跟随式自动行李箱
多功能智能跟随行李箱控制系统设计

多功能智能跟随行李箱控制系统设计一、选题的依据及意义行李箱是人们旅途中的好帮手,最早的行李箱可追溯到20世纪20年代的木制手提箱,随着航空业的发展,轮式行李箱于1972年在美国问世[1]。
直至1987年才出现了装上了轮子和拉杆的立式拉杆箱,解决了乘务人员到处跑的困难,逐渐普及到全球市场。
行李箱极大地方便了人们的出行,如今的行李箱不只是设计的更美观更人性化,万向轮的使用也让拖行更加方便。
而在当今的移动互联时代,各种智能化设备一步步融入人们日常生活的各个领域,智能行李箱也不例外。
定位防盗、自动跟随、智能称重、USB充电等功能通过智能硬件都可以集成在行李箱上,尤其是自动跟随功能,能让你解放双手、边走边玩,智能行李箱的问世是行李箱发展史上的一次重大突破。
故而本产品——多功能智能跟随行李箱的设计,符合党的十九届五中全会提出的“强化国家科技力量、提升企业科技创新水平,以创新驱动、高质量供给创造新需求,打造经济发展新动能”的时代要求,具有助力科技进步、方便人民生活的社会意义,在实现成本减少后,销量的增加也能带来可观的成本,创造商业价值。
二、国内外研究现状及发展趋势1.国外智能跟随行李箱研究现状国外智能跟随行李箱的发展相对较早,在2015年4月,以色列AI Robotics公司曾向公众发布了一款机器人旅行箱产品的概念模型,箱子内置摄像头和动力驱动装置,可以通过蓝牙与用户手机连接,具有自主跟随用户行走并与用户进行互动交流的功能,而且箱子可以自动检测内部物品的重量,让用户在旅途中快速了解行李是否超重,同时具有防盗报警器功能,超过预定的安全距离就会报警,除此之外还能通过内置充电系统为手机和其他电子设备充电。
但AI Robotics公司众筹200万美元之后,至今尚未将产品交付给消费者,目前在做无人飞行器产品。
2016年,美国的Blue smart公司向公众推出了第一代智能旅行箱产品Blue smart One,相比以色列AI Robotics公司的机器人旅行箱概念模型,Blue smart One多出了使用手机app对箱子进行GPS定位追踪、手机操控上锁解锁、记录飞行距离和降落机场等更加丰富的功能。
基于Arduino的多功能自动跟随行李箱设计

0 引言随着人们的生活水平不断提高,消费者对行李箱的需求也呈现出多样化的倾向,过去比较单一的使用方式已经不能满足人们的需求。
为了缓解旅客在拖拉行李箱时造成的疲劳,市场上出现了智能跟随式行李箱,许多学者对其进行了相关研究。
文献[1-5]分别从优化设计、跟随系统、控制系统、传输系统等方面进行研究,取得了一定成果。
然而,目前的跟随式行李箱相比传统行李箱由于增加了驱动系统、控制系统等,无疑减小了使用空间,增加了产品重量。
这就使得跟随式行李箱的功能需要进一步完善,使其满足消费者的需求。
随着控制技术[6]、监控系统[7]、定位技术[8]等电子技术的飞速发展,尤其是结构简单、功能强大的Arduino开源单片机的发展[9],为跟随式行李箱的智能化设计提供了新的思路。
因此,本文将对自动跟随行李箱的功能需求进行分析,并对行李箱的总体结构进行设计,使其满足相应的功能。
根据自动跟随行李箱的结构特点,选用Arduino单片机作为主控制器,并采用相关元器件对行李箱控制系统的硬件和软件进行设计,从而完成自动跟随行李箱的整体设计。
1 自动跟随行李箱总体结构设计1.1 功能需求分析目前,自动跟随式行李箱由于采用了驱动机构和相关的电控元件,缩小了内部的使用空间。
消费者行李较少时,需要的空间小,而行李较多时,需要更大的空间用以装载更多物品。
因此,实现行李箱内部空间自动变化是一重要的功能需求。
自动跟随式行李箱在运动过程中,尤其是在楼梯、电梯、人多、粗糙路面等不适宜“自动跟随”的场合,需要将驱动轮自动收缩,从而完成自动/手动切换;另外,行李箱的拉杆需要人力拉出,其自动化、智能化水平受到了一定限制。
通过对自动跟随行李箱的功能需求进行分析可知,本设计需要实现的功能有内部空间自适应变化、自动/手动自由切换、拉杆自动弹出等。
1.2 结构组成及工作原理利用三维建模软件Solidworks对多功能自动跟随式行李箱的结构进行设计。
如图1所示为自动跟随行李箱的总体结构三维示意图,与普通行李箱的外观类似,同样拥有拉杆、密码锁、行李箱本体、万向轮等;此外,在行李箱本体上端的四个面装有四个红外传感器,通过四个红外传感器可以检测操作者的操作状态。
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基本计划
