模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置，包括車(chē)架、伺服電機(jī)、回中扭簧、擺動(dòng)件和傳動(dòng)裝置，回中扭簧的一端與車(chē)架連接，另一端作用在擺動(dòng)件上，伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)傳動(dòng)裝置與擺動(dòng)件連接，伺服電機(jī)的控制端上連接有控制電路，控制電路中包括有第一單片機(jī)，遙控器中設(shè)置有第二單片機(jī)，利用第二單片機(jī)接收電位器或者編碼器的輸入軸的方向信號(hào)和轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)，利用無(wú)線通訊鏈路將第二單片機(jī)關(guān)于輸入軸的方向值和轉(zhuǎn)動(dòng)角度值傳遞到第一單片機(jī)，第一單片機(jī)以脈沖寬度調(diào)制方式控制伺服電機(jī)，伺服電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置和擺動(dòng)件將車(chē)輪偏置在與收到的轉(zhuǎn)向角度成比例關(guān)系的角度上，從而實(shí)現(xiàn)模型電動(dòng)小車(chē)在0～90度范圍內(nèi)的任意角度的轉(zhuǎn)向。
【專(zhuān)利說(shuō)明】模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及模型電動(dòng)小車(chē)，特別是一種模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，模型電動(dòng)小車(chē)通過(guò)改變一對(duì)前輪的角度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。一對(duì)前輪的軸承分別通過(guò)支撐軸設(shè)置在車(chē)架上，軸承各自與一個(gè)連桿連接，兩個(gè)連桿的一端共同連接到一個(gè)擺動(dòng)件上，擺動(dòng)件上設(shè)置有直線型齒條，直線型齒條與一個(gè)齒輪嚙合，轉(zhuǎn)向的動(dòng)力由一個(gè)伺服電機(jī)提供，伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)傳動(dòng)裝置與齒輪連接，車(chē)架中設(shè)置有一個(gè)回中扭簧，回中扭簧將擺動(dòng)件保持在中間位置，即兩個(gè)前輪的旋轉(zhuǎn)平面與車(chē)架的長(zhǎng)度方向平行，前輪處于直行狀態(tài)。需要轉(zhuǎn)向時(shí)，由控制器向伺服電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)向指令，轉(zhuǎn)向指令只包括轉(zhuǎn)向方向，即伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，因此在任意一次轉(zhuǎn)向過(guò)程中，伺服電機(jī)均將前輪推轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角度。因此，模型電動(dòng)小車(chē)無(wú)法按操作人員輸入的轉(zhuǎn)向角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向過(guò)程不平滑。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置，所述的這種模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置要解決現(xiàn)有技術(shù)中模型電動(dòng)小車(chē)無(wú)法按操作人員輸入的轉(zhuǎn)向角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向過(guò)程不平滑的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型的這種模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置包括車(chē)架、伺服電機(jī)、回中扭簧、擺動(dòng)件和傳動(dòng)裝置，所述的伺服電機(jī)固定設(shè)置在所述的車(chē)架中，所述的擺動(dòng)件通過(guò)一個(gè)滑動(dòng)副設(shè)置在車(chē)架中，所述的回中扭簧的一端與車(chē)架連接，回中扭簧的另一端作用在擺動(dòng)件上，伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)所述的傳動(dòng)裝置與擺動(dòng)件連接，伺服電機(jī)包括控制端，伺服電機(jī)的控制端上連接有一個(gè)控制電路，其中，所述的控制電路中包括有一個(gè)第一單片機(jī)，所述的第一單片機(jī)包括有一個(gè)轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入端和一個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出端，所述的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出端通過(guò)導(dǎo)線與伺服電機(jī)的控制端連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述的轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入端與一個(gè)第一無(wú)線通訊模塊連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述的第一無(wú)線通訊模塊通過(guò)無(wú)線通訊鏈路與一個(gè)設(shè)置在遙控器中的第二無(wú)線通訊模塊連接，所述的遙控器中設(shè)置有一個(gè)遙控電路，所述的遙控電路中包括有一個(gè)第二單片機(jī)，所述的第二單片機(jī)包括有輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸出端與所述的第二無(wú)線通訊模塊連接，所述的輸入端與一個(gè)電位器或者編碼器連接，所述的電位器或者編碼器的輸入軸上設(shè)置有旋鈕。
[0010]進(jìn)一步的，所述的傳動(dòng)裝置包括固定設(shè)置在伺服電機(jī)輸出軸上的主動(dòng)齒輪，所述的主動(dòng)齒輪與一個(gè)過(guò)渡齒輪嚙合，所述的過(guò)渡齒輪與設(shè)置在擺動(dòng)件上齒形結(jié)構(gòu)嚙合，擺動(dòng)件上鉸接有兩個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)向連桿。
