CN110884561B - 一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，包括方向盘、MCU微控制单元、驱动装置、转向轴和转向控制单元，所述方向盘上设有霍尔元件，通过所述方向盘上的霍尔元件所发出的电信号传输给所述MCU微控制单元，使得MCU微控制单元发出信号对驱动装置进行转动，所述转向控制单元检测电路完成左、中、右三个固定位置的精确转动和定位识别；并且随着转向轴带动的转向控制单元对MCU微控制单元实现对转动位置的准确定位，即由方向盘的霍尔检测和转向控制单元共同作用的电子助力方式，使得转向位置更加精准，并且步骤简单，便于操作，有效的增加了儿童玩具车的可玩性与仿真度。

Description

一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法
技术领域
本发明涉及玩具车、儿童电动玩具车，具体涉及一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法。
背景技术
现如今随着儿童玩具的可玩性，趣味性不断提高，目前市面上的玩具车的转向助力控制方法有多种，现有的玩具车一般是模仿汽车的控制方法和结构，多为采用机械传动的结构和方法实现转向，使得儿童在使用玩具车时仿真度不够高，且转向控制不够精准，使得转向时易发生转向或回位延迟的现象，不能为儿童玩具车提供足够的仿真度，可玩性、趣味性有待提高，因此本发明突出玩具车具有在转向控制时更加稳定和转向更加精准的特性，为儿童玩具车提供一种仿真度较高，可玩性、趣味性高的转向助力控制方法。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种应用于玩具车且具有转向控制更加稳定且转向更加精准的电子助力转向控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案有：
提供一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，包括方向盘、MCU微控制单元、驱动装置、转向轴和转向控制单元，还包括与所述方向盘配合的霍尔元件、所述电子助力转向控制方法包括如下步骤：
A1、转动方向盘使得霍尔元件随着方向盘的转动角度的变化而产生不同电压的第一电信号，并将该第一电信号传输给MCU微控制单元；
A2、MCU微控制单元根据所述第一电信号分析方向盘的转动方向和转动角度，并产生对应的第一控制信号传动给驱动装置；
A3、驱动装置接收所述第一控制信号后驱动转向轴向对应的转动方向转动，并转动至对应的转动角度；
A4、所述转向控制单元对应每个转动方向设置有转向到位监测点，转向轴转动到转向到位监测点后产生第二电信号传送给MCU微控制单元；
A5、所述MCU微控制单元接收到第二电信号后产生第二控制信号传递给驱动装置，驱动装置接收所述第二控制信号后停止驱动转向轴转动。
本发明提供的一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，其有益效果为：通过所述方向盘上的霍尔元件所发出的电信号传输给所述MCU微控制单元，使得MCU微控制单元发出信号对驱动装置进行转动，所述转向控制单元检测电路完成左、中、右三个固定位置的精确转动和定位识别；并且随着转向轴带动的转向控制单元对MCU微控制单元实现对转动位置的准确定位，即由方向盘的霍尔检测和转向控制单元共同作用的电子助力方式，使得转向位置更加精准，并且步骤简单，便于操作。
进一步地，所述转向到位监测点包括中转向到位监测点、左转向到位监测点以及右转向到位监测点。通过各个转向到位监测点对转向是否到位进行同步监测。
进一步地，在由方向盘控制直行时，所述转向控制单元对应接触中转向到位监测点；左转时，由方向盘发出左转指令，带动驱动装置进行左转，所述转向控制单元从接触中转向到位监测点向左转动，当左转到所述转向控制单元对应接触到左转向到位监测点时，所述转向控制单元发出第二控制信号给MCU微控制单元，进而控制驱动装置带动转向轴停止转动，完成左转的监测与控制。
进一步地，在左转回中时，所述转向控制单元从对应接触左转向到位监测点向中进行转动，左回中时，在所述转向控制单元转动到对应接触中转向到位接触点时，所述转向控制单元发出第二控制信号给MCU微控制单元，进而由MCU微控制单元控制驱动装置带动转向轴停止转动，完成左回中的监测与控制。
进一步地，在右转时，由方向盘发出右转指令，带动驱动装置进行右转，所述转向控制单元从对应接触中转向到位监测点向右转动，当右转到所述转向控制单元对应接触到右转向到位监测点时，所述转向控制单元发出第二控制信号给MCU微控制单元，进而控制驱动装置带动转向轴停止转动，完成右转的监测与控制。