确定需要得技术与知识 明确分工,确定每个人学习的内容
分模块完成各个部件逐步完成
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FOLLOW 智能行李箱
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申报成员
刘若琳 自动化一班 陈新傲 自动化一班 郭晓庆 自动化二班 谢雨欣 自动化二班 王东晓 自动化二班
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背景
针对市场现有行李箱拖拉便利性不足、当在人群多的地方还有可 能被盗的风险,本项目实现行李箱的智能控制,使行李箱通过手 势或其他方式跟随人行走,带有防盗功能,当箱子远离人一定距 离会发出警报声,极大的提升了用户的体验。 本项目对于机器人 服务于人类的研究具有重要实用价值。
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组内讨论
自动跟随
智能防盗
智能避障
再也不怕撞人了
GPS全球定位 再也不用怕错拿或丢失行李箱了。
智能称重
再不怕手机电脑没电了
无线通讯 暂时不确定用哪种无线通讯方式
智能备用双方式开锁 手机一键开锁 密码开锁
180度旋转杆
尝试实现自动上楼梯
智能跟随行李箱

智能跟随行李箱智能科技的发展正在改变我们的生活方方面面。
作为一个紧密联系着人们出行需求的行李箱,智能跟随行李箱已经成为旅行者们的新宠。
本文将通过介绍智能跟随行李箱的特点、功能以及优势,探讨这一新兴科技的应用前景和对旅行的影响。
一、智能跟随行李箱的特点与功能智能跟随行李箱是一种结合了智能科技与传统行李箱的创新产品。
它通过搭载了定位传感器、智能芯片和电动驱动系统等先进技术,实现了自动跟随主人的功能。
首先,智能跟随行李箱具备高精度的定位功能。
内置的GPS定位系统可以实时追踪行李箱的位置,确保主人能够随时知晓行李箱的所在。
其次,智能跟随行李箱还可以通过与智能手机的连接,利用手机地图应用实现精确定位。
主人只需打开手机定位功能,就可以准确无误地找到自己的行李箱,避免了旅途中因行李遗失而带来的烦恼。
除了定位功能,智能跟随行李箱还具备自动巡航和避障功能。
通过搭载的传感器系统,行李箱可以实现自主导航,根据主人的行进方向进行智能跟随。
同时,当遇到障碍物或不同地形时,传感器会感知到,并自动调整行李箱的行进方向,确保行李箱在旅途中不会与障碍物发生碰撞。
二、智能跟随行李箱的优势智能跟随行李箱的出现给旅行带来了许多便利和乐趣。
首先,它解放了人们的双手,提高了出行的舒适度。
传统行李箱需要人工拖拉,给旅行者带来了相当大的负担。
而智能跟随行李箱可以自主行走,主人只需在身边携带,无需费力拖动,轻松行走。
其次,智能跟随行李箱提高了行李的安全性。
传统行李箱容易遭到行李盗窃或遗失的风险,给人们出行带来了不必要的担忧。
而智能跟随行李箱通过实时定位和手机连接,使得主人随时了解行李箱的位置,避免了盗窃和遗失的情况发生。
此外,智能跟随行李箱的智能化设计也赋予了它较高的处理能力。
它能够根据主人的行进速度进行智能调整,保持适当的行进距离,不会过于接近或远离主人。
这种智能化的设计,使得行李箱能够与主人保持紧密的联系,给主人提供更好的行李护理服务。
三、智能跟随行李箱的应用前景智能跟随行李箱作为智能科技与旅行结合的典型代表,正逐渐走进人们的生活。
智能行李箱,自动跟随并保护旅行者安全

智能行李箱,自动跟随并保护旅行者安全一、现状分析随着人们旅游需求的增加,行李箱成为人们出行中不可或缺的物品。
然而,普通行李箱存在一些不便之处,如重量沉重、携带不便、易遗失等问题。
为了解决这些问题,智能行李箱应运而生。
智能行李箱通过集成各种先进技术,实现了自动跟随和保护旅行者安全的功能。
目前市场上已经出现了一些智能行李箱产品,这些产品通常包含追踪定位、自动跟随、智能防盗等功能。
追踪定位技术可以通过内置芯片和APP实时显示行李箱所在位置,以便旅行者随时了解行李箱的位置信息。
自动跟随技术则利用传感器和机械结构,使得行李箱可以自动跟随旅行者的步伐,减轻旅行者的负担。
智能防盗功能可以通过指纹识别、密码锁等手段,保护行李箱内物品的安全。
二、存在问题尽管智能行李箱在一定程度上解决了传统行李箱的问题,但仍然存在一些问题需要解决。
智能行李箱的成本较高,限制了其在市场上的普及和推广。
