專利名稱：雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能玩具領(lǐng)域，涉及一種機(jī)電控制裝置，特別涉及一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)的控制裝置。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)小車(chē)是許多智能運(yùn)動(dòng)體(如智能機(jī)器人)的基礎(chǔ)。這些智能運(yùn)動(dòng)體通常在給定的環(huán)境中執(zhí)行特定的任務(wù)，如足球機(jī)器人、走迷宮的電腦鼠等。為了能夠更好地完成給定任務(wù)的求解，通常要求這些智能運(yùn)動(dòng)體響應(yīng)快速、靈活性好、控制簡(jiǎn)單、控制精度高。目前， 這些智能運(yùn)動(dòng)體通常采用四輪小車(chē)的形式實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)前輪由舵機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的轉(zhuǎn)向的功能，兩個(gè)后輪由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)功能。小車(chē)在向前行駛中，可實(shí)現(xiàn)自由、靈活的前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎功能。但當(dāng)小車(chē)需要向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車(chē)就要執(zhí)行掉頭或倒車(chē)操作。掉頭時(shí)，小車(chē)需要足夠?qū)挸ǖ倪\(yùn)動(dòng)空間，否則無(wú)法完成掉頭任務(wù)。倒車(chē)時(shí)，小車(chē)需要采用前輪的轉(zhuǎn)向功能控制向后運(yùn)動(dòng)的方向，與向前行駛的情形相比，倒車(chē)時(shí)方向的控制較為困難。另外，倒車(chē)與掉頭所需時(shí)間更長(zhǎng)，限制了小車(chē)運(yùn)動(dòng)的靈活性，增大了控制的難度。因此，設(shè)計(jì)一種能夠自由行進(jìn)與倒退的靈活小車(chē)的控制裝置具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，設(shè)計(jì)一種具有雙舵機(jī)的六輪小車(chē)控制裝置，增加小車(chē)運(yùn)動(dòng)靈活性和控制的準(zhǔn)確性。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，包括有2個(gè)前輪，2 個(gè)后輪，2個(gè)中間輪，其特征在于前輪和后輪都有舵機(jī)控制方向，中間輪為驅(qū)動(dòng)輪；當(dāng)小車(chē)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，前輪的舵機(jī)控制小車(chē)的行進(jìn)方向，中間輪向前旋轉(zhuǎn)提供驅(qū)動(dòng)力，后輪舵機(jī)不起作用，后輪成為從動(dòng)輪；當(dāng)小車(chē)向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，后輪舵機(jī)控制小車(chē)的行進(jìn)方向，中間輪向后旋轉(zhuǎn)提供驅(qū)動(dòng)力，前輪舵機(jī)不起作用，前輪成為從動(dòng)輪。采取的措施還包括上述的控制裝置的中央處理器為單片機(jī)。上述的舵機(jī)為直流電機(jī)。上述的驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流電機(jī)。上述的直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)298。本發(fā)明的目的在于用簡(jiǎn)單的電路和元器件做出價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)靈活、控制方便的雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置。兩個(gè)舵機(jī)分別控制前輪和后輪的轉(zhuǎn)向，這樣小車(chē)的前輪和后輪都能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，倒車(chē)運(yùn)動(dòng)與前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的控制方式相同，可看作小車(chē)的前端與后端都是車(chē)頭，在狹窄的道路上可自由、靈活運(yùn)動(dòng)，可作為學(xué)生競(jìng)賽或?qū)嶒?yàn)用的基礎(chǔ)模型，具有很好的實(shí)用性。


圖1是驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路圖。圖2是前后舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)與兩個(gè)舵機(jī)都選用直流電機(jī)，采用L298作為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。一片L298可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，因此本發(fā)明選用2片L298來(lái)分別驅(qū)動(dòng)2個(gè)舵機(jī)和一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)輪的電機(jī)與L298的接線圖如圖1所示，L298的1附和IN2端與單片機(jī)的I/ 0 口相連，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，L298的使能端與PWM信號(hào)輸出端相聯(lián)結(jié)，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路與驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)的電路原理相同，如圖2所示，采用P2. 2和P2. 3控制前輪舵機(jī)的轉(zhuǎn)向，P2. 4和P2. 5控制后輪舵機(jī)的轉(zhuǎn)向。2個(gè)使能端分別連接到PWM信號(hào)輸出端控制兩個(gè)舵機(jī)的轉(zhuǎn)角。PWM信號(hào)采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生。定時(shí)器工作在方式1(16位計(jì)數(shù)器)的定時(shí)模式，通過(guò)改變定時(shí)器的初值來(lái)改變PWM信號(hào)的占空比。當(dāng)小車(chē)向前行駛時(shí)，P2. 0 = 1，P2. 