專利名稱：全向遙控玩具車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于遙控玩具車，尤其涉及一種全向遙控玩具車。
背景技術(shù)：
玩具遙控車即遙控車，也就是一種可以通過無線電遙控器遠(yuǎn)程控制的模型汽車。根據(jù)車身外型的不同，可以分為普通的私家房車、越野車、貨柜車、翻斗車等等。如現(xiàn)實生活中的越野車，不但可以在野外適應(yīng)各種不同程度的路面狀況，而且還能給人一種粗獷豪邁的駕駛優(yōu)越感。然而，目前市場上的遙控玩具車是基于普通汽車的結(jié)構(gòu)，玩具車上裝有轉(zhuǎn)向裝置，故只能實現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的功能。隨著各種遙控車比賽技術(shù)升級，對遙控車的可控性、技術(shù)難度要求越來越高，市場上亟待研發(fā)出具備多方向運(yùn)動能力的遙控車
發(fā)明內(nèi)容
·本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種全向遙控玩具車，可以遙控控制小車實現(xiàn)前、后、左、右、左前、右前、左后、右后、逆時針旋轉(zhuǎn)、順時針旋轉(zhuǎn)共十個方向運(yùn)動。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，一種全向遙控玩具車，其特征是包括底盤和通過聯(lián)軸節(jié)與直流電機(jī)連接的車輪，所述直流電機(jī)通過電機(jī)座固定在底盤上，所述底盤上方安裝有四輪驅(qū)動控制電路和電池組、所述車輪的輪轂上固接有六個U型支架，所述U型支架上通過軸承和軸支承有自由滾子，所述自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角呈銳角或鈍角。所述車輪分成前方左右及后方左右四個車輪，所述前方左右車輪的自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角為45° ;所述后方左右車輪的自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角為135。。所述四輪驅(qū)動控制電路包括分別與一對直流電機(jī)連接的驅(qū)動模塊、單片機(jī)、無線接收模塊和電池組，所述單片機(jī)與驅(qū)動模塊連接呈開環(huán)控制，所述單片機(jī)與無線接收模塊連接，所述電池組與單片機(jī)和驅(qū)動模塊連接。有益效果本設(shè)計的全向遙控玩具車無需轉(zhuǎn)向裝置可以實現(xiàn)10個方向的運(yùn)動，填補(bǔ)遙控玩具車的市場空白；可操縱性好、娛樂性、趣味性強(qiáng)；性價比高，批量生產(chǎn)后，零件注塑成型，成本較低。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是45°自由滾子的組裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A剖視圖；圖4是135°自由滾子的組裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是玩具車前進(jìn)自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖7是玩具車后退自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖；圖8是玩具車左行自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖；圖9是玩具車右行自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖；圖10是玩具車左前行(45° )自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖；圖11是玩具車右后行(45° )自由滾子旋轉(zhuǎn)方 向圖；圖12是玩具車右前行(45° )自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖；圖13是玩具車左后行(45° )自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖；圖14是玩具車逆時針旋轉(zhuǎn)自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖；圖15玩具車順時針旋轉(zhuǎn)自由滾子旋轉(zhuǎn)方向圖；圖16是四輪驅(qū)動控制電路框圖；圖17-圖17a是自由滾子與車輪的坐標(biāo)關(guān)系示意圖。圖中1、自由滾子，2、U型支架，3、螺釘，4、軸，5、墊圈，6、深溝球軸承，7、輪轂，8、車輪，9、底盤，10、L298N驅(qū)動模塊，11、直流電機(jī)，12、聯(lián)軸節(jié)，13、電機(jī)座，14、電池組，15、單片機(jī)，16、螺釘，17、開關(guān)。