智能行李箱的自动跟随功能在实际使用中存在一定的局限性,比如在复杂的地形或拥挤的场合下,跟随效果可能并不理想。
智能行李箱的防盗功能还有待进一步加强,以应对日益增加的盗窃风险。
三、对策建议针对上述问题,为了推动智能行李箱的进一步发展和普及,我们提出以下对策建议:1. 降低成本:加强研发,改进生产工艺,提高生产效率,降低生产成本。
与供应商进行合作,探索降低零部件价格的可能性,以降低整体成本。
2. 改进自动跟随技术:通过研发更先进的传感器和机械结构,提高智能行李箱的自动跟随功能。
可以考虑采用摄像头和计算机视觉技术,提高行李箱的识别和跟随能力。
通过数据分析和算法优化,提升智能行李箱在复杂环境下的跟随效果。
3. 强化防盗功能:加强智能行李箱的防盗功能,可以在行李箱内部设置传感器,对行李箱进行实时监测,一旦发生异常情况,及时报警。
可以考虑采用RFID技术,将行李箱与旅行者的手机或手表等绑定,实现无线报警和远程控制。
4. 提供个性化定制:根据不同旅行者的需求,提供个性化定制的智能行李箱。
智能行李箱:旅行生活的新伙伴

智能行李箱:旅行生活的新伙伴想象一下,当你踏入机场的那一刻,一个忠实的伴侣紧紧跟随在你身边。
这不是一位活生生的旅伴,而是一款充满智慧的行李箱,它就像是一位贴心的管家,随时待命,为你提供无与伦比的便利。
这就是智能行李箱,一个正在改变我们旅行方式的革命性产品。
首先,让我们来探讨智能行李箱的核心功能。
它不仅仅是一个装载物品的容器,更是一个集成了高科技的移动办公室。
通过蓝牙或Wi-Fi连接你的智能手机,你可以轻松地追踪行李位置,甚至在必要时锁定它,防止丢失。
这就像是给你的宝贝装备了一套隐形的护甲,让它们在旅途中安然无恙。
而且,一些高端的智能行李箱还配备了自动跟随技术。
想象一下,你无需拖拽,只需佩戴一个手环或使用手机应用,行李箱就会像一只训练有素的宠物一样,紧跟在你的身后。
这种技术的应用,无疑为那些频繁旅行、双手需要自由的商业人士带来了极大的便利。
然而,尽管智能行李箱的功能令人眼花缭乱,但它们并非没有缺点。
高昂的价格使得许多消费者望而却步。
此外,复杂的技术也意味着一旦出现故障,修理起来可能会相当麻烦。
这就像是拥有一辆豪华轿车,虽然驾驶体验一流,但维护成本和保养难度也是成正比的。
那么,智能行李箱真的是旅行生活的必需品吗?答案是:视情况而定。
对于那些经常出差、重视便捷性和安全性的商务人士来说,智能行李箱无疑是一个值得投资的好伙伴。
但对于偶尔度假的家庭来说,传统行李箱可能已经足够满足需求。
在这个信息爆炸的时代,我们需要的不仅仅是更多的设备,而是能够真正提升我们生活品质的创新。
智能行李箱正是这样一项创新,它用科技的力量,为我们打开了一扇通往更轻松、更愉快旅行生活的大门。
尽管它还存在一些不足之处,但随着技术的不断进步,未来的智能行李箱定会变得更加完美,成为更多旅行者的理想选择。
总之,智能行李箱就像是一颗冉冉升起的新星,它以其独特的魅力和强大的功能,正在逐渐成为旅行生活的新伙伴。
让我们拭目以待,看看这个小小的行李箱如何在不久的将来,彻底改变我们的旅行方式吧!。
智能行李箱实验报告单

一、实验名称:多功能智能跟随行李箱实验二、实验目的:1. 了解智能行李箱的工作原理和功能特点;2. 掌握智能行李箱的组装、调试和操作方法;3. 体验智能行李箱在实际应用中的便利性。
三、实验器材:1. 多功能智能跟随行李箱1台;2. 电源适配器1个;3. 数据线1根;4. 计算机1台;5. 超声波传感器1个;6. 激光雷达传感器1个;7. 指纹传感器1个;8. 称重传感器1个。
四、实验原理:多功能智能跟随行李箱采用UWB定位技术,结合分布式控制系统硬件结构方案,实现自动跟随、自动避障、指纹解锁、自动称重、超距离报警等功能。
以下为各功能原理:1. 自动跟随:通过UWB定位技术,实时获取行李箱与用户之间的相对位置,根据预设算法,驱动行李箱底部电机实现跟随效果。
2. 自动避障:利用超声波传感器和激光雷达传感器,实时检测行李箱前方障碍物,通过算法判断并控制行李箱避开障碍物。
3. 指纹解锁:通过指纹传感器采集用户指纹信息,与预先录入的指纹信息进行比对,实现指纹解锁。
4. 自动称重:通过称重传感器,实时测量行李箱及箱内物品的重量,并在显示屏上显示。
5. 超距离报警:以UWB定位技术为基础,当行李箱与用户距离超过预定距离时,自动发出报警信号。
五、实验步骤:1. 组装智能行李箱:将各个部件按照说明书要求组装,包括电池、电机、传感器等。
