專利名稱：用于車輛直線行走的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車輛控制裝置，特別涉及一種用于遙控車輛的直線形式的控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的車輛，包括玩具遙控車，用人員進行手動控制時很難以實現(xiàn)直線行走，因為是靠人的行為進行了及時修正，但在車輛遙控行駛時則很難保證車輛進行直線行駛。這時的車輛很容易在路況的影響下會偏離原來的行駛方向，不再進行直線行駛。同時有些車輛因為本身的精度等問題也會改變原來的行駛方向，從而出現(xiàn)自動轉(zhuǎn)彎的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象在許多的場合是不允許出現(xiàn)的，所以必須進行車輛的直線行走的控制。高速陀螺儀具有較強的指向性，在陀螺進行高速旋轉(zhuǎn)時，陀螺會保持軸線方向不變，這一原理已經(jīng)應(yīng)用在導(dǎo)彈、飛機等精密設(shè)備上，所以存在制作困難，造價高昂的問題。直接應(yīng)用在陸地車輛上是不經(jīng)濟的，特別不能用在玩具車輛上。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于車輛直線行駛的控制裝置，這種裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可以方便的應(yīng)用于陸地車輛及玩具車。
本實用新型的用于車輛直線行走的控制裝置包括設(shè)置在車輛上的三自由度高速旋轉(zhuǎn)陀螺儀和控制觸點，其中陀螺儀包括外框，該外框通過直立軸設(shè)置在陀螺儀底座上，陀螺儀底座固定在車輛本體上；該外框設(shè)置水平軸，所述高速旋轉(zhuǎn)的陀螺設(shè)置在水平軸上，所述直立軸、水平軸和陀螺軸兩兩相互垂直；該所述陀螺儀外框上固定設(shè)置擺桿，陀螺儀底座上設(shè)置左右控制觸點，擺桿位于左右觸點之間。
所述陀螺儀為電動陀螺儀，陀螺的轉(zhuǎn)速在每分鐘15000～20000轉(zhuǎn)之間。
所述水平軸為導(dǎo)電軸，軸的兩端分別設(shè)置了導(dǎo)電件，導(dǎo)電件通過導(dǎo)線與設(shè)置在底座上的導(dǎo)電環(huán)連接，導(dǎo)電環(huán)與車輛電源連接，而水平軸內(nèi)側(cè)則分別與陀螺電機的二電極連接。
該陀螺儀設(shè)有氣流修正機構(gòu)，設(shè)置在陀螺電機上。該氣流修正機構(gòu)包括設(shè)置在陀螺電機內(nèi)的風(fēng)扇、設(shè)置在電機上的進氣孔和設(shè)置在電機外的氣流噴嘴，該氣流噴嘴的噴氣方向與外框的框壁垂直。
所述氣流噴嘴設(shè)置在電機的上下兩側(cè)的直立軸的軸線上，噴嘴方向正對外框的左右框壁。
本實用新型的裝置雖然簡單，成本低廉，其卻完全具備了低精度陀螺儀的功能。應(yīng)用在車輛直線行駛控制時，高速旋轉(zhuǎn)的陀螺的軸線方向不會變化，而車輛本身的行駛方向發(fā)生變化時，由于陀螺儀底座固定設(shè)置在車輛上，進而底座發(fā)生方向變化，這種變化會使陀螺儀外框與底座之間產(chǎn)生角位移。位移達到一定程度后，就會使設(shè)置在外框上的擺桿接觸觸點，從而開始進行車輛方向的校正，恢復(fù)原來的行駛狀態(tài)。因此本實用新型的裝置可以保持車輛進行直線行駛，而由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低，其完全可以應(yīng)用在玩具車上。


