模型电动小车的转向控制装置制造方法
【专利摘要】一种模型电动小车的转向控制装置，包括车架、伺服电机、回中扭簧、摆动件和传动装置，回中扭簧的一端与车架连接，另一端作用在摆动件上，伺服电机的输出轴通过传动装置与摆动件连接，伺服电机的控制端上连接有控制电路，控制电路中包括有第一单片机，遥控器中设置有第二单片机，利用第二单片机接收电位器或者编码器的输入轴的方向信号和转动角度信号，利用无线通讯链路将第二单片机关于输入轴的方向值和转动角度值传递到第一单片机，第一单片机以脉冲宽度调制方式控制伺服电机，伺服电机通过传动装置和摆动件将车轮偏置在与收到的转向角度成比例关系的角度上，从而实现模型电动小车在0～90度范围内的任意角度的转向。
【专利说明】模型电动小车的转向控制装置
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及电学领域，尤其涉及模型电动小车，特别是一种模型电动小车的转向控制装置。
[0003]【背景技术】:
[0004]现有技术中，模型电动小车通过改变一对前轮的角度实现转向。一对前轮的轴承分别通过支撑轴设置在车架上，轴承各自与一个连杆连接，两个连杆的一端共同连接到一个摆动件上，摆动件上设置有直线型齿条，直线型齿条与一个齿轮啮合，转向的动力由一个伺服电机提供，伺服电机的输出轴通过传动装置与齿轮连接，车架中设置有一个回中扭簧，回中扭簧将摆动件保持在中间位置，即两个前轮的旋转平面与车架的长度方向平行，前轮处于直行状态。需要转向时，由控制器向伺服电机发出转向指令，转向指令只包括转向方向，即伺服电机的转动方向，因此在任意一次转向过程中，伺服电机均将前轮推转到最大转向角度。因此，模型电动小车无法按操作人员输入的转向角度进行转向，转向过程不平滑。
[0005]
【发明内容】
:
[0006]本实用新型的目的在于提供一种模型电动小车的转向控制装置，所述的这种模型电动小车的转向控制装置要解决现有技术中模型电动小车无法按操作人员输入的转向角度进行转向、转向过程不平滑的技术问题。
[0007]本实用新型的这种模型电动小车的转向控制装置包括车架、伺服电机、回中扭簧、摆动件和传动装置，所述的伺服电机固定设置在所述的车架中，所述的摆动件通过一个滑动副设置在车架中，所述的回中扭簧的一端与车架连接，回中扭簧的另一端作用在摆动件上，伺服电机的输出轴通过所述的传动装置与摆动件连接，伺服电机包括控制端，伺服电机的控制端上连接有一个控制电路，其中，所述的控制电路中包括有一个第一单片机，所述的第一单片机包括有一个转向信号输入端和一个脉冲宽度调制信号输出端，所述的脉冲宽度调制信号输出端通过导线与伺服电机的控制端连接。
[0008]进一步的，所述的转向信号输入端与一个第一无线通讯模块连接。
[0009]进一步的，所述的第一无线通讯模块通过无线通讯链路与一个设置在遥控器中的第二无线通讯模块连接，所述的遥控器中设置有一个遥控电路，所述的遥控电路中包括有一个第二单片机，所述的第二单片机包括有输入端和一个输出端，所述的输出端与所述的第二无线通讯模块连接，所述的输入端与一个电位器或者编码器连接，所述的电位器或者编码器的输入轴上设置有旋钮。
[0010]进一步的，所述的传动装置包括固定设置在伺服电机输出轴上的主动齿轮，所述的主动齿轮与一个过渡齿轮啮合，所述的过渡齿轮与设置在摆动件上齿形结构啮合，摆动件上铰接有两个车轮转向连杆。