2. 调试智能行李箱:连接电源适配器,开启行李箱,通过计算机进行调试,包括UWB定位、避障算法、指纹解锁等。
3. 操作智能行李箱:在保证安全的前提下,进行以下操作:(1)指纹解锁:用手指按在指纹传感器上,完成解锁;(2)自动跟随:跟随实验者移动;(3)自动避障:遇到障碍物时,自动避开;(4)自动称重:将行李箱放置在水平面上,查看显示屏上的重量;(5)超距离报警:当行李箱与实验者距离超过预定距离时,发出报警信号。
六、实验结果与分析:1. 自动跟随功能:在实验过程中,智能行李箱能够准确跟随实验者移动,跟随距离在1米范围内,满足实验要求。
智能跟随行李箱

第十一届重庆市大学生“合泰杯”单片机应用设计竞赛作品创意书参赛编号:20180207基于HT66F70A单片机的智能跟随行李箱学校:重庆电信职业学院学院:汽车与电子工程学院指导教师:文水兵、李长伦参赛成员:文尤龙肖平古龙敏公元2017年12月18日作品创意书一、摘要根据现代人出行时手提行李过多而手忙脚乱的情况,本文设计了一款结合红外线避障系统的智能行李箱。
系统以HT66A70A单片机为控制核心,主要由电源模块、避障模块、蓝牙模块、执行模块等组成。
作品实现了行李箱自动跟随主人行走、障碍物避障绕行、自动报警、USB充电、GPS定位等功能,解决了现有行李箱笨重不易携带、易丢失等问题,使出行更便捷,具有广阔的市场前景和应用价值。
关键词:红外线避障;HT66A70A单片机;二、作品介绍2.1创作动机每当节假日的时候很多同学需要长途旅行,行李较多,携带麻烦。
如今出远门行李箱成了必不可少的拖载物品,其中大部分的型号亦附有内置小轮,可用拉杆方便拉动,2010年后亦出现有4个小轮的行李箱,除了可作360度的旋转外,在平地更可以不费力轻易推动。
不过随着人们物质需求逐步上升,有时候行李箱会给人们造成一些不便之处。
据调查,虽然有轮子辅助,但如果长时间的拉动,会造成旅人高度疲惫,极大的不符合现代人的高科技、舒适生活。
如果行李箱可以自行移动,就可以极大方便人们出行。
而今随着社会智能化应用到各个行业,为了更好的服务人类,科技结合生活创造幸福生活。
通过对行李箱智能化设计改造,可以让人们可以更加方便进行行李的拖运。
在开阔地上可以顺利的跟随主人行走。
在有少量障碍物的平地上在主人与其距离较近的情况下也可较好运行。
2.2功能(1) 保持一定距离自动跟随主人同步移动。
(2)在跟随主人行走时,检测障碍物的距离并自动避障。
(3)行李箱因距离过远而与手机蓝牙信号断开,则自动发出警报提醒主人行李箱走丢了。
(4)旅行箱内置充电USB接口,可以在手机或其他电子设备没电时进行充电。
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机电一体化大作业自动跟随行李箱设计组长:刘志鸿20127631(模型建模)组员: 张平亮20127624(模型建模)郑顺 20127627 孙健锟20127633(控制系统)曾小良 20127632 胡宇涵20127626(传动,程序)指导老师:李敏2014年11月目录自动跟随行李箱设计................................................. ○总体思路........................................................... 二1.引言............................................................. 二2.控制系统硬件设计思路............................................. 二2.1控制芯片的设计............................................. 三2.2超声波传感器的设计......................................... 三2.3电源的设计............... 四2.4 无线串口模块设计........................................ 五2.5 直流电机驱动设计........................................ 六2.6蓄电池的选择............................................... 九3.传动设计......................................................... 九4.程序设计....................................................... 十一5.模型结构....................................................... 十二自动跟随行李箱设计总体思路控制系统通过测距传感器感知主人的方位与距离,以实现智能跟随的功能。