圖1是本實用新型的陀螺儀正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的陀螺儀俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的陀螺儀供電和修正結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的裝置是將簡單的三自由度陀螺儀設(shè)置在車輛上，從而實現(xiàn)直線行駛功能的。
如圖1所示，在車輛上固定設(shè)置陀螺儀底座8，陀螺儀底座8上設(shè)置有直立轉(zhuǎn)軸6，直立轉(zhuǎn)軸6上轉(zhuǎn)動設(shè)置陀螺儀外框1，形成一種該陀螺儀外框1的軸心與直立轉(zhuǎn)軸6的軸心重合，且該直立轉(zhuǎn)軸6成為外框1的轉(zhuǎn)動軸。
在該外框1的水平中心軸位置設(shè)置水平轉(zhuǎn)動軸4，該水平轉(zhuǎn)動軸的軸線與直立轉(zhuǎn)軸6的軸線垂直相交于整個外框1的中心，該水平轉(zhuǎn)動軸4可以以水平軸線為轉(zhuǎn)動。該水平轉(zhuǎn)動軸4的中央部位設(shè)置電動陀螺2，該電動陀螺2的軸線3分別于水平轉(zhuǎn)動軸軸線及直立轉(zhuǎn)動軸軸線兩兩垂直，并相交于外框的中心，即三相互垂直的軸線相交于外框的中心。這樣就基本形成了三自由度陀螺儀的結(jié)構(gòu)。
為實現(xiàn)本實用新型的陀螺儀對車輛行駛的控制，在外框1的底板上固定設(shè)置了擺桿5，該擺桿5的設(shè)置方向與陀螺軸線方向平行，因此擺桿5具有與陀螺儀相同的指示方向。同時在固定陀螺儀底座8上設(shè)置了二控制觸點7，該二控制觸點分別等距離的分部在擺桿5的兩側(cè)，其離擺桿5的距離視控制精度的要求而定。
上述裝置的控制功能是這樣實現(xiàn)的，結(jié)合圖1和圖2進行說明。首先，使陀螺儀的陀螺2高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速要求在每分鐘15000轉(zhuǎn)至20000轉(zhuǎn)之間，這時陀螺2的轉(zhuǎn)動軸線在水平面上維持指向不變，且轉(zhuǎn)速越高其指向性越好，精度越高。此時將該陀螺2的軸線方向指向車輛行駛的直線方向，位于外框上的擺桿5的指向也是車輛的指向行駛方向。這時啟動車輛行駛便沿該指向的方向行駛，當(dāng)車輛由于本身或道路的問題改變行駛方向為9時，輕微的改變在許可的范圍內(nèi)不會進行任何校正，當(dāng)達到一定的程度時，由于陀螺2的軸線3方向10不變。所以，車輛的行駛方向9與陀螺2的軸線3的方向10便形成一個夾角，這個夾角使擺桿5接觸觸點7，此時觸點7便會發(fā)出一個修正信號至車輛控制機構(gòu)，修正車輛行駛方向，從而維持車輛的直線行駛。
如圖3所示，為簡化本實用新型的結(jié)構(gòu)，將陀螺的供電機構(gòu)進行如下設(shè)置。首先將陀螺儀的外框上的水平轉(zhuǎn)動軸4設(shè)置為導(dǎo)電軸，至少是外設(shè)導(dǎo)電套的軸，其軸的內(nèi)側(cè)與陀螺電機11連接并提供電力。同時將該軸伸出外框外并與導(dǎo)電件12彈性接觸，以實現(xiàn)電導(dǎo)通。導(dǎo)電件12則通過導(dǎo)線與設(shè)置在底座上的導(dǎo)電環(huán)15彈性接觸，以保證電導(dǎo)通，同時在外框與底座產(chǎn)生角位移時也不會斷電。以確保陀螺2的指向10不變。
如圖3所示，為提高本實用新型的控制精度，還設(shè)置了陀螺本身的修正機構(gòu)，當(dāng)陀螺儀使用后，水平轉(zhuǎn)動軸會產(chǎn)生一定的偏差，從而產(chǎn)生陀螺2的指向性誤差。為克服上述缺陷，本實用新型設(shè)置了氣流修正結(jié)構(gòu)，如圖所示，是在陀螺電機的內(nèi)部設(shè)置風(fēng)扇，該風(fēng)扇與陀螺同軸且具有較高的轉(zhuǎn)速，并在電機的軸向端開設(shè)進氣孔，以進入氣流。