[0011]本實(shí)用新型的工作原理是:兩個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)向連桿分別與兩個(gè)車(chē)輪連接。操作者在遙控器上通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電位器或者編碼器的輸入軸，輸入所需要的轉(zhuǎn)向方向和轉(zhuǎn)向角度，輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與所需要的轉(zhuǎn)向角度成線性比例關(guān)系。第一單片機(jī)接收到遙控電路傳來(lái)的控制信號(hào)后，控制伺服電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并以脈沖寬度調(diào)制方式控制伺服電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，第一單片機(jī)根據(jù)收到的轉(zhuǎn)向角度，控制輸出到伺服電機(jī)的電壓的占空比，從而控制伺服電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通過(guò)傳動(dòng)裝置和擺動(dòng)件將車(chē)輪偏置在與收到的轉(zhuǎn)向角度成比例關(guān)系的角度上，實(shí)現(xiàn)模型電動(dòng)小車(chē)在O?90度范圍內(nèi)的任意角度的轉(zhuǎn)向。輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度減小時(shí)，擺動(dòng)件在回中扭簧的作用下減少偏移幅度，從而減小車(chē)輪轉(zhuǎn)向角度。輸入軸回到中間位置時(shí)，伺服電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為零，擺動(dòng)件在回中扭簧的作用下回到中間位置，車(chē)輪恢復(fù)直行。
[0012]本實(shí)用新型和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本實(shí)用新型利用第一單片機(jī)以脈沖寬度調(diào)制方式控制伺服電機(jī)，利用第二單片機(jī)接收電位器或者編碼器的輸入軸的方向信號(hào)和轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)，利用無(wú)線通訊鏈路將第二單片機(jī)關(guān)于輸入軸的方向值和轉(zhuǎn)動(dòng)角度值傳遞到第一單片機(jī)，伺服電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置和擺動(dòng)件將車(chē)輪偏置在與收到的轉(zhuǎn)向角度成比例關(guān)系的角度上，實(shí)現(xiàn)了模型電動(dòng)小車(chē)在O?90度范圍內(nèi)的任意角度的轉(zhuǎn)向。
[0013]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0014]圖1是本實(shí)用新型的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置安裝在模型電動(dòng)小車(chē)上的示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置中的傳動(dòng)裝置的側(cè)向示意圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置中的傳動(dòng)裝置的俯視示意圖。
[0017]圖4是本實(shí)用新型的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置的工作原理示意圖。
[0018]圖5是本實(shí)用新型的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置的一個(gè)實(shí)施例中的控制電路的原理圖。
[0019]圖6是本實(shí)用新型的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置的一個(gè)實(shí)施例中的遙控電路的原理圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】:
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)用新型的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置，包括車(chē)架1、伺服電機(jī)2、回中扭簧3、擺動(dòng)件4和傳動(dòng)裝置5，所述的伺服電機(jī)2固定設(shè)置在所述的車(chē)架I中，所述的擺動(dòng)件4通過(guò)一個(gè)滑動(dòng)副設(shè)置在車(chē)架I中，所述的回中扭簧3的一端與車(chē)架I連接，回中扭簧3的另一端作用在擺動(dòng)件4上，伺服電機(jī)2的輸出軸通過(guò)所述的傳動(dòng)裝置5與擺動(dòng)件4連接，伺服電機(jī)2包括控制端，伺服電機(jī)2的控制端上連接有一個(gè)控制電路6，其中，所述的控制電路6中包括有一個(gè)第一單片機(jī)7，所述的第一單片機(jī)7包括有一個(gè)轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入端和一個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出端，所述的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出端通過(guò)導(dǎo)線與伺服電機(jī)2的控制端連接，利用一個(gè)輸入裝置向第一單片機(jī)7的轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入端輸入轉(zhuǎn)向信號(hào)，第一單片機(jī)7根據(jù)所述的轉(zhuǎn)向信號(hào)控制伺服電機(jī)2輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并以脈沖寬度調(diào)制方式控制伺服電機(jī)2輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，所述的轉(zhuǎn)向信號(hào)包括轉(zhuǎn)向方向值和轉(zhuǎn)向角度值。
[0023]進(jìn)一步的，所述的轉(zhuǎn)向方向值為向左或者向右，或者為正或者負(fù)，轉(zhuǎn)向方向值分別對(duì)應(yīng)伺服電機(jī)2輸出軸的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向。
[0024]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)向信號(hào)中的轉(zhuǎn)向角度的絕對(duì)值與伺服電機(jī)2輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的絕對(duì)值成正比。
[0025]進(jìn)一步的，所述的轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入端與一個(gè)第一無(wú)線通訊模塊8連接。[0026]進(jìn)一步的，所述的第一無(wú)線通訊模塊8通過(guò)無(wú)線通訊鏈路與一個(gè)設(shè)置在遙控器9中的第二無(wú)線通訊模塊10連接，所述的遙控器9中設(shè)置有一個(gè)遙控電路11，所述的遙控電路11中包括有一個(gè)第二單片機(jī)12，所述的第二單片機(jī)12包括有輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸出端與所述的第二無(wú)線通訊模塊10連接，所述的輸入端與一個(gè)電位器或者編碼器13連接，所述的電位器或者編碼器13的輸入軸上設(shè)置有旋鈕。
