雙舵機六輪小車控制裝置的製作方法

2023-05-01 17:49:56

專利名稱：雙舵機六輪小車控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於智能玩具領域，涉及一種機電控制裝置，特別涉及一種雙舵機六輪小車的控制裝置。
背景技術：
運動小車是許多智能運動體(如智慧機器人)的基礎。這些智能運動體通常在給定的環境中執行特定的任務，如足球機器人、走迷宮的電腦鼠等。為了能夠更好地完成給定任務的求解，通常要求這些智能運動體響應快速、靈活性好、控制簡單、控制精度高。目前， 這些智能運動體通常採用四輪小車的形式實現，兩個前輪由舵機控制其旋轉角度，實現小車的轉向的功能，兩個後輪由驅動電機控制，實現小車的運動驅動功能。小車在向前行駛中，可實現自由、靈活的前進和轉彎功能。但當小車需要向後運動時，小車就要執行掉頭或倒車操作。掉頭時，小車需要足夠寬敞的運動空間，否則無法完成掉頭任務。倒車時，小車需要採用前輪的轉向功能控制向後運動的方向，與向前行駛的情形相比，倒車時方向的控制較為困難。另外，倒車與掉頭所需時間更長，限制了小車運動的靈活性，增大了控制的難度。因此，設計一種能夠自由行進與倒退的靈活小車的控制裝置具有重要的應用價值。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，設計一種具有雙舵機的六輪小車控制裝置，增加小車運動靈活性和控制的準確性。本發明所採用的技術方案是一種雙舵機六輪小車控制裝置，包括有2個前輪，2 個後輪，2個中間輪，其特徵在於前輪和後輪都有舵機控制方向，中間輪為驅動輪；當小車向前運動時，前輪的舵機控制小車的行進方向，中間輪向前旋轉提供驅動力，後輪舵機不起作用，後輪成為從動輪；當小車向後運動時，後輪舵機控制小車的行進方向，中間輪向後旋轉提供驅動力，前輪舵機不起作用，前輪成為從動輪。採取的措施還包括上述的控制裝置的中央處理器為單片機。上述的舵機為直流電機。上述的驅動輪的驅動電機為直流電機。上述的直流電機的驅動晶片為L298。本發明的目的在於用簡單的電路和元器件做出價格低廉、結構簡單、運動靈活、控制方便的雙舵機六輪小車控制裝置。兩個舵機分別控制前輪和後輪的轉向，這樣小車的前輪和後輪都能夠進行轉向控制，倒車運動與前進運動的控制方式相同，可看作小車的前端與後端都是車頭，在狹窄的道路上可自由、靈活運動，可作為學生競賽或實驗用的基礎模型，具有很好的實用性。


圖1是驅動輪電機的驅動電路圖。圖2是前後舵機的驅動電路圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。驅動輪電機與兩個舵機都選用直流電機，採用L298作為直流電機的驅動晶片。一片L298可驅動兩個直流電機，因此本發明選用2片L298來分別驅動2個舵機和一個驅動電機。驅動輪的電機與L298的接線圖如圖1所示，L298的1附和IN2端與單片機的I/ 0 口相連，以控制電機的轉向，L298的使能端與PWM信號輸出端相聯結，以控制電機的轉速。 舵機的驅動電路與驅動輪電機的電路原理相同，如圖2所示，採用P2. 2和P2. 3控制前輪舵機的轉向，P2. 4和P2. 5控制後輪舵機的轉向。2個使能端分別連接到PWM信號輸出端控制兩個舵機的轉角。PWM信號採用單片機內部的定時器產生。定時器工作在方式1(16位計數器)的定時模式，通過改變定時器的初值來改變PWM信號的佔空比。當小車向前行駛時，P2. 0 = 1，P2. 1 = 0，後輪舵機的旋轉角度為0，通過改變控制前輪舵機的PWM信號實現行駛角度的控制，當P2. 2 = 1，P2.3 = 0時，前舵機向正向旋轉， 當P2. 2 = 0，P2. 3 = 1時，前舵機向反向旋轉；通過改變控制驅動輪的PWM信號實現對電機的加速或減速的控制；當小車向後行駛時，P2. 0 = 0，P2. 1 = 1，前輪舵機的旋轉角度為0， 通過改變控制後輪舵機的PWM信號實現行駛角度的控制，當P2. 4 = 1，P2. 5 = 0時，後舵機向正向旋轉，當P2. 4 = 0，P2. 5 = 1時，後舵機向反向旋轉；通過改變控制驅動輪的PWM信號實現對電機的加速或減速的控制。本發明的優點在於，控制裝置結構簡單，成本低廉，控制方便，小車在行駛過程中， 不需要採用掉頭操作，其向後行駛與向前行駛控制方式相同，提高了小車運動的靈活性，適用於作為電子競賽或科技實驗等場合的模型車。
權利要求
1.一種雙舵機六輪小車控制裝置，其特徵在於包括有2個前輪，2個後輪，2個中間輪， 前輪與後輪都具有舵機控制，中間輪為驅動輪；當小車向前運動時，前輪的舵機控制小車的行進方向，中間輪向前旋轉提供驅動力，後輪舵機不起作用，後輪成為從動輪；當小車向後運動時，後輪舵機控制小車的行進方向，中間輪向後旋轉提供驅動力，前輪舵機不起作用， 前輪成為從動輪。
2.根據權利要求1所述的一種雙舵機六輪小車控制裝置，其特徵在於，所述的控制裝置的中央處理器為單片機。
3.根據權利要求1所述的一種雙舵機六輪小車控制裝置，其特徵在於，所述的舵機為直流電機。
4.根據權利要求1所述的一種雙舵機六輪小車控制裝置，其特徵在於，所述的驅動輪的驅動電機為直流電機。
5.根據權利要求1所述的一種雙舵機六輪小車控制裝置，其特徵在於，所述的直流電機的驅動晶片為L298。
6.根據權利要求1、3、5所述的一種雙舵機六輪小車控制裝置，其特徵在於，所述的舵機的驅動晶片L298採用P2. 2和P2. 3控制前輪舵機的轉向，P2. 4和P2. 5控制後輪舵機的轉向，2個使能端分別連接到單片機的PWM信號輸出端控制兩個舵機的轉角。
7.根據權利要求1、4、5所述的一種雙舵機六輪小車控制裝置，其特徵在於，所述的驅動輪電機的驅動晶片L298的mi和IN2端與單片機的I/O 口相連，以控制電機的轉向，U98 的使能端與單片機的PWM信號輸出端相聯結，以控制電機的轉速。
8.根據權利要求1、6、7所述的一種雙舵機六輪小車控制裝置，其特徵在於，驅動晶片 L298所需的PWM信號採用單片機內部的定時器產生。定時器工作在方式1 (16位計數器) 的定時模式，通過改變定時器的初值來改變PWM信號的佔空比。
全文摘要
本發明屬於智能玩具與智能車領域，具體為一種雙舵機六輪小車控制裝置，包括有2個前輪，2個後輪，2個中間輪。中間輪為小車運動的驅動輪，前輪和後輪都有舵機控制運動方向。驅動輪電機和舵機均採用直流電機，電機的驅動晶片採用L298，利用單片機的定時器產生PWM信號控制驅動輪電機的轉速和舵機的轉角。控制裝置結構簡單、價格低廉，能夠提高小車在狹窄空間運動時的靈活性，提高運動控制的準確性。本發明可應用於學生競賽或實驗等場合的模型車中。
文檔編號G05D1/02GK102323823SQ201110187809
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月6日 優先權日2011年7月6日
發明者修春波 申請人:天津工業大學