再进一步地，在右转回中时，所述转向控制单元从对应接触右转向到位监测点向中进行转动，在所述转向控制单元转动到对应接触中转向到位接触点位置时，所述转向控制单元发出第二控制信号给MCU微控制单元，进而由MCU微控制单元控制驱动装置带动转向轴停止转动，完成右回中的监测与控制。
优选地，所述转向控制单元包括电刷片和线路板，所述电刷片与所述转向轴固定安装，所述电刷片可随所述转向轴进行同步转动，并跟随转动轴的转动在线路板上刷动，并通过所述电刷片在所述线路板上接触位置的不同发出相应的电信号传输给MCU微控制单元。
再进一步地，所述线路板上还设有左转电极片，在左转和左回中的过程中，所述转向控制单元内部的电刷片与左转电极片接触的同时进行左转或左回中的位置监测，此时继续由方向盘所发出的第一控制信号带动驱动装置进行左转或者左回中，直至所述电刷片接触到左转向到位监测点或中转向到位监测点时才停止左转或左回中位置的监测。
再进一步地，所述线路板上还设有右转电极片，在右转和右回中的过程中，所述转向控制单元内部的电刷片与右转电极片接触的同时进行右转或右回中的位置监测，此时继续由方向盘所发出的第一控制信号带动驱动装置进行右转或者右回中，直至所述电刷片接触到右转向到位监测点或中转向到位监测点时才停止对右转或右回中位置的监测。
再进一步地，所述方向盘两侧设有磁铁，所述霍尔元件固定在仪表盘上，所述方向盘转动时，方向盘上两边的磁铁与方向盘相配合的霍尔元件之间距离的改变会产生不同大小的高低位电压，致使产生磁力大小的改变进而产生不同强弱的第一电信号，所述第一电信号传输给所述MCU微控制单元，进而使得所述MCU微控制单元发出指令带动驱动装置。可通过转动方向盘使得方向盘上的磁铁与所述霍尔元件的距离发生改变，使得所述霍尔元件产生不同大小的高低位电压，使得所述霍尔元件发出不同的电信号给MCU微控制单元，信号的发出与转向位置的对应更加准确、稳定。
附图说明
图1为本发明的一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法的工作流程图；
图2为本发明的转向控制单元的结构示意图；
图3为本发明的玩具车左转时的转向控制单元的电路控制示意图；
图4为本发明的玩具车右转时的转向控制单元的电路控制示意图；
图5为本发明的玩具车直行时的转向控制单元的电路控制示意图。
具体实施方式
结合附图和实施例来详细说明本发明的一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法。
如图1所示，使用者对方向盘进行操控，所述方向盘通过两侧设有的磁铁与方向盘下部的仪表盘上设有的霍尔元件进行控制，所述方向盘转角大小设为左右30度以内，所述方向盘在转动时与转向轴的转向角度可设对应比例，采用1:1或1:2的比例设定，即方向盘转动20度对应的转向轴可转动20度或40度，来实现方向盘与转向角度的准确对应。转动方向盘时，通过方向盘上的两边的磁铁与霍尔元件之间距离的改变会产生不同大小的高低位电压，致使产生磁力大小的改变进而由所述霍尔元件产生不同强弱的电信号，所述电信号传输给MCU微控制单元，由MCU微控制单元识别、处理，进而发出第一转向信号控制驱动装置做出转向动作，使得所述驱动装置作出转向动作，所述转向轴与所述驱动装置相连接，通过所述驱动装置的转动带动所述转向轴的转动，所述转向轴控制玩具车前轮的转动实现玩具车的转向动作，所述转向轴与所述转向控制单元固定连接，所述转向控制单元包括电刷片和线路板，所述转向控制单元上的电刷片与所述转向轴固定安装可进行同步转动，使得所述电刷片在线路板上进行刷动，通过所述线路板上不同位置的电极片的接触实现不同信号的发出，使得MCU微控制单元可以向驱动装置发出第二控制信号，使得驱动装置停止转动，并且带动所述转向轴一同停止转动，使得对转向位置的准确定位。
如图2所示，所述转向控制单元包括线路板1和电刷片2，所述线路板1上设有6个电极片11，所述电刷片2设有三个接触铜片，所述电刷片2通过固定件3与转向轴固定安装，所述电刷片随转向轴在线路板上刷动时，会产生3条运动轨迹，所述线路板上的6个电极片对应电刷片接触铜片的三条运动轨迹，并且在电刷片转动到不同位置时接触不同的电极片，产生不同的电信号传输给MCU微控制单元；