[0011]本实用新型的工作原理是:两个车轮转向连杆分别与两个车轮连接。操作者在遥控器上通过转动电位器或者编码器的输入轴，输入所需要的转向方向和转向角度，输入轴的转动角度与所需要的转向角度成线性比例关系。第一单片机接收到遥控电路传来的控制信号后，控制伺服电机输出轴的转动方向，并以脉冲宽度调制方式控制伺服电机输出轴的转动速度，第一单片机根据收到的转向角度，控制输出到伺服电机的电压的占空比，从而控制伺服电机输出轴的转动速度，通过传动装置和摆动件将车轮偏置在与收到的转向角度成比例关系的角度上，实现模型电动小车在O?90度范围内的任意角度的转向。输入轴的转动角度减小时，摆动件在回中扭簧的作用下减少偏移幅度，从而减小车轮转向角度。输入轴回到中间位置时，伺服电机输出轴的转动速度为零，摆动件在回中扭簧的作用下回到中间位置，车轮恢复直行。
[0012]本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型利用第一单片机以脉冲宽度调制方式控制伺服电机，利用第二单片机接收电位器或者编码器的输入轴的方向信号和转动角度信号，利用无线通讯链路将第二单片机关于输入轴的方向值和转动角度值传递到第一单片机，伺服电机通过传动装置和摆动件将车轮偏置在与收到的转向角度成比例关系的角度上，实现了模型电动小车在O?90度范围内的任意角度的转向。
[0013]【专利附图】
【附图说明】:
[0014]图1是本实用新型的模型电动小车的转向控制装置安装在模型电动小车上的示意图。
[0015]图2是本实用新型的模型电动小车的转向控制装置中的传动装置的侧向示意图。
[0016]图3是本实用新型的模型电动小车的转向控制装置中的传动装置的俯视示意图。
[0017]图4是本实用新型的模型电动小车的转向控制装置的工作原理示意图。
[0018]图5是本实用新型的模型电动小车的转向控制装置的一个实施例中的控制电路的原理图。
[0019]图6是本实用新型的模型电动小车的转向控制装置的一个实施例中的遥控电路的原理图。
[0020]【具体实施方式】:
[0021]实施例1:
[0022]如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的模型电动小车的转向控制装置，包括车架1、伺服电机2、回中扭簧3、摆动件4和传动装置5，所述的伺服电机2固定设置在所述的车架I中，所述的摆动件4通过一个滑动副设置在车架I中，所述的回中扭簧3的一端与车架I连接，回中扭簧3的另一端作用在摆动件4上，伺服电机2的输出轴通过所述的传动装置5与摆动件4连接，伺服电机2包括控制端，伺服电机2的控制端上连接有一个控制电路6，其中，所述的控制电路6中包括有一个第一单片机7，所述的第一单片机7包括有一个转向信号输入端和一个脉冲宽度调制信号输出端，所述的脉冲宽度调制信号输出端通过导线与伺服电机2的控制端连接，利用一个输入装置向第一单片机7的转向信号输入端输入转向信号，第一单片机7根据所述的转向信号控制伺服电机2输出轴的转动方向，并以脉冲宽度调制方式控制伺服电机2输出轴的转动速度，所述的转向信号包括转向方向值和转向角度值。
[0023]进一步的，所述的转向方向值为向左或者向右，或者为正或者负，转向方向值分别对应伺服电机2输出轴的顺时针旋转方向和逆时针旋转方向。
[0024]进一步的，转向信号中的转向角度的绝对值与伺服电机2输出轴的转动速度的绝对值成正比。
[0025]进一步的，所述的转向信号输入端与一个第一无线通讯模块8连接。[0026]进一步的，所述的第一无线通讯模块8通过无线通讯链路与一个设置在遥控器9中的第二无线通讯模块10连接，所述的遥控器9中设置有一个遥控电路11，所述的遥控电路11中包括有一个第二单片机12，所述的第二单片机12包括有输入端和一个输出端，所述的输出端与所述的第二无线通讯模块10连接，所述的输入端与一个电位器或者编码器13连接，所述的电位器或者编码器13的输入轴上设置有旋钮。
