小型电动车与扫地机的智能一体机的研制

成中平 张逊

【摘要】小型电动车是农村广泛使用的一种交通工具，而扫地机在我国农村的道路与宅院清洁有非常大的需求。本文依据两者在农村市场的普适性，将小型电动车与扫地机两者功能有效整合，进行了智能化一体机化的研制，并从机械结构上与检测与控制电路上进行了试验。结果表明，样机功能符合要求。

【关键词】小型电动车；扫地机；智能

一、研究目的

随着全球可持续发展呼声的不断加强，环保节能成为时代主题。低碳、低耗的出行工具成为新时代下全世界人民的宠儿。应时而动，而电动车发展迅速，很快风靡全球。其中小型电动车因为适合中国国情，特别是广大农村，受到很大的欢迎。四轮小型电动车为时速在60公里以内，乘员数不超过4人，且总质量不超过1200公斤的四轮电动车，业内估算目前市场保有量约为200万辆。

而随着农村的生活水平的提高，房子基本上都是比较宽敞式小楼，其使用面积正常都在200平方米以上，其中还有较大的院落，因此，对电动扫地机与电动车的整合设计与制造，各式各样产品使得人的生活更加便利，更普遍的情况是我们大量的街道和公用场所，需要更多的扫地机，特别是农村道路与乡镇道路及公用场合，因此研制一款适合其使用情况的扫地机有很大的意义。

二、设计构造

扫地机在我们一般构想中为乘坐式扫地机，以上除了人力操控的扫地机以外，目前乘坐式扫地机也是使用汽油引擎提供动力，所以将电动车以及电动扫地机整合在一块，以电动车来拖曳电动扫地机，不仅不必耗费人力又足以达到零消耗石化能源，迈向符合未来趋势的方向。

关于车架的改动，将扫地机的电池以及驱动马达都架设于车架上，车架采用铝型材的裁切、组合而成。轮子采用四个同样尺寸之风轮，再将车架的前轮部分配合一个四连杆转向机构，以防前车在转向时，后方车架因无法循迹而翻覆亦或任何不顺畅之表现，有限制最大转向角，防范四连杆机构会有死点问题。另因此车架有设计内轮差，以防过度转向会造成车辆在带有一点速度过弯时稳定性不足。

采用电动机电池动力，配以此种机械结构，有着低震动、低重量、低噪音、操作容易等优势，保养简易并不麻烦且极少有保养维护这部分的花费，整体上安全性提高了，让扫地工作变得更加轻松。

二、避障电路

采用左右两个红外传感器。红外传感器，是目前使用比较普遍的一种避障传感器，其处理电路如图2所示，通过调节R23、R24两个电位器，可调节两个红外传感器的检测距离为10cm～80cm，开关量输出（TTL 电平），简单、可靠。我们采用这种电路，能可靠地检测左前方、右前方、前方的障碍情况，为成功避障提供了保证。

三、驱动电路、金属检测及光源检测电路

金属检测电路采用了一只涡流型铁金属探测传感器，型号：LJ18A3-8-Z/BX。可靠探测距离，小于 8cm。

一般电动小车的本身自带的换向及驱动电路，但比较粗糙，电机的特性也很不好，不能调速。

系统的控制部分以单片机为核心，通过对前向通道各种传感器信号的采集、处理，较好地实现了后向通道驱动及转向电机的运动控制和相关信息的处理、显示和声光。

四、小结

经几轮样机试验和分析比较，小型电动车与扫地机智能一体化机存在以下几项优缺点。

优点：

（1）节省人的负担，同时将两者整合节省了成本费用，节約了旋转空间。

（2）维修率低，发动机有众多部分及小零件需要保养维护。

（3）有别于引擎式，马达启动轻松容易，不需像引擎式因久置或者气候关系烦恼如何轻松启动引擎。

（4）低噪音、无烟、零污染。

缺点：

（1）当路面不平时，扫地的高度也会不一致，可能会造成清洁程度的不一致。

（2）机动性不高，适合用于广阔空旷处。对死角和拐弯处的清扫需要进一步改进与提高。

参考文献

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[4]谢自美.电子线路设计.试验.测试[M].武汉：华中科技大学出版社，2004.

作者简介：成中平（1964—），男，江苏泰兴人，本科，副教授，研究方向：汽车维修专业教学、纺织材料、化学高分子材料的研究。