硬件电路主要采用单片机、超声波测距模块、电机驱动模块、无线串口信号传输模块;软件部分由上下位传感器调试程序构成。
行李箱的驱动采用直流电机驱动,直流电机的动力来源由蓄电池提供。
总体参数设计:行李箱的外观尺寸为70cm ×40cm ×20cm ,总质量20kg 、根据成人步行的一般速度设计跟随速度为1m s ,正常工作时间为4小时。
(计算所涉及的重力加速度210mg s 。
)1.引言随着社会的进步,智能化技术已经应用到各行各业,利用传感器自动导航的机器人已经得到应用,但使用CCD 摄像头传感器,价格高,处理复杂,成本高,如果在自动跟随行李箱中采用超声波传感器,其传感器有体积小,处理简单,成本低等优点,因此本设计中采用超声波传感器,成功实现行李箱的自动跟随。
2.控制系统硬件设计思路单片机通过采集行李箱前面5个超声波的值,判断行人的当前位置,然后控制直流电机,实现行李箱的转向,前进,后退等功能,单片机通过无线串口模块,把当前传感器数据传输给上位机,通过上位机数据显示来进行传感器好坏的判断和距离阀值的修改。
图1 控制系统硬件控制结构图2.1控制芯片的设计本控制器采用飞思卡尔公司生产的S12XS128芯片做控制芯片,S12芯片具有SCI,PWM等功能,同时具有丰富的I/O引脚,成本低廉是用方便,可以实现本控制器的功能。
图2 控制芯片电路图2.2超声波传感器的设计本传感器采用HY-SRF超声波模块,工作电压为5V,工作电流为15MA,工作频率40HZ,最远探测距离4.5M,最近探测距离2CM,探测角度为15度,在本设计中行李箱前部均匀分布有5个传感器,实现前方都可以探测到人,防止视野死角。
图3 超声波传感器电路图图4 超声波模块2.3电源的设计在本设计中单片机,超声波模块,无线串口都需要5V供电,所以电源采用LM2940提供5V电压。
LM2940电路原理如图所示。
图5 LM2940电路原理图2.4 无线串口模块设计无线串口采用APC200-43多通道为功率嵌入式无线数据传输模块。
APC200-43模块式高度集成半双工微功率无线数据传输模块,提供多个频道的选择,可在线修改串口速率,发射功率,发射频率等各种参数,同时具有小体积宽电压运行,传输距离较远可以应用与本设计中。
图6 APC200-43无线串口模块APC200A-43模块是高度集成半双工微功率无线数据传输模块,其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。
创新的采用高效的循环交织纠检错编码,抗干扰和灵敏度都大大提高,最大可以纠24bits连续突发错误,达到业内的领先水平。
APC200A-43模块提供了多个频道的选择,能够透明传输任何大小的数据,而用户无须编写复杂的设置与传输程序,并提供UART/TTL,RS485以及RS232三种接口。
同时小体积,宽电压运行,较远传输距,丰富便捷的软件编程设置功能,使APC200A-43模块能够应用与非常广泛的领域。
2.5 直流电机驱动设计在本设计中电机驱动模块采用L298N 双H 桥直流电机驱动器。
本驱动供电范围5v-7v ,最大功率20W 。
本模块可以控制2个直流电机的正反停。
因为是四轮驱动,所以采用2块L298N 双H 桥直流电机驱动器可满足要求。
轮半径R=5cm ,跟随速度为1m s。
假设行李箱质量分布均匀,则有每一个轮所受的力为50N 。
轮胎与路面的滚动摩擦系数如下表,将行李箱滚轮近似视为实心橡胶轮胎,路面为优质路面,将滚动摩擦系数近似取0.1。
表1 轮胎与路面的滚动摩擦系数表则有:每一个滚轮所受到的滚动摩擦力:0.1505f p fN N N==⨯=,滚动摩擦力形成的力矩:25(510)N m 0.25N m f P f M P R -==⨯⨯⋅=⋅;行李箱受到的总摩擦力:44520f f F P N N==⨯=,总的摩擦力矩:440.251f f F P M M N m N m==⨯⋅=⋅滚轮角速度:2120510v radrad s s rω-===⨯, 转速:203.22rn s π=≈。