[0027]进一步的，所述的电位器或者编码器13的输入轴具有一个旋转角度范围，输入轴停留在所述的旋转角度范围的中间位置，输入轴旋转的方向值和旋转角度值通过第二单片机12和第二无线通讯模块10传递到第一无线通讯模块8，由第一单片机7读取后转换成驱动伺服电机2的转向方向值和转向角度值。
[0028]进一步的，所述的传动装置5包括固定设置在伺服电机2输出轴上的主动齿轮51，所述的主动齿轮51与一个过渡齿轮52啮合，所述的过渡齿轮52与设置在摆动件4上齿形结构啮合，摆动件4上铰接有两个车轮转向连杆15。
[0029]本实施例的工作原理是:两个车轮转向连杆15分别与两个车轮14连接。操作者在遥控器9上通过转动电位器或者编码器13的输入轴，输入所需要的转向方向和转向角度，输入轴的转动角度与所需要的转向角度成线性比例关系。第一单片机7接收到遥控电路11传来的控制信号后，根据输入轴的转动方向驱动伺服电机2按顺时针旋转方向或者逆时针旋转方向转动，从而通过传动装置5与摆动件4推动车轮左转或者右转。第一单片机7根据收到的转向角度，控制输出到伺服电机2的电压的占空比，从而控制伺服电机2输出轴的转动速度，通过传动装置5和摆动件4将车轮14偏置在与收到的转向角度成比例关系的角度上，实现模型电动小车在O?90度范围内的任意角度的转向。输入轴的转动角度减小时，摆动件4在回中扭簧3的作用下减少偏移幅度，从而减小车轮14转向角度。输入轴回到中间位置时，伺服电机2输出轴的转动速度为零，摆动件4在回中扭簧3的作用下回到中间位置，车轮14恢复直行。
[0030]具体的，图5和图6分别表示了控制电路和遥控电路的原理。图5和图6中的各元件型号和参数，仅为满足专利法规定的充分公开、本领域的技术人员可以实现本实用新型的技术方案的要求的目的，而不是对本实用新型的权利要求的任何限制。
【权利要求】
1.一种模型电动小车的转向控制装置，包括车架、伺服电机、回中扭簧、摆动件和传动装置，所述的伺服电机固定设置在所述的车架中，所述的摆动件通过一个滑动副设置在车架中，所述的回中扭簧的一端与车架连接，回中扭簧的另一端作用在摆动件上，伺服电机的输出轴通过所述的传动装置与摆动件连接，伺服电机包括控制端，伺服电机的控制端上连接有一个控制电路，其特征在于:所述的控制电路中包括有一个第一单片机，所述的第一单片机包括有一个转向信号输入端和一个脉冲宽度调制信号输出端，所述的脉冲宽度调制信号输出端通过导线与伺服电机的控制端连接。
2.如权利要求1所述的模型电动小车的转向控制装置，其特征在于:所述的转向信号输入端与一个第一无线通讯模块连接。
3.如权利要求2所述的模型电动小车的转向控制装置，其特征在于:所述的第一无线通讯模块通过无线通讯链路与一个设置在遥控器中的第二无线通讯模块连接，所述的遥控器中设置有一个遥控电路，所述的遥控电路中包括有一个第二单片机，所述的第二单片机包括有输入端和一个输出端，所述的输出端与所述的第二无线通讯模块连接，所述的输入端与一个电位器或者编码器连接，所述的电位器或者编码器的输入轴上设置有旋钮。
4.如权利要求1所述的模型电动小车的转向控制装置，其特征在于:所述的传动装置包括固定设置在伺服电机输出轴上的主动齿轮，所述的主动齿轮与一个过渡齿轮啮合，所述的过渡齿轮与设置在摆动件上齿形结构啮合，摆动件上铰接有两个车轮转向连杆。
【文档编号】A63H17/36GK203790580SQ201420161932
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】邓利丹, 蔡明煌 申请人:上海美利达电子科技有限公司