVision软件即可实现预想的需求，方便易用，也便于程序的修改和更新，因而被广泛利用于扩展领域，如超市手推车。 光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。利用光敏电阻器对光电转换这一特性，配合高亮发光二极管和LM311芯片即可实现对外部信号的探测，而且造价便宜。L298芯片是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进直流电机。因此实现两个婴儿车车轮上安装两个直流齿轮电动机，同时对婴儿车进行刹车控制。RF-370C-15370直流齿轮电动机，可用12V蓄电池驱动，启动转矩大，回转速度变动小，用途广泛，效率高、用电省、 维护方便，依需要加装制动器或高速装置。因此，其启动转矩大可以有效推动刹车杆在螺纹套筒中旋转；回转速度变动小可以缓慢推进刹车杆，而避免过快刹车而导致婴儿车翻车、抱死漂移、后座力加重而导致车上婴儿受伤。带音乐集成电路板的喇叭和二极管报警灯主要为了在意外发生时，可以安抚车上婴儿的情绪，不会让婴儿更加惊慌，同时提醒家长注意安全车速。限速婴儿车的主要部件包括ATmega16L单片机最小系统，光敏电阻、高亮发光二极管、LM311芯片组成的传感器，表面粗糙且不反光的钢制打孔码盘，直流齿轮电动机、L298N直流电机驱动电路、带橡皮头的有螺纹的刹车杆、螺纹套筒和螺旋弹簧组成的刹车系统，带音乐集成电路板的喇叭和二极管报警灯组成报警系统、蓄电池。在婴儿车车轮轴上的防光包围部件内部两侧，相对安装光敏电阻和高亮发光二极管，当高亮发光二极管通过打孔码盘上的圆孔照到光敏电阻时，则会产生低电平，当高亮发光二极管的光源被打孔码盘遮挡时，光敏电阻没能接收高亮发光二极管发出的光，则产生高电平（附图x）。利用这一特性，在车轮上安装表面粗糙且不反光的钢制打孔码盘，当车轮转动则带动打孔码盘转动，打孔码盘上有一直径为0.5cm-1cm的圆孔，可让二极管的光照射到光敏电阻，因此打孔码盘转一圈，传感器电路的输出端则会输出一低电平，输出端与单片计算机的管脚相连接，并把统计的圈数寄存在寄存器sum中。利用单片计算机的定时中断寄存器，在程序初始化中，对I / O口初始化和启动定时中断服务子程序，在定时中断服务子程序中，设定在一秒内(内部晶振为1000.000 kHz，counter循环40次为一秒），若单片计算机的管脚收集到小于4个低电平时，则把寄存器sum的圈数清零；若单片计算机的管脚收集到等于或大于4个低电平时，则认为婴儿车超速，进入中断子程序，利用单片计算机的脉冲宽度调制PWM和直流电机驱动电路共同控制直流齿轮电机（Motor）的转动速度和方向（由PD4（OC1B）口输出），直流齿轮电动机转动，配合内部螺旋弹簧作为推动力，推动带橡皮头的有螺纹的刹车杆在螺纹套筒转动，当接触到打孔码盘时，利用摩擦力使婴儿车减速，刹车杆接触越深，则减速越快，并利用PA口输出高电平，使带音乐集成电路板的喇叭鸣叫和报警灯闪烁。通过ATmega16L单片机控制系统上的复位键，可以让程序复位，中止报警。通过直流齿轮电动机的复位键，可以让刹车杆复位。说 明