具體實施例方式以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
詳述如下詳見附圖，一種全向遙控玩具車，包括底盤9和通過聯(lián)軸節(jié)12與直流電機(jī)11連接的車輪，所述直流電機(jī)通過電機(jī)座13固定在底盤上，所述底盤上方安裝有四輪驅(qū)動控制電路和電池組14、所述車輪的輪轂上固接有六個U型支架2，所述U型支架上通過深溝球軸承6和軸4支承有自由滾子I，所述車輪分成前方左右及后方左右四個車輪，所述前方左右車輪的自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角為45° ;所述后方左右車輪的自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角為135°。所述四輪驅(qū)動控制電路包括分別與一對直流電機(jī)連接的L298N驅(qū)動模塊10、STC89C52單片機(jī)15、無線接收模塊和電池組，所述STC89C52單片機(jī)與驅(qū)動模塊連接呈開環(huán)控制，所述單片機(jī)與無線接收模塊連接，所述電池組與單片機(jī)和驅(qū)動模塊連接。如圖2和圖4所示，自由滾子I通過兩個軸承6與軸4裝配，軸4支撐在U型支架2上，在軸承6兩端與U型支撐架2間各安一個墊圈5。六個U型支架2支撐六個自由滾子I通過螺釘3固定在輪轂7的六個外表面上的斜45°槽中，輪轂為對邊27mm的六方棒。車輪通過聯(lián)軸節(jié)與直流電機(jī)裝配。如圖I所示，四輪驅(qū)動控制底盤上四個車輪8通過聯(lián)軸節(jié)12與四個直流電機(jī)11分別裝配，直流電機(jī)4通過電機(jī)座13安裝在底盤的下方。在底盤9上方安裝有兩個L298N驅(qū)動板10、一個最小系統(tǒng)版STC89C52單片機(jī)15、一個電池組14、一個電源開關(guān)17。圖中車輪上的斜線表示俯視時自由滾子軸線方向。根據(jù)自由滾子的參數(shù)值可得到對稱的U型支架底面間的距離為22mm，自由滾子軸中心到U型支架底面的距離為15. 5mm。工作原理I、自由滾子的參數(shù)如圖3所示，滾子的軸線O2Z2與輪子軸線O1Z1呈空間交錯布置，兩軸夾角取a =45°。滾子的軸線O2Z2支撐于以O(shè)1Z1為軸線，半徑為Rtl的圓柱體上。輪子的半徑為R。自由滾子的軸向輪廓線參數(shù)方程為f I = Z1\ n——7
[r = ^x； + v( I)式中1 一滾子長度；r一滾子半徑；x2 — Rcos 0 A, A為兩坐標(biāo)系O1與O2之間的距離；yj —^(sin - 6 cot [d) 8<0< 8 j Z2 —R(s'm 6 -i- ^cot / ) > _ S < 0 < 5。為了保證自由滾子運(yùn)動的連續(xù)性，重合度入必需彡I。A為全部滾子參與運(yùn)動的接觸線總長與輪子周長的比率，稱為運(yùn)動連續(xù)性比率系數(shù)，簡稱重合度。
·r n . N-2S-R NSA =---=——^ 2 )
2威 n式中N為自由滾子的個數(shù)。根據(jù)全向遙控玩具車尺寸的協(xié)調(diào)性、美觀性，取自由滾子半徑R=36. 5mm,自由滾子寬度為43. 5mm,自由滾子長度為49mm,最大半徑取rmax=10mm。滾子選用MR84zz微型密封軸承，軸承內(nèi)徑4mm，外徑8mm，由此通過式(I)經(jīng)MatLab編制程序計算運(yùn)算得自由滾子最小半徑 rmin=5. 2mm,螺旋角 ^ =0. 90489，轉(zhuǎn)角 0 =0. 54664。重合度入的驗算。本設(shè)計中，先取入=1，求滾子的數(shù)量N。N = — =-—-= 5.747