[0027]進(jìn)一步的，所述的電位器或者編碼器13的輸入軸具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度范圍，輸入軸停留在所述的旋轉(zhuǎn)角度范圍的中間位置，輸入軸旋轉(zhuǎn)的方向值和旋轉(zhuǎn)角度值通過(guò)第二單片機(jī)12和第二無(wú)線通訊模塊10傳遞到第一無(wú)線通訊模塊8，由第一單片機(jī)7讀取后轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)2的轉(zhuǎn)向方向值和轉(zhuǎn)向角度值。
[0028]進(jìn)一步的，所述的傳動(dòng)裝置5包括固定設(shè)置在伺服電機(jī)2輸出軸上的主動(dòng)齒輪51，所述的主動(dòng)齒輪51與一個(gè)過(guò)渡齒輪52嚙合，所述的過(guò)渡齒輪52與設(shè)置在擺動(dòng)件4上齒形結(jié)構(gòu)嚙合，擺動(dòng)件4上鉸接有兩個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)向連桿15。
[0029]本實(shí)施例的工作原理是:兩個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)向連桿15分別與兩個(gè)車(chē)輪14連接。操作者在遙控器9上通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電位器或者編碼器13的輸入軸，輸入所需要的轉(zhuǎn)向方向和轉(zhuǎn)向角度，輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與所需要的轉(zhuǎn)向角度成線性比例關(guān)系。第一單片機(jī)7接收到遙控電路11傳來(lái)的控制信號(hào)后，根據(jù)輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)2按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向或者逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)傳動(dòng)裝置5與擺動(dòng)件4推動(dòng)車(chē)輪左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)。第一單片機(jī)7根據(jù)收到的轉(zhuǎn)向角度，控制輸出到伺服電機(jī)2的電壓的占空比，從而控制伺服電機(jī)2輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通過(guò)傳動(dòng)裝置5和擺動(dòng)件4將車(chē)輪14偏置在與收到的轉(zhuǎn)向角度成比例關(guān)系的角度上，實(shí)現(xiàn)模型電動(dòng)小車(chē)在O?90度范圍內(nèi)的任意角度的轉(zhuǎn)向。輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度減小時(shí)，擺動(dòng)件4在回中扭簧3的作用下減少偏移幅度，從而減小車(chē)輪14轉(zhuǎn)向角度。輸入軸回到中間位置時(shí)，伺服電機(jī)2輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為零，擺動(dòng)件4在回中扭簧3的作用下回到中間位置，車(chē)輪14恢復(fù)直行。
[0030]具體的，圖5和圖6分別表示了控制電路和遙控電路的原理。圖5和圖6中的各元件型號(hào)和參數(shù)，僅為滿足專(zhuān)利法規(guī)定的充分公開(kāi)、本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案的要求的目的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的權(quán)利要求的任何限制。
【權(quán)利要求】
1.一種模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置，包括車(chē)架、伺服電機(jī)、回中扭簧、擺動(dòng)件和傳動(dòng)裝置，所述的伺服電機(jī)固定設(shè)置在所述的車(chē)架中，所述的擺動(dòng)件通過(guò)一個(gè)滑動(dòng)副設(shè)置在車(chē)架中，所述的回中扭簧的一端與車(chē)架連接，回中扭簧的另一端作用在擺動(dòng)件上，伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)所述的傳動(dòng)裝置與擺動(dòng)件連接，伺服電機(jī)包括控制端，伺服電機(jī)的控制端上連接有一個(gè)控制電路，其特征在于:所述的控制電路中包括有一個(gè)第一單片機(jī)，所述的第一單片機(jī)包括有一個(gè)轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入端和一個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出端，所述的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)輸出端通過(guò)導(dǎo)線與伺服電機(jī)的控制端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入端與一個(gè)第一無(wú)線通訊模塊連接。
3.如權(quán)利要求2所述的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于:所述的第一無(wú)線通訊模塊通過(guò)無(wú)線通訊鏈路與一個(gè)設(shè)置在遙控器中的第二無(wú)線通訊模塊連接，所述的遙控器中設(shè)置有一個(gè)遙控電路，所述的遙控電路中包括有一個(gè)第二單片機(jī)，所述的第二單片機(jī)包括有輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸出端與所述的第二無(wú)線通訊模塊連接，所述的輸入端與一個(gè)電位器或者編碼器連接，所述的電位器或者編碼器的輸入軸上設(shè)置有旋鈕。
4.如權(quán)利要求1所述的模型電動(dòng)小車(chē)的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于:所述的傳動(dòng)裝置包括固定設(shè)置在伺服電機(jī)輸出軸上的主動(dòng)齒輪，所述的主動(dòng)齒輪與一個(gè)過(guò)渡齒輪嚙合，所述的過(guò)渡齒輪與設(shè)置在擺動(dòng)件上齒形結(jié)構(gòu)嚙合，擺動(dòng)件上鉸接有兩個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)向連桿。
【文檔編號(hào)】A63H17/36GK203790580SQ201420161932
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
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