一種360度全方位車輪方向控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及車輪控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種360度全方位車輪方向控制裝置，包括由上至下設(shè)置的中心設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)的第一圓盤，第二圓盤以及設(shè)置有電機(jī)的車輪；所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸穿過第一圓盤，并通過固定桿與第二圓盤相連接，所述車輪通過連接件與第二圓盤固定連接；所述第一圓盤上還設(shè)置有直線電機(jī)，所述第二圓盤沿周向設(shè)置有若干個(gè)與直線電機(jī)轉(zhuǎn)軸相配合的定位孔。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)車輪的360度旋轉(zhuǎn)，具有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性，可以精準(zhǔn)的控制車輪的方向，相比傳統(tǒng)的機(jī)械控制精確度更高。
【專利說明】一種360度全方位車輪方向控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型設(shè)置車輪控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種360度全方位車輪方向控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前智能車行駛軌跡在一定范圍內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)一定角度的偏轉(zhuǎn)，在特定條件下具有一定的局限性。
[0003]步進(jìn)電機(jī)技術(shù):步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
[0004]直線電機(jī)技術(shù):直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。它可以看成是一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)按徑向剖開，并展成平面而成。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，提供一種360度全方位車輪方向控制裝置，實(shí)現(xiàn)車輪在任意范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)任意角度偏轉(zhuǎn)，并且反應(yīng)靈敏，精度高。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:包括由上至下設(shè)置的中心設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)的第一圓盤，第二圓盤以及設(shè)置有電機(jī)的車輪；
[0007]所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸穿過第一圓盤，并通過固定桿與第二圓盤相連接，所述車輪通過連接件與第二圓盤固定連接；所述第一圓盤上還設(shè)置有直線電機(jī)，所述第二圓盤沿周向設(shè)置有若干個(gè)與直線電機(jī)轉(zhuǎn)軸相配合的定位孔。
[0008]進(jìn)一步的，所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸、固定桿和車輪的重心在同一直線上。
[0009]進(jìn)一步的，所述第一圓盤、第二圓盤平行設(shè)置。
[0010]進(jìn)一步的，所述相鄰定位孔之間的夾角為步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)最小步進(jìn)角度。
[0011]進(jìn)一步的，所述固定桿為銅桿。
[0012]進(jìn)一步的，所述電機(jī)為直流電機(jī)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:通過控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第二圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使車輪轉(zhuǎn)到所需求的角度，通過將直線電機(jī)的轉(zhuǎn)軸插入相應(yīng)的定位孔中，將車輪定位，從而實(shí)現(xiàn)車輪的360度旋轉(zhuǎn)。由于步進(jìn)電機(jī)每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步，因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性，可以精準(zhǔn)的控制車輪的方向，相比傳統(tǒng)的機(jī)械控制精確度更高。
[0014]進(jìn)一步的，通過設(shè)置步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸、固定桿和車輪的中心在同一直線上，是本裝置在工作時(shí)能夠更加穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型側(cè)視圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型俯視圖；
[0018]其中:1為車輪；2為直流電機(jī)；3為固定桿；4為連接件；5為步進(jìn)電機(jī)；6為直線電機(jī)；7為第一圓盤；8為第二圓盤；9為定位孔。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述:參見圖1、圖2，包括由上至下設(shè)置的第一圓盤7，第二圓盤8以及設(shè)置有直流電機(jī)2的車輪I ;第一圓盤7與第二圓盤8平行設(shè)置；第一圓盤的中心固定設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)5，步進(jìn)電機(jī)5的轉(zhuǎn)軸穿過第一圓盤7，并通過固定桿3與第二圓盤8相連接，固定桿3采用銅桿。在第一圓盤7的下表面還設(shè)置有直線電機(jī)6，參見圖3，第二圓盤8沿周向設(shè)置有若干個(gè)與直線電機(jī)6轉(zhuǎn)軸相配合的定位孔9，用于使直線電機(jī)6的轉(zhuǎn)軸插入定位孔9內(nèi)，相鄰定位孔9之間的夾角為步進(jìn)電機(jī)5運(yùn)動(dòng)最小步進(jìn)角度。車輪I通過連接件4固定在第二圓盤8的下方，并且步進(jìn)電機(jī)5轉(zhuǎn)軸、固定桿3和車輪I的重心在同一直線上，車輪中心與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的中心重合，從而使整體保持平穩(wěn)，可以使本實(shí)用新型在工作時(shí)更加穩(wěn)定。
[0020]工作時(shí),通過控制步進(jìn)電機(jī)工作，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)固定桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使車輪旋轉(zhuǎn)所需要的角度，此時(shí)直線電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得其電機(jī)軸進(jìn)入其下方的圓孔；使得車輪方向不在發(fā)生改變，防止了步進(jìn)電機(jī)在車輪前進(jìn)時(shí)因?yàn)橥饨绺蓴_發(fā)生抖動(dòng)，確保了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。再次需要進(jìn)行車輪轉(zhuǎn)向時(shí)，直線電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，抽出電機(jī)軸，步進(jìn)電機(jī)再進(jìn)行相應(yīng)的角度控制，帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)變到所需方向，再使直線電機(jī)的電機(jī)軸向下運(yùn)動(dòng)，插入相應(yīng)的定位孔中進(jìn)行定位，保證穩(wěn)定性。
[0021]步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)；由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍?？梢詫?shí)現(xiàn)在不同情況對車輪方向進(jìn)行控制，速度可快可慢。并且由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性，在本系統(tǒng)中可以精準(zhǔn)的控制車輪的方向，相比傳統(tǒng)的機(jī)械控制精確度更高。由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命；僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)，提高了車輪方向控制系統(tǒng)的壽命。
[0022]步進(jìn)電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本，控制起來更加簡單和可靠。
[0023]直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。由于直線電機(jī)系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件(如絲杠等)，使整個(gè)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。在本系統(tǒng)中能在步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作前后快速的進(jìn)行動(dòng)作，提高系統(tǒng)的可靠性。且運(yùn)動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低。
【權(quán)利要求】
1.一種360度全方位車輪方向控制裝置，其特征在于:包括由上至下設(shè)置的中心設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)(5)的第一圓盤(7)，第二圓盤⑶以及設(shè)置有電機(jī)(2)的車輪⑴； 所述步進(jìn)電機(jī)(5)的轉(zhuǎn)軸穿過第一圓盤(7)，并通過固定桿(3)與第二圓盤(8)相連接，所述車輪(I)通過連接件(4)與第二圓盤(8)固定連接；所述第一圓盤(7)上還設(shè)置有直線電機(jī)￠)，所述第二圓盤(8)沿周向設(shè)置有若干個(gè)與直線電機(jī)(6)轉(zhuǎn)軸相配合的定位孔(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種360度全方位車輪方向控制裝置，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)(5)轉(zhuǎn)軸、固定桿(3)和車輪(I)的重心在同一直線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種360度全方位車輪方向控制裝置，其特征在于:所述第一圓盤(7)、第二圓盤(8)平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種360度全方位車輪方向控制裝置，其特征在于:所述相鄰定位孔(9)之間的夾角為步進(jìn)電機(jī)(5)運(yùn)動(dòng)最小步進(jìn)角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種360度全方位車輪方向控制裝置，其特征在于:所述固定桿⑶為銅桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種360度全方位車輪方向控制裝置,其特征在于:所述電機(jī)(2)為直流電機(jī)。
【文檔編號】B60L15/00GK204055311SQ201420378057
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】馬東東, 楊曉妍 申請人:陜西科技大學(xué)