具有能源回收功能的新能源自主导航物流车

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及具有能源回收功能的新能源自主导航物流车。

背景技术：

当前地球上的资源日益减少，特别是有工业血液之称的石油，随着全球化的开始，各国之间不断地开展往来活动，包括但不限于旅游活动、商业活动、工业活动。这些活动都会消耗大量的资源，特别是不可再生的石油资源。同时汽车数量的急剧增长也是加剧石油类产品的消耗，这就造成了石油的大量消耗与供不应求。

在物流厂房中，石油等资源的消耗也是出乎意料的巨大，再这样消耗下去，那么石油的开采将会枯竭，故而我国大力发展新能源技术与能源回收技术，因而本文提出一种具有能源回收功能的新能源自主导航物流车。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供具有能源回收功能的新能源自主导航物流车，解决现有小车均未能实现能量回收的技术问题。

具有能源回收功能的新能源自主导航物流车，包括车壳体，所述车壳体上设置有16线激光雷达、第一控制器、光电编码器、电机、电机驱动电路、第二控制器、电池和imu传感器，所述16线激光雷达与第一控制器连接，所述第一控制器与第二控制器通过串口连接，所述第二控制器经电机驱动电路与电机连接，所述光电编码器设置在电机上，并与第二控制器连接，所述imu传感器与第二控制器连接，所述电池与16线激光雷达、第一控制器、光电编码器、电机、电机驱动电路、第二控制器和imu传感器连接供电。

进一步地，所述车壳体包括车轮、第一层铝板、第二层铝板、铝柱和第三层铝板，所述第一层铝板、第二层铝板和第三层铝板通过铝柱间隔平行设置，所述车轮设置在第一层铝板的底部。

进一步地，所述电机驱动电路包括电机驱动回收电量模块和升压模块，所述第二控制器经电机驱动回收电量模块与电机连接，所述电机经电机驱动回收电量模块和升压模块与电池连接。

进一步地，所述电机驱动回收电量模块包括三极管q1-q4和二极管d1-d4，所述三极管q4的发射极分别与三极管q2的发射极、二极管d1的输入端、二极管d3的输出端和电机的输入端连接，所述三极管q4的集电极分别与二极管d3的输入端、二极管d4的输入端和三极管q3的集电极连接，并接地，所述三极管q1-q4的基极均与第二控制器连接，所述三极管q2的集电极分别与二极管d1的输出端、二极管d2的输出端和三极管q1集电极连接，并与升压模块连接，所述三极管q1发射极分别与三极管q3的发射极、二极管d2的输入端、二极管d4的输出端和电机的输入端连接。

进一步地，所述升压模块使用lm2577升压模块。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型通过设置电机驱动回收电量模块对电机不通电惯性转动时的能量进行回收，实现了电机自动减速刹车并动能转为电能经过升压模块进行回收，16线激光雷达实现了现有技术路线的规划，同时检测小车的速度和偏移角度，使得控制小车更加稳，同时经过回收电能后，小车的航程更远。

附图说明

图1为本实用新型原理框图。

图2为本实用新型物流车壳体结构侧面图。

图3为本实用新型电机驱动电路原理图。

图4为本实用新型升压模块的原理图。

图中标号：1-车轮；2-第一层铝板；3-第二层铝板；4-铝柱；5-第三层铝板；6-16线激光雷达；7-第一控制器；8-光电编码器；9-电机；10-电机驱动电路；11-第二控制器；12-电池；13-imu传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

具有能源回收功能的新能源自主导航物流车，如图1-2所示，包括车壳体，所述车壳体上设置有16线激光雷达6、第一控制器7、光电编码器8、电机9、电机驱动电路10、第二控制器11、电池12和imu传感器13。所述16线激光雷达6与第一控制器7连接，所述第一控制器7与第二控制器11通过串口连接，所述第二控制器11经电机驱动电路10与电机9连接，所述光电编码器8设置在电机9上，并与第二控制器11连接，所述imu传感器13与第二控制器11连接，所述电池12与16线激光雷达6、第一控制器7、光电编码器8、电机9、电机驱动电路10、第二控制器11和imu传感器13连接供电。第一控制器7使用nvidiajetsontx2控制板，第二控制器11使用stm32f103c8t6最小系统，产生pwm波形控制电机驱动电路10，具体控制原理如图3所示。光电编码器8为现有光电编码器，电机9为现有行星减速电机。

imu传感器mpu6050将当前物流车的姿态角与加速度信息传到第二控制器11，通过电机9上的光电编码器8将当前物流车的速度信息传到第二控制器11上，然后根据现有的程序确定行走的路线。