电机的输出转矩T 和总的摩擦力矩相等,则有电机的输出功率1 3.2600.020272095499549Tn P Kw Kw W ⨯⨯==≈≈。
考虑到电机效率一般为80%,故实际电机功率P20=W=25W 0.8P η=实根据摩擦力扭矩1N ·M 选择电机型号,并结合控制电路所选电机如下表加色行,具体参数见表格。
表2 JGB37-520直流电机参数表型号:JGB37-520参数表电压Voltage 空载No Load 堵转Stall 减速器Reducer 重量范围 额定 转速 电流 转速 电流 扭矩 扭矩 电流 减速比 尺寸 Weight Workable Rated Speed Current Speed Current Torque Torque Current Ratio Size 单位Range Volt.Vrpm ma rpm ma kg.cm kg.cm A 1:00 mm g3-9 6v 1280 300 896 700 0.07 0.28 2 6.25 19 144 3-9V 6V 800 300 640 700 0.1 0.4 2 10 19 144 3-9V 6V 425 300 340 700 0.18 0.72 2 18.8 22 150 3-9V 6V 266 200 212 500 0.3 1.2 2 30 22 150 3-9V 6V 142 200 113 400 0.56 2.2 2 56 24 158 3-9V 6V 88 100 70 400 0.9 3.6 2 90 24 1583-9V6V61100483501.35.2213126.531{kw}651095499549 3.765420p T N m n -⨯=⨯=⨯=⋅, 446210.09812510.050.1 4.906251032J LD kg m πρ-==⨯⨯⨯=⨯⋅,320(T J ) 2.5(1.1875 2.5210)1923.352L L L L P K Wαω-=+=⨯+⨯⨯=,222262621111223210101010()J () 4.9062510() 4.90625100.1()251022.5210L D D J J W D kg m ------⨯⨯=++=⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯⋅10052.6319n l N i N ===,m N i i a i T J J TTL i m L⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+++⋅=86.3max 2max2ηη,2max 2max max 0.1050.105 3.86 1.852.6822.56P T nL i W==⨯⨯⨯=,说明:1J :轮1的转动惯量[2kg cm ⋅]; 2J :轮2的转动惯量[2kg cm ⋅];W :皮带和工件的总质量(kg );1D :轮1的直径(cm ); 2D :轮2的直径(cm );综上,电机功率选择25W 。
2.6蓄电池的选择由于直流电机是该行李箱的主要耗能部件,因此我们在选择蓄电池的时候主要根据直流电机的参数来确定蓄电池的参数。
根据前面的计算和查阅资料我们知道电机的功率为25W,工作电压为5V,工作电流为1A,正常工作时间为4小时。
故蓄电池容量为Q=It=1×4=4Ah。
根据市场上出售的蓄电池,我们选用6V,4.5Ah 的蓄电池。
蓄电池输出的电经DC-DC电路将电压转换为5V后输送到直流电机。
考虑到成本,我们采用LC-RO64R5(6V4.5AH)铅酸蓄电池。
表3 LC-RO64R5(6V4.5AH)铅酸蓄电池基本参数外型尺寸:70*48*102,总高108(mm)类型:固定型蓄电池化学类型:铅酸蓄电池型号:LC-RO64R5NA 6V4.5AH品牌:Panasonic 松下4.5AH额定容量:3.传动设计传动模型如图7所示,图7 电机、传动装置和负载的传动模型图中m J 电动机M 转子的转动惯量mθ电动机M 的角位移 LJ 负载L 的转动惯量 LF T 摩擦阻转矩i----齿轮系G 的总传动比根据传动关系有:m m m L L L i θθθθθθ••••••===;其中:m m m θθθ•••、、分别为电动机的角位移、角速度、角加速度;L L L θθθ•••、、分别为负载的角位移、角速度、角加速度; LF T 换算到电动机轴上的阻抗转矩为/LF F T i ;L J 换算到电动机轴上的阻抗转矩为/L J P 。