專利名稱：具有減震功能的輕型太陽能車自動側傾裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及載運工具技術領域，具體地說是一種具有減震功能的輕型太陽能車自
動側傾裝置。
背景技術：
實用化太陽能車的功率很小，由于受到太陽能電池板面積的限制，一般功率小于 IOOOW。由于功率的限制，使得太陽能車身重量較小，在轉(zhuǎn)向的時候就很容易側翻。為了提 高車輛在轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定性，有必要在車輛轉(zhuǎn)彎時車身自動根據(jù)轉(zhuǎn)向角度進行傾斜，調(diào)整重 心來增加車體的穩(wěn)定性。另外，為了提高太陽能板的轉(zhuǎn)化效率而使太陽能板能在一定的角 度范圍內(nèi)隨著陽光照射角度的變化而自動旋轉(zhuǎn)，使得車身的重心升高，提高車輛轉(zhuǎn)向時的 穩(wěn)定性就成了急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有減震功能的輕型太陽能車自動側傾裝置，它可以保
證車身較輕的情況下，車身能在轉(zhuǎn)向的時候隨著轉(zhuǎn)向角度的大小而自動調(diào)節(jié)車身傾斜的角 度，增加車體轉(zhuǎn)向時的穩(wěn)定性。 本發(fā)明的技術方案是在車身底板與汽車底盤之間有一定的距離，車身底板用正 三角形結構的四組拉桿連接到底盤上，拉桿與汽車底盤的連接固定不動，拉桿在車身底板 的中軸線處用軸承與車身底板連接在車身底板的兩側用彈簧連接到汽車底盤(以支撐部 分重量，同時也能保證車身傾斜時兩側的空間)；車身底板和齒輪軸用三組倒三角形結構 的拉桿連接固定，齒輪軸的兩端和軸承配合，軸承安裝在汽車底盤凸臺的軸承導槽中，齒輪 軸與傳動軸嚙合，傳動軸為右旋式螺紋傳動軸，齒輪軸為橢圓形，當車身底板沒有傾斜時傳 動軸與齒輪軸短半徑處嚙合；步進電機位于車身的中間，跟三組倒三角形結構拉桿的中間 一組處在同一平面；步進電機連接傳動軸(兩者的連接結構采用十字交叉式的結構，而且 連接兩端留有一定的空隙)，電機軸與傳動軸連接處的外面套有彈簧，彈簧的一端與傳動軸 上的凸緣固定連接，另外一端與汽車底盤凸臺固定連接，電機軸從凸臺中心穿過，電機與單 片機連接，單片機連接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器又與角傳感器連接。 在汽車底盤的兩側各裝有一個限位開關，直接接到單片機上。其作用是當車身傾 斜到把限位開關按下時，單片機采集到此信號時無論轉(zhuǎn)角傳感器的信號是否繼續(xù)增加都將 立刻停止步進電機的運轉(zhuǎn)。 在汽車轉(zhuǎn)向軸的位置裝有轉(zhuǎn)角傳感器，用于采集汽車轉(zhuǎn)向時的角度。在汽車轉(zhuǎn)向 軸與車身底板接觸點的位置在轉(zhuǎn)向軸上焊接一個圓弧形齒輪凸緣，與凸緣齒嚙合的是用做 轉(zhuǎn)角傳感器的電位器。電位器的信號接入到A/D轉(zhuǎn)化器，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化器將模擬信號轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號后輸入到單片機中，由單片機對信號進行處理。 本發(fā)明將汽車的底盤和車身之間改用這種自動根據(jù)汽車的轉(zhuǎn)向角度調(diào)整車身的 傾斜角度的裝置后，能很好的提升汽車的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。在汽車底盤和車身底板之間用彈簧連接，車身底板通過三組倒三角拉桿鏈接到齒輪軸上。齒輪軸在單片機控制的步進電機的 正傳或者是反轉(zhuǎn)下實現(xiàn)正傳或者是反轉(zhuǎn)，以到達調(diào)整車身的向左或者是向右傾斜。采用單 片機采集信號、處理信號，能夠做到控制精確、反應及時。能夠?qū)崿F(xiàn)隨轉(zhuǎn)角的大小而自動傾 斜車身，從而達到調(diào)整重心來增加車體穩(wěn)定性的目的。


