基于電磁場(chǎng)檢測的尋線(xiàn)智能車(chē)設計

　　本設計中順著(zhù)電流方向豎直放置線(xiàn)圈，這是由于對于放置在導線(xiàn)上方h處的，與導線(xiàn)水平距離為x的線(xiàn)圈(如圖4示)中產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢大小與成正比，其中q是傳感器所在平面與導線(xiàn)的夾角。由于車(chē)身可能會(huì )與導線(xiàn)成一定的夾角，因此q不一定為0。

　　圖5是按照q=0o，h=5cm時(shí)畫(huà)出的線(xiàn)圈中感應電動(dòng)勢與導線(xiàn)的水平距離x 的關(guān)系，可以看出豎直放置的線(xiàn)圈中的感應電動(dòng)勢分布簡(jiǎn)單，衰減快，遠處對近處的干擾小，非常適合作為檢測小車(chē)當前位置的傳感器。

　　對于直導線(xiàn)，當裝有小車(chē)的中軸線(xiàn)對稱(chēng)的兩個(gè)線(xiàn)圈的小車(chē)沿其直線(xiàn)行駛，即兩個(gè)線(xiàn)圈的位置關(guān)于導線(xiàn)對稱(chēng)時(shí)，則兩個(gè)線(xiàn)圈中感應出來(lái)的電動(dòng)勢大小應相同、且方向亦相同。若小車(chē)偏離直導線(xiàn)，即兩個(gè)線(xiàn)圈關(guān)于導線(xiàn)不對稱(chēng)時(shí)，則通過(guò)兩個(gè)線(xiàn)圈的磁通量是不一樣的。這時(shí)，距離導線(xiàn)較近的線(xiàn)圈中感應出的電動(dòng)勢應大于距離導線(xiàn)較遠的那個(gè)線(xiàn)圈中的。根據這兩個(gè)不對稱(chēng)的信號的差值，即可調整小車(chē)的方向，引導其沿直線(xiàn)行駛。

　　對于弧形導線(xiàn)，即路徑的轉彎處，由于弧線(xiàn)兩側的磁力線(xiàn)密度不同，則當載有線(xiàn)圈的小車(chē)行駛至此處時(shí)，兩邊的線(xiàn)圈感應出的電動(dòng)勢是不同的。具體的就是，弧線(xiàn)內側線(xiàn)圈的感應電動(dòng)勢大于弧線(xiàn)外側線(xiàn)圈的，據此信號可以引導小車(chē)拐彎。

　　另外，當小車(chē)駛離導線(xiàn)偏遠致使兩個(gè)線(xiàn)圈處于導線(xiàn)的一側時(shí)，兩個(gè)線(xiàn)圈中感應電動(dòng)勢也是不平衡的。距離導線(xiàn)較近的線(xiàn)圈中感應出的電動(dòng)勢大于距離導線(xiàn)較遠的線(xiàn)圈。由此，可以引導小車(chē)重新回到導線(xiàn)上。

　　由于磁感線(xiàn)的閉合性和方向性，通過(guò)兩線(xiàn)圈的磁通量的變化方向具有一致性，即產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢方向相同，所以由以上分析，比較兩個(gè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢大小即可判斷小車(chē)相對于導線(xiàn)的位置，進(jìn)而做出調整，引導小車(chē)大致循線(xiàn)行駛。