通过16线激光雷达6扫描周围物体，将周围环境的特征信息传导到第一控制器7jetsontx2人工智能处理板上，通过现有的gmapping算法构建度点云地图，该技术已经在无人驾驶中常用，为现有技术。16线激光雷达6通过激光扫描可以得到汽车周围环境的3d模型，运用相关算法比对上一帧和下一帧环境的变化可以较为容易的探测出周围的车辆和行人。激光雷达另一大特性是同步建图(slam)，实时得到的全局地图，通过与高精度地图中特征物的比对，可以实现导航及加强车辆的定位精度。其100米的测量距离，2cm的精度，垂直30度(±15度)，32万点每秒的实时出点数。总体性能其实还是优于velodyne的16线激光雷达。

imu传感器13使用mpu-6050，为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题，减少了大量的封装空间。当连接到三轴磁强计时，mpu-60x0提供完整的9轴运动融合输出到其主i2c或spi端口(spi仅在mpu-6000上可用)。角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec(dps)，可准确追踪快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400khz的iic或最高达20mhz的spi(mpu-6050没有spi)。mpu-6000可在不同电压下工作，vdd供电电压介为2.5v±5％、3.0v±5％或3.3v±5％，逻辑接口vddio供电为1.8v±5％(mpu6000仅用vdd)。mpu-6000的包装尺寸4x4x0.9mm(qfn)，在业界是革命性的尺寸。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±1％变动的振荡器。

关于引脚，scl和sda是连接mcu的iic接口，mcu通过这个iic接口来控制mpu6050，另外还有一个iic接口:axcl和xda，这个接口可用来连接外部从设备，比如磁传感器，这样就可以组成一个九轴传感器。vlogic是io口电压，该引脚最低可以到1.8v，我们一般直接接vdd即可。ad0是从iic接口(接mcu)的地址控制引脚，该引脚控制iic地址的最低位。如果接gnd，则mpu6050的iic地址是:0x68，如果接vdd，则是0x69，注意:这里的地址是不包含数据传输的最低位的(最低位用来表示读写)。

如图2所示，所述车壳体包括车轮1、第一层铝板2、第二层铝板3、铝柱4和第三层铝板5，所述第一层铝板2、第二层铝板3和第三层铝板5通过铝柱4间隔平行设置，所述车轮1设置在第一层铝板2的底部。16线激光雷达6和第一控制器7设置在第二层铝板3上，光电编码器8、电机9、电机驱动电路10、第二控制器11、电池12和imu传感器13设置在第一层铝板2，第三层铝板5为铝合金载物板。

如图3-4所示，所述电机驱动电路10包括电机驱动回收电量模块和升压模块，所述第二控制器11经电机驱动回收电量模块与电机9连接，所述电机9经电机驱动回收电量模块和升压模块与电池12连接。非急刹车模式下，使用磁阻刹车，让车速缓慢下降，此时电动机所产生的能量有一部分被电池给吸收掉。另一部分能量，则以线圈发热的形式给消耗掉。

所述电机驱动回收电量模块包括三极管q1-q4和二极管d1-d4，所述三极管q4的发射极分别与三极管q2的发射极、二极管d1的输入端、二极管d3的输出端和电机9的输入端连接，所述三极管q4的集电极分别与二极管d3的输入端、二极管d4的输入端和三极管q3的集电极连接，并接地，所述三极管q1-q4的基极均与第二控制器11连接，所述三极管q2的集电极分别与二极管d1的输出端、二极管d2的输出端和三极管q1集电极连接，并与升压模块连接，所述三极管q1发射极分别与三极管q3的发射极、二极管d2的输入端、二极管d4的输出端和电机9的输入端连接。所述升压模块使用lm2577升压模块。

同时输出pwm1、pwm2。当进行制动以及能源回收时，关闭pwm输出，电流由二极管流入电池。由于使用了整流电路，前进和后退刹车的时候均能进行能量回收。节省了电池的能量消耗。lm2577的工作电压很低，因此在能量回收的时候，车速比较低也能进行能量回收，最大化的减少能量损耗。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。