圖1為本發(fā)明的自動側傾裝置機械部分整體結構示意圖； 圖2為本發(fā)明的自動側傾裝置機械部分正面結構示意圖； 圖3為本發(fā)明的自動側傾裝置機械部分側面結構示意圖； 圖4為本發(fā)明的自動側傾裝置機械部分導槽局部結構示意圖； 圖5為本發(fā)明的自動側傾裝置機械部分傳感器局部結構示意圖； 圖6為本發(fā)明的自動側傾裝置電器部分單片機AT89S52與驅(qū)動器TA8435連接示
意圖 圖7為本發(fā)明的自動側傾裝置電器部分A/D轉(zhuǎn)換器示意圖。 圖中各標號依次表示1、步進電機，2、電機軸，3、減震彈簧，4、齒輪軸，5、傳動軸， 6、7、13、軸承，8導槽，9、汽車底盤，10、車身底板，11、左限位開關，12、20支撐彈簧、14、18、 左右倒三角形結構拉桿，15、17、左右正三角形結構拉桿，16、支承軸，19、右限位開關，21、轉(zhuǎn) 向軸，22、轉(zhuǎn)角傳感器。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。 在車身底板10與汽車底盤9之間有一定的距離，車身底板用正三角形結構的四組 拉桿15、17連接到汽車底盤上，拉桿與汽車底盤的連接固定不動，拉桿在車身底板的中軸 線處用軸承13連接與車身底板連接；車身底板和齒輪軸4用三組倒三角形結構的拉桿14、 18連接固定，車身底板和左右兩邊的拉桿構成一個具有倒三角形穩(wěn)定性的結構；在車身底 板的兩側用彈簧12、20連接，用六個彈簧分兩組均勻的分布在汽車的兩邊。齒輪軸的兩端 和軸承6配合，軸承安裝在汽車底盤凸臺的軸承導槽8中，齒輪軸4與傳動軸5嚙合，傳動 軸5為右旋式螺紋傳動軸，齒輪軸為橢圓形；步進電機位于車身底板的中間，步進電機連接 傳動軸5，兩者的連接采用十字交叉式的結構，而且連接兩端留有一定的空隙，電機軸2與 傳動軸5連接處的外面套有彈簧3，彈簧的一端與傳動軸上的凸緣固定連接，另外一端與汽 車底盤凸臺固定連接，電機軸從凸臺中心穿過。在汽車底盤的左右兩邊各裝有一個限位開 關。電機與單片機連接，單片機連接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器又與角傳感器連接。
單片機植入預定程序，采集信號、處理信號、輸出信號。信號采集是通過安裝在轉(zhuǎn) 向軸位置的傳感器采集，A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號之后傳輸給單片機；輸入的 信號在單片機內(nèi)預置的程序處理之后會將結果輸出到步進電機，步進電機就是按照單片機 的輸出信號進行工作。 當車輛直線行駛時，步進電機不做任何動作，車身保持水平狀態(tài)。 當車輛轉(zhuǎn)彎時，裝在轉(zhuǎn)向軸處的轉(zhuǎn)角傳感器22根據(jù)轉(zhuǎn)向軸21的轉(zhuǎn)過的角度輸出
不同的電壓值，將這一電壓值輸入到A/D轉(zhuǎn)換器中。A/D轉(zhuǎn)換器將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號后輸入到單片機P3.4的串口中去。單片機AT89S52經(jīng)過預置的程序?qū)Σ杉?的信號處理完之后通過串口 pi. 0 pi. 5輸出到步進電機的驅(qū)動器TA8435以驅(qū)動步進電 機轉(zhuǎn)動。 當車輛向左轉(zhuǎn)向的時，轉(zhuǎn)角傳感器22采集到的模擬信號是大于6V，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換之后的得到的數(shù)字信號是"l"。單片機AT89S52根據(jù)這一信號經(jīng)過預置程序的處理之 后將控制信號輸出到步進電機的驅(qū)動器TA8435中，步進電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機向右旋 轉(zhuǎn)，即順時針旋轉(zhuǎn)。電機軸2將步進電機的轉(zhuǎn)矩通過十字交叉連接輸出到右旋式螺紋傳動 軸5，傳動軸5旋轉(zhuǎn)時通過齒輪連接傳到齒輪軸4上，帶動齒輪軸4向左旋轉(zhuǎn)，即順時針旋 轉(zhuǎn)。由于汽車底盤9、正三角形結構左右拉桿15、17、連接軸16固定連接為一個整體，連接 軸16又通過軸承13與車身底板10連接，齒輪軸4、倒三角形左右拉桿14、18、車身底板10 固定連接為一個整體，所以當齒輪軸4順時針旋轉(zhuǎn)時，車身底板10就會以支承軸16的軸線 為中心線向左旋轉(zhuǎn)。