1 = 0，后輪舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度為0，通過(guò)改變控制前輪舵機(jī)的PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)行駛角度的控制，當(dāng)P2. 2 = 1，P2.3 = 0時(shí)，前舵機(jī)向正向旋轉(zhuǎn)， 當(dāng)P2. 2 = 0，P2. 3 = 1時(shí)，前舵機(jī)向反向旋轉(zhuǎn)；通過(guò)改變控制驅(qū)動(dòng)輪的PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的加速或減速的控制；當(dāng)小車(chē)向后行駛時(shí)，P2. 0 = 0，P2. 1 = 1，前輪舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度為0， 通過(guò)改變控制后輪舵機(jī)的PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)行駛角度的控制，當(dāng)P2. 4 = 1，P2. 5 = 0時(shí)，后舵機(jī)向正向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)P2. 4 = 0，P2. 5 = 1時(shí)，后舵機(jī)向反向旋轉(zhuǎn)；通過(guò)改變控制驅(qū)動(dòng)輪的PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的加速或減速的控制。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，控制方便，小車(chē)在行駛過(guò)程中， 不需要采用掉頭操作，其向后行駛與向前行駛控制方式相同，提高了小車(chē)運(yùn)動(dòng)的靈活性，適用于作為電子競(jìng)賽或科技實(shí)驗(yàn)等場(chǎng)合的模型車(chē)。
權(quán)利要求
1.一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，其特征在于包括有2個(gè)前輪，2個(gè)后輪，2個(gè)中間輪， 前輪與后輪都具有舵機(jī)控制，中間輪為驅(qū)動(dòng)輪；當(dāng)小車(chē)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，前輪的舵機(jī)控制小車(chē)的行進(jìn)方向，中間輪向前旋轉(zhuǎn)提供驅(qū)動(dòng)力，后輪舵機(jī)不起作用，后輪成為從動(dòng)輪；當(dāng)小車(chē)向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，后輪舵機(jī)控制小車(chē)的行進(jìn)方向，中間輪向后旋轉(zhuǎn)提供驅(qū)動(dòng)力，前輪舵機(jī)不起作用， 前輪成為從動(dòng)輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，其特征在于，所述的控制裝置的中央處理器為單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，其特征在于，所述的舵機(jī)為直流電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，其特征在于，所述的直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)298。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3、5所述的一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，其特征在于，所述的舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片L298采用P2. 2和P2. 3控制前輪舵機(jī)的轉(zhuǎn)向，P2. 4和P2. 5控制后輪舵機(jī)的轉(zhuǎn)向，2個(gè)使能端分別連接到單片機(jī)的PWM信號(hào)輸出端控制兩個(gè)舵機(jī)的轉(zhuǎn)角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5所述的一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片L298的mi和IN2端與單片機(jī)的I/O 口相連，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，U98 的使能端與單片機(jī)的PWM信號(hào)輸出端相聯(lián)結(jié)，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6、7所述的一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)芯片 L298所需的PWM信號(hào)采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生。定時(shí)器工作在方式1 (16位計(jì)數(shù)器) 的定時(shí)模式，通過(guò)改變定時(shí)器的初值來(lái)改變PWM信號(hào)的占空比。
全文摘要
本發(fā)明屬于智能玩具與智能車(chē)領(lǐng)域，具體為一種雙舵機(jī)六輪小車(chē)控制裝置，包括有2個(gè)前輪，2個(gè)后輪，2個(gè)中間輪。中間輪為小車(chē)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪，前輪和后輪都有舵機(jī)控制運(yùn)動(dòng)方向。驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)和舵機(jī)均采用直流電機(jī)，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片采用L298，利用單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生PWM信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角。控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，能夠提高小車(chē)在狹窄空間運(yùn)動(dòng)時(shí)的靈活性，提高運(yùn)動(dòng)控制的準(zhǔn)確性。本發(fā)明可應(yīng)用于學(xué)生競(jìng)賽或?qū)嶒?yàn)等場(chǎng)合的模型車(chē)中。
文檔編號(hào)G05D1/02GK102323823SQ201110187809
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者修春波 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)