基本信息
- 项目名称：
- 高效太阳能导盲小车
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 针对盲人视力障碍导致的出行不便的问题，设计一个可方便使用的导航设备，能够为盲人提供避障、道路记忆、导航等功能，并可监视盲人出行，使盲人能够安全、方便的出行。我们太阳能导盲小车设计了太阳能追踪系统和高效率太阳能充电系统。
- 详细介绍：
- 针对盲人视力障碍导致的出行不便的问题，设计一个可方便使用的导航设备，能够为盲人提供避障、道路记忆、导航等功能，并可监视盲人出行，使盲人能够安全、方便的出行。由于当前能源问题日益突出的问题，我们选择以太阳能为小车提供能源，为了实现对太阳能的充分利用，达到提高太阳能利用率的目的，就必须要实现太阳能电池板对太阳光法线方向的实时跟踪，同时还要提高整个系统的传输效率，降低装置的整体功耗。要实现上述要求，我们太阳能导盲小车设计了太阳能追踪系统和高效率太阳能充电系统。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：设计一款以太阳能为清洁能源的导盲小车 基本思路：针对盲人视力障碍导致的出行不便的问题，设计一个可方便使用的导航设备，能够为盲人提供避障、道路记忆、导航等功能，并可监视盲人出行，使盲人能够安全、方便的出行。我们太阳能导盲小车设计了太阳能追踪系统和高效率太阳能充电系统。 1.创新点： ① 高利用率：设计太阳能追踪系统，提高了太阳能电池板的采光效率； ② 智能性：该系统提高了传输效率的同时提高了太阳能的使用效率和转换效率。 ③ 导航功能：能够行进中的障碍物检测、识别与定位 ,方便盲人了解情况 ,并同时也 以此为信息主动控制导盲小车 ,实现人的主观控制; ④ 语音功能：具有一套全语音控制系统，所有功能操作均以语音控制的形式来实现。 ⑤ 定位功能：系统可以实现GPS定位，道路记忆功能，进一步确保了安全性。 主要技术指标： 1）太阳能电池板与太阳光的垂直误差小于1度，当太阳能电池板转到极限角度时自动停止转动； 2）与固定电池板供电系统相比，该系统的发电量可提高25%左右； 3）实时监测并显示蓄电池的工作电压，当蓄电池达到过充电压时自动停止充电。 4）准确的检测并识别障碍物； 5）语音指令识别时间小于0.5秒； 6）整个系统可以长时间稳定可靠工作
科学性、先进性
- 实质性的技术特点： 1）导盲小车具有功能强, 智能化, 性能可靠,携带方便, 操作简单等特点, 可以准确地探测盲人在行走中遇到的障碍物, 然后及时提示给盲人，从而为盲人导盲。 2）设计太阳能追踪系统实现太阳能电池板对太阳光法线方向的实时跟踪， 3）高效率太阳能充电系统提高整个系统的充电效率，提高了太阳能的转化效率； 显著进步：相比于目前常用的方法，该装置有以下3个显著进步： 1）传统的导盲手段有手杖、导盲犬. 手杖导盲简单、方便、成本低, 但可靠性不高,容易忽略一些障碍物; 导盲犬成本高且使用不方便，我们设计的导盲小车具有较高的性价比和实用性。 2）系统用太阳能作为整个系统的绿色能源，提高太阳能利用率的目的。 3）显著提高了系统的能量转换效率，进行实测系统的最高效率大于80 %。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验阶段
技术转让方式
- 可合作开发
作品可展示的形式
- √模型 √现场演示 √图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 推广前景： 1）导盲犬的培训过程长达 18 个月 ,综合费用达 2. 5～3 万美元 ,价格昂贵。本系统具有价格低，可靠性高，绿色节能，因此本装置的需求量也会越来越大； 2）本系统主要解决盲人在出行和人际交往中遇到的问题，使更多的盲人朋友过上更接近正常人的生活，用前景非常广阔。 市场分析和经济效益预测： 1）导盲小车相比于一只导盲犬来说去掉了大量训导时间，节省了大量的人力、物力、财力，极大的节约了成本； 2）我国视力残疾患者近1300万，其中盲人约550万，低视力人群约750万；而且我国每年会新增盲人约45万，低视力135万.该装置使用范围较广，能够较好地在盲人中普及，具有较高的性价比和实用性，定能拥有广阔的市场前景和可观的经济效益。 3）太阳能蕴含着巨大价值，作为少有的绿色能源，太阳能小车是未来发展的一个趋势；
同类课题研究水平概述
- 我们通过网络和图书馆查阅了相关资料，了解了相关的信息，现对当前国内外同类课题研究水平做如下概述： 一、1、资料与信息来源： 2、该方案的缺陷： 1）导盲犬的培训过程长达18个月，综合费用达2.5-3万美元：成本高，开发周期长。 2）导盲犬的工作寿命可达8-10年，使用时间短。 3）导盲犬使用不方便，公交车，办公大楼都不容许导盲犬。 二、1、资料与信息来源： 王锡明,陈琪云.基于 PLC控制的导盲小车.合肥：合肥学院学报，2007：第17卷 第2期 . 2、该实验方案的缺陷： 1）用PLC实现对小车的控制，从成本的角度来讲比较高； 2）由于传感器接口电路多，对整个系统控制而 言PLC没有单片机灵活； 3）整个小车实现的功能比较单一，只有壁障和报警提醒功能，若能实现语音对小车的控制，和小车的定位，道路记忆就显得更加实用。 三、1、 2、该装置的缺陷： 1）国内现有的太阳能供电系统基本采用固定式太阳能电板，太阳能电池板安装相对太阳光的位置比较单一，无法根据光能分布情况实现最大化采集； 2）仅适用于普通常规低效的发电。 四、综述： 依据我们目前所掌握的资料与信息，设计了用太阳能作为我们整个系统的绿色能源；采用高效的采光系统，和充电系统；具有较高的性价比和实用性高效太阳能导盲小车。