這時齒輪軸4兩端的軸承7在汽車底盤上前后兩端的固定圓弧導槽8 中滑動，同時壓縮支撐彈簧12，拉伸支撐彈簧20。在車輛轉(zhuǎn)向角度到達一定時候，車身向左 傾斜后剛好能將限位開關11按下，單片機AT89S52接收到這一信號后就會通過預置程序處 理中斷步進電機1的使能信號輸出，進而終止步進電機1的運轉(zhuǎn)。 當車輛向右轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)角傳感器采集到的模擬信號是小于6V，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 之后的得到的數(shù)字信號是"O"。單片機AT89S52根據(jù)這一信號經(jīng)過預置程序的處理之后將 控制信號輸出到步進電機的驅(qū)動器TA8435中，步進電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機向左旋轉(zhuǎn)，即 逆時針旋轉(zhuǎn)。這時車身底板10就會以支承軸16的軸線為中心線向右旋轉(zhuǎn)，齒輪軸4兩端 的軸承7在汽車底盤上前后兩端的固定圓弧導槽8中滑動同時壓縮支撐彈簧20，拉伸支撐 彈簧12。在車輛轉(zhuǎn)向角度到達一定時候，車身向右傾斜后剛好能過將限位開19關按下，單 片機AT89S52接收到這一信號后就會通過預置程序處理中斷步進電機1的使能信號輸出， 進而終止步進電機1的運轉(zhuǎn)。
權利要求
一種具有減震功能的輕型太陽能車自動側傾裝置，其特征是車身底板與汽車底盤之間有一定的距離，車身底板用正三角形結構的四組拉桿連接到汽車底盤上，拉桿與汽車底盤的連接固定不動，拉桿在車身底板的中軸線處用軸承與車身底板連接；在車身底板的兩側用彈簧連接到汽車底盤，車身底板和齒輪軸用三組倒三角形結構的拉桿連接固定，齒輪軸的兩端和軸承配合，軸承安裝在汽車底盤凸臺的軸承導槽中，齒輪軸與傳動軸嚙合，傳動軸為右旋式螺紋傳動軸，齒輪軸為橢圓形；步進電機位于車身的中間，步進電機連接傳動軸，電機軸與傳動軸連接處的外面套有彈簧，彈簧的一端與傳動軸上的凸緣固定連接，另外一端與汽車底盤凸臺固定連接，電機軸從凸臺中心穿過，電機與單片機連接，單片機連接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器又與角傳感器連接。
2. 按權利要求1所述的具有減震功能的輕型太陽能車自動側傾裝置，其特征是車身 底板和左右兩邊的拉桿構成一個具有倒三角形穩(wěn)定性的結構，左右拉桿的一端固定在車身 底板上另一端則固定在齒輪軸上，形成一個整體。
3. 按權利要求1所述的具有減震功能的輕型太陽能車自動側傾系統(tǒng)，其特征是車身 兩側的連接是用六個彈簧分兩組均勻的分布在汽車的兩邊。
4. 按權利要求1所述的具有減震功能的輕型太陽能車自動側傾系統(tǒng)，其特征是在汽 車底盤的左右兩邊各裝有一個限位開關。
5. 按權利要求1所述的具有減震功能的輕型太陽能車自動側傾系統(tǒng)，其特征是步進 電機連接傳動軸，兩者的連接采用十字交叉式的結構，而且連接兩端留有一定的空隙。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有減震功能的輕型太陽能車自動側傾裝置。本裝置設置在汽車的底盤位置，采用轉(zhuǎn)角傳感器采集信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化后輸入單片機。單片機將控制信號輸出到步進電機，實現(xiàn)步進電機的正轉(zhuǎn)或者是反轉(zhuǎn)已達到輕型太陽能車的自動側傾，提高汽車在轉(zhuǎn)向時的車身穩(wěn)定性；本裝置可以根據(jù)汽車轉(zhuǎn)角的大小精確計算車身的傾斜的角度。本發(fā)明的結構簡單、成本較低、易于實施、可以提高汽車的穩(wěn)定性，特別是輕型車輛。
文檔編號B60G17/015GK101708678SQ200910218299
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權日2009年12月8日
發(fā)明者何語, 郭精靈, 陳元樹, 陳蜀喬, 龍文凱 申請人:昆明理工大學