可全方位行走的電腦童車的製作方法
2023-05-08 02:34:41 1
專利名稱：可全方位行走的電腦童車的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電動玩具童車，特別是一種新型的由微電腦控制的、可實現全方位行走的玩具童車。
現有的電動玩具童車不論其結構形式、外觀特徵如何，其實現行走的方式主要是靠電動機驅動車輪中的主動輪位移，主動輪在相應電器控制下，實現簡單的前進、後退和轉向動作。在行走過程中要實現轉向，必須有一對從動輪在方向盤的驅動下，使從動輪的旋轉平面與主動輪的旋轉平面形成角度，產生一個有一定半徑的轉向，該轉向半徑大小由主動輪和轉向從動輪之間夾角而定。由於電動童車設置的車輪有主動輪和從動輪區分，故童車實現轉向的半徑一般都較大，這就限制電動童車必須要有一定的行走空間，例如戶外，才能發揮其靈活自如的行走功能，在室內或是狹小的場所，電動童車的使用則受到限制。
本實用新型目的在於提供一種可全方位行走的電動童車，它可以沿地面作全方位——縱向(前進、後退)，橫向(左行、右行)，旋轉(無半徑、有半徑轉動)三個方向的運動，以及三個向量的疊加的各種直線或曲線運動。
按照本實用新型目的，設計人解決的技術方案是1、通過改進現有技術的車輪結構，本實用新型車輪是由若干個呈腰鼓形滾子組成，該腰鼓形滾子均勻分布在車輪輪殼上，滾子軸線與輪殼軸線成α角度相交叉，α角度大於零度小於90度，每個滾子均可以繞自身軸線靈活轉動。該滾子以兩邊支承方式或三點支承方式將其轉動軸固定在輪殼的外輪緣上。由於在設計中α角度和滾子母線合理配合，使車輪在轉動過程中，滾子的母線始終形成一個給定直徑的圓柱包絡面，車輪與地面接觸良好，可以平穩地運動。
2、本實用新型在每個車輪均配有電機和減速器，使配置的四個車輪均為驅動輪。同時在車輪的配置方式上，左右兩組車輪旋向相反，前後兩組車輪旋向相反。這樣，車輪上的四個電機可以在控制裝置控制下作各種旋轉組合時，四個驅動輪可以在不改變軸心線條件下實現全方位運行。
3、通過設置可檢測方向自由度的三個電位器的操縱杆和微電腦組成的控制裝置，控制本電腦童車隨使用者意願作全方位行走。
按照本實用新型構成的可全方位行走的電腦童車具有結構合理，使用方便、安全，行走輕巧靈活、自如等特點。由於本實用新型構成的電腦童車旋轉半徑可大可小，還可原地旋轉，在窄小的場所即可作全方位行走，故深受家長和兒童歡迎。
下面通過附圖和實施例進一步描述本實用新型。
圖1是本實用新型結構示意圖。
圖2是本實用新型控制裝置工作原理圖。
參照附
圖1所示，本實用新型構成包括車體1(含車架)，車輪2，控制裝置3。其特徵在於上述的車輪2設置四個，每個車輪均由8個呈腰鼓形滾子21組成，滾子21的兩邊支承方式均布在車輪2的外輪緣上，滾子21的軸線與輪體旋轉軸呈45度夾角相交。四個車輪中，左右兩組的滾子旋向相反，前後兩組的滾子旋向相反。車輪通過緩衝彈簧22和導杆23由螺母固定在車體。
上述的控制裝置3包括操縱杆31，電腦主控盒32，電源33，電機34，減速器35。操縱杆3採用申請人申請的《全方位控制的操縱杆》，其申請號為95203010.1，上述電腦主控盒32由三路壓控振蕩器、三路頻率發生計、微處理器、四路轉速發生器、四路穩速電路、四路電機驅動電路和測速系統組成。實施例中微處理器CPU採用80C31，壓控振蕩器VCO採用4046，頻率發生計採用82C53，四路電機驅動電路是由IRF150和IRF9150功率場效應管組成的H型驅動電路。上述的電機34和減速器35分別安裝在每個車輪2的內側位置上，操縱杆31、主控盒32、電源33、安裝在車體1上。控制裝置3的工作原理如圖2所示。
當使用者使用本可全方位行走的電腦童車時，擺動或旋轉操縱杆31，操縱杆31上安裝的三個可檢測行走方向的電位器便產生電位變化信號輸出，該信號經三路壓控振蕩器轉換成與該電壓成線性關係的頻率，CPU通過三路頻率計檢測出操縱杆31三個向量的大小與方向(即童車應行走的速度與方向)，進而算得四臺電機34的轉速和轉向，隨後微處理器CPU通過轉速發生器編程產生與電機34轉速相對應的頻率和減速器35中的光電碼盤的反饋信號一起輸入。穩速電路以4046的鑑相器電路為核心組成頻率比較器，根據設定的轉速和實際轉速決定加電或不加電，最後由驅動電路實現對電機34的穩速控制，從而實現使用者只要操縱可全方位控制操縱杆的擺動和旋轉方向及位移量，由主控電腦分別控制四臺伺服電機，經減速器驅動四個車輪的轉向和轉速，即可使童車沿著使用者需要的方向和速度作全方位行走，既靈活又方便使用。
權利要求1.一種可全方位行走的電腦童車，包括車體(1)(含車架)，車輪(2)，其特徵在於它還包括控制裝置(3)，上述的車輪(2)設置四個，均為驅動輪，車輪(2)由若干個均布在車輪輪上呈腰鼓形滾子(21)組成，滾子(21)轉軸與輪殼軸線成α角度相交，該α角度大於零度小於90度。在車輪(2)的配置方式上，左右兩組滾子旋向相反，前後兩組滾子(21)旋向相反，車輪(2)通過緩衝彈簧(22)和導杆(23)由螺母固定在車體(1)上，上述的控制裝置(3)包括安裝有可檢測方向自由度的三個電位器的操縱杆(31)、主控盒(32)、電源(33)、電機(34)、減速器(35)，主控盒(32)由三路壓控振蕩器VCO、三路頻率發生計、微處理器CPU、四路轉速發生器、四路穩速電路、四路電機驅動電路和測速系統組成，上述的電機(34)和減速器(35)分別安裝在每個車輪(2)的內側位置上，操縱杆(31)，主控盒(32)，電源(33)安裝在車體(1)。
2.根據權利要求1所述的童車，其特徵在於每個車輪(2)均有8個滾子(21)組成，滾子(21)軸線與車輪(2)軸線之間夾角α等於45度角。
3.根據權利要求1所述的童車，其特徵在於控制裝置(3)的操縱杆(31)採用全方位控制的操縱杆。
專利摘要一種可全方位行走的電腦童車，其特點是車輪是由8個均布於輪殼的滾子組成，滾子可繞自身軸線靈活轉動、童車的行走是通過可全方位控制的操縱杆的前後、左右及旋轉方向和位移量的變化，由主控電腦分別控制車輪上的四臺伺服電機，經減速器驅動車輪的轉速和轉向，使童車沿著使用者需要方向和速度作全方位行走，克服了現有童車運轉不夠靈活和迴轉半徑大等缺點。
文檔編號B62K11/00GK2221541SQ9521177
公開日1996年3月6日 申請日期1995年5月16日 優先權日1995年5月16日
發明者黃善均, 王蘇潭, 彭萬鐵, 林志強, 李林, 陳春義, 陳小杭 申請人:福建實達電腦股份有限公司