在電機內(nèi)氣流被風(fēng)扇帶動呈高速流動的狀態(tài)，又在電機的外壁上開設(shè)出氣流噴嘴14，如圖所示，該氣流噴嘴14開設(shè)的方向與水平轉(zhuǎn)動軸4的方向相同，而兩個噴嘴14分別設(shè)置在電機的上下兩側(cè)，且噴出方向相反，分別正對外框1的左右框壁。該機構(gòu)的工作原理是，電機11在驅(qū)動陀螺2高速旋轉(zhuǎn)的同時，也靠內(nèi)部的風(fēng)扇將高速氣流從噴嘴14噴出，而當(dāng)處于正常位置時，噴出的氣流垂直作用于外框的左右框壁上，這時產(chǎn)生的外框?qū)﹄姍C的反作用力也是直接作用于噴嘴的，這時的主動力矩為零，使外框與陀螺軸線沒有角位移。當(dāng)外框與陀螺軸線出現(xiàn)角位移時，氣流噴出的方向便不會垂直噴到外框的框壁上，而是具有一個角度，從而使外框的反作用力具有一個角度，從而產(chǎn)生一個分力，這個分力會使陀螺與外框之間恢復(fù)正常狀態(tài)，實現(xiàn)氣流修正作用。
權(quán)利要求1.一種用于車輛直線行走的控制裝置，其特征在于包括設(shè)置在車輛上的三自由度高速旋轉(zhuǎn)陀螺儀和控制觸點，其中陀螺儀包括外框，該外框通過直立軸設(shè)置在陀螺儀底座上，陀螺儀底座固定在車輛本體上；該外框設(shè)置水平軸，所述高速旋轉(zhuǎn)的陀螺設(shè)置在水平軸上，所述直立軸、水平軸和陀螺軸兩兩相互垂直；該所述陀螺儀外框上固定設(shè)置擺桿，陀螺儀底座上設(shè)置左右控制觸點，擺桿位于左右觸點之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛直線行走的控制裝置，其特征在于所述陀螺儀為電動陀螺儀，陀螺的轉(zhuǎn)速在每分鐘15000～20000轉(zhuǎn)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛直線行走的控制裝置，其特征在于所述水平軸為導(dǎo)電軸，軸的兩端分別設(shè)置了導(dǎo)電件，導(dǎo)電件通過導(dǎo)線與設(shè)置在底座上的導(dǎo)電環(huán)連接，導(dǎo)電環(huán)與車輛電源連接，而水平軸內(nèi)部則分別與陀螺電機的二電極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛直線行走的控制裝置，其特征在于該陀螺儀設(shè)有氣流修正機構(gòu)，設(shè)置在陀螺電機上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛直線行走的控制裝置，其特征在于所述氣流修正機構(gòu)包括設(shè)置在陀螺電機內(nèi)的風(fēng)扇、設(shè)置在電機上的進氣孔和設(shè)置在電機外的氣流噴嘴，該氣流噴嘴的噴氣方向與外框的框壁垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛直線行走的控制裝置，其特征在于所述氣流噴嘴設(shè)置在電機的上下兩側(cè)的直立軸的軸線上，噴嘴方向正對外框的左右框壁。
專利摘要本實用新型公開了一種用于車輛直線行走的控制裝置，包括設(shè)置在車輛上的三自由度高速旋轉(zhuǎn)陀螺儀和控制觸點，其中陀螺儀包括外框，該外框通過直立軸設(shè)置在陀螺儀底座上，陀螺儀底座固定在車輛本體上；該外框設(shè)置水平軸，所述高速旋轉(zhuǎn)的陀螺設(shè)置在水平軸上，所述直立軸、水平軸和陀螺軸兩兩相互垂直；該所述陀螺儀外框上固定設(shè)置擺桿，陀螺儀底座上設(shè)置左右控制觸點，擺桿位于左右觸點之間。本實用新型的裝置雖然簡單，成本低廉，其卻完全具備了低精度陀螺儀的功能，實現(xiàn)車輛直線行駛的控制功能。
文檔編號A63H11/14GK2825407SQ20052011386
公開日2006年10月11日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者王云飛 申請人:王云飛