L J0 0.54664最后滾子的數(shù)量N取整為6。在確定了 N，R，滾子長度1，0，P后，將式(I)經(jīng)MatLab編制程序運(yùn)算得到自由滾子的軸向輪廓型線。2、自由滾子的安裝方式將四個自由滾子兩兩對稱安裝，通過控制四個自由滾子正、反轉(zhuǎn)及停止，就可以實現(xiàn)全向遙控玩具車的10個方向的運(yùn)動。15中自由滾子中的虛線表示與地面接觸的自由滾子的軸線方向。前進(jìn)如圖6所示，四個自由滾子向前旋轉(zhuǎn)，自由滾子所受摩擦力方向沿與地面接觸自由滾子軸線方向，摩擦力分解為X和Y分量，X方向抵消，所以小車向前移動。后退如圖7所示，四個自由滾子向后旋轉(zhuǎn)，摩擦力X方向分量抵消，所以小車向后移動。左行如圖8所示，1、4自由滾子向后旋轉(zhuǎn)，2、3自由滾子向前旋轉(zhuǎn)，摩擦力Y方向分量抵消，所以小車向左移動。右行如圖9所示，1、4自由滾子向前旋轉(zhuǎn)，2、3自由滾子向后旋轉(zhuǎn)，摩擦力Y方向分量抵消，所以小車向右移動。左前行如圖10所示，第二與第三車輪停止不動，第一與第四車輪向前轉(zhuǎn)動，地面給予車輪左前方向摩擦力，所以小車沿左前方向移動。右后行如圖11所示，第二與第三車輪停止不動，第一與第四車輪向后轉(zhuǎn)動，地面給予車輪右后方向摩擦力，所以小車沿右后方向移動。右前行如圖12所示，第一與第四車輪停止不動，第二與第三車輪向前轉(zhuǎn)動，地面給予車輪右前方向摩擦力，所以小車沿右前方向移動。左后行如圖13所示，第一與第四車輪停止不動，第二與第三車輪向后轉(zhuǎn)動，地面給予車輪左后方向摩擦力，所以小車沿左后方向移動。逆時針旋轉(zhuǎn)如圖14所示，第二與第四車輪向后轉(zhuǎn)動，第一與第三車輪向前轉(zhuǎn)動，地面給予車輪摩擦力方向如圖所示，小車以自身 重心為圓心原地逆時針旋轉(zhuǎn)。順時針旋轉(zhuǎn)如圖15所示，第二與第四車輪向前轉(zhuǎn)動，第一與第三車輪向后轉(zhuǎn)動，地面給予車輪摩擦力方向如圖所示，小車以自身重心為圓心原地順時針旋轉(zhuǎn)。工作過程為了實現(xiàn)全向遙控玩具車的10個方向的運(yùn)動，需設(shè)計四輪驅(qū)動控制電路來控制全向遙控車的四個自由滾子按圖6 圖15所示的旋轉(zhuǎn)方向。如圖16所示，四輪驅(qū)動控制電路中采用STC89C52單片機(jī)開環(huán)控制。12鍵的遙控器中的十個鍵分別控對應(yīng)全向遙控玩具車的10個運(yùn)動方向2鍵——前進(jìn)；8鍵——后退；4鍵左行；6鍵右行；1鍵左如行；3鍵右如行；7鍵左后行；9鍵右后行；5鍵——逆時針旋轉(zhuǎn)；11鍵——順時針旋轉(zhuǎn)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種全向遙控玩具車，其特征是包括底盤和通過聯(lián)軸節(jié)與直流電機(jī)連接的車輪，所述直流電機(jī)通過電機(jī)座固定在底盤上，所述底盤上方安裝有四輪驅(qū)動控制電路和電池組、所述車輪的輪轂上固接有六個U型支架，所述U型支架上通過軸承和軸支承有自由滾子，所述自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角呈銳角或鈍角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全向遙控玩具車，其特征是所述車輪分成前方左右及后方左右四個車輪，所述前方左右車輪的自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角為45° ;所述后方左右車輪的自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角為135°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的全向遙控玩具車，其特征是所述四輪驅(qū)動控制電路包括分別與ー對直流電機(jī)連接的驅(qū)動模塊、單片機(jī)、無線接收模塊和電池組，所述單片機(jī)與驅(qū)動模塊連接呈開環(huán)控制，所述單片機(jī)與無線接收模塊連接，所述電池組與單片機(jī)和驅(qū)動模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于遙控玩具車，尤其涉及一種全向遙控玩具車，其特征是包括底盤和通過聯(lián)軸節(jié)與直流電機(jī)連接的車輪，所述直流電機(jī)通過電機(jī)座固定在底盤上，所述底盤上方安裝有四輪驅(qū)動控制電路和電池組、所述車輪的輪轂上固接有六個U型支架，所述U型支架上通過軸承和軸支承有自由滾子，所述自由滾子的軸線與輪子的軸線夾角呈銳角或鈍角。有益效果本設(shè)計的全向遙控玩具車無需轉(zhuǎn)向裝置可以實現(xiàn)10個方向的運(yùn)動，填補(bǔ)遙控玩具車的市場空白；可操縱性好、娛樂性、趣味性強(qiáng)；性價比高，批量生產(chǎn)后，零件注塑成型，成本較低。
文檔編號A63H17/267GK102728067SQ20121024304
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者任瑩, 劉衛(wèi)華, 張曉麗, 楊玉琦, 段秀兵, 溫秉權(quán), 王賓, 許愛芬, 路學(xué)成, 馬超, 高波 申請人:中國人民解放軍軍事交通學(xué)院