如图3所示，所述转向控制单元为左转到位状态，左转时由方向盘上的霍尔产生0.85V-1.65V的电压,由MCU微控制单元识别处理，进而控制驱动机构，在所述转向控制单元接触到左转向到位监测点时所述转向控制单元发出左转停止的电信号给MCU微控制单元，同时与方向盘上的霍尔产生的电信号共同作用，实现对左转到位的准确控制，所述转向控制单元的刷片转到让MCU第4、5脚同时接地时，就是左转停止；方向左回中时，所述刷片转动让MCU第4、5脚低电平直到第5脚为低电平到第5、6脚都为低电平，到第6脚为低电平；方向中转左时，转动方向盘，刷片转动让MCU第6脚低电平到第6、5脚为低电平到第5脚为低电平到第4、5脚为低电平，此时通过方向盘产生的电压对MCU微控制单元识别处理，通过方向盘上的霍尔元件与两磁铁距离的控制，对MCU微控制单元发出左转信号，此时通过所述转向控制元件发出的电信号与霍尔元件所发出的转向电信号共同传输给MCU微控制单元控制所述驱动机构进行转向工作进而实现左转指令的实施。
如图4所述，所述转向控制单元为右转到位状态，右转时由方向盘上的霍尔产生1.65V-2.50V电压，由MCU微控制单元识别处理，进而控制驱动机构，在所述转向控制单元接触到右转向到位监测点时所述转向控制单元发出右转到位的电信号给MCU微控制单元，同时与方向盘上霍尔元件产生的电信号共同作用，实现对右转到位的准确控制，刷片转到让MCU第8、10脚同时接地时，就是右转停止；方向中转右时，转动方向盘，刷片转动让MCU第6脚低电平到第6、8脚为低电平到第8脚为低电平，到第8、10脚为低电平，此时通过方向盘产生的电压对MCU微控制单元识别处理，通过方向盘上的霍尔元件与两磁铁距离的控制，对MCU微控制单元发出右转信号，通过方向盘上的霍尔元件的发出的电信号和转向控制单元的电信号同时传输给MCU控制单元，进而控制驱动机构进行右转指令的实施；右回中时，所述转向控制单元上的刷片转动让MCU第8、10脚低电平到第8脚为低电平到第8、6脚为低电平，到第6脚为低电平，实现右回中方向指令的控制。
如图5所示，所述转向控制单元为直行状态，所述方向盘在没有外力的作用并可在弹簧的作用下回归中间位置，并且同时所述转向控制单元也转向回中，发出相应信号给MCU使得所述驱动机构同时回位，此时霍尔电压在1.65V时，由MCU识别片处理，控制驱动机构，转动刷片让MCU第6脚接地时，为中间停止，也就是保持直行，此时的方向盘与所述转向控制单元同时为回中状态，此时的玩具车保持直行状态。
本发明提供的应用于玩具车的电子助力转向控制方法，本实施例通过所述方向盘上的霍尔元件所发出的电信号传输给所述MCU微控制单元，使得MCU微控制单元发出信号对驱动装置进行转动，并且所述转向控制单元检测电路完成左、中、右三个固定位置的精确转动和定位识别；并且所述转向控制单元可随着转向轴带动对MCU微控制单元实现对转动位置的准确定位，即由方向盘的霍尔元件和转向控制单元共同作用的电子助力方式，使得转向位置更加精准，并且步骤简单，便于操作，有效的增加了儿童玩具车的可玩性与仿真度。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，包括方向盘、MCU微控制单元、驱动装置、转向轴和转向控制单元，其特征在于，还包括与所述方向盘配合的霍尔元件；
所述电子助力转向控制方法包括如下步骤：
A1、转动方向盘使得霍尔元件随着方向盘的转动角度的变化而产生不同电压的第一电信号，并将该第一电信号传输给MCU微控制单元；
A2、MCU微控制单元根据所述第一电信号分析方向盘的转动方向和转动角度，并产生对应的第一控制信号传动给驱动装置；
A3、驱动装置接收所述第一控制信号后驱动转向轴向对应的转动方向转动，并转动至对应的转动角度；
A4、所述转向控制单元对应每个转动方向设置有转向到位监测点，转向轴转动到转向到位监测点后产生第二电信号传送给MCU微控制单元；所述转向到位监测点包括中转向到位监测点、左转向到位监测点以及右转向到位监测点；
A5、所述MCU微控制单元接收到第二电信号后产生第二控制信号传递给驱动装置，驱动装置接收所述第二控制信号后停止驱动转向轴转动；
所述转向控制单元包括电刷片和线路板，所述电刷片与所述转向轴固定安装，所述电刷片可随所述转向轴进行同步转动，并跟随转向轴的转动在线路板上刷动，并通过所述电刷片在所述线路板上接触位置的不同发出相应的电信号传输给MCU微控制单元；
所述线路板上还设有左转电极片，在左转和左回中的过程中，所述转向控制单元内部的电刷片与左转电极片接触的同时进行左转或左回中的位置监测，此时继续由方向盘所发出的第一控制信号带动驱动装置进行左转或者左回中，直至所述电刷片接触到左转向到位监测点或中转向到位监测点时才停止左转或左回中位置的监测；
所述线路板上还设有右转电极片，在右转和右回中的过程中，所述转向控制单元内部的电刷片与右转电极片接触的同时进行右转或右回中的位置监测，此时继续由方向盘所发出的第一控制信号带动驱动装置进行右转或者右回中，直至所述电刷片接触到右转向到位监测点或中转向到位监测点时才停止对右转或右回中位置的监测；
所述转向控制单元为直行状态时，所述方向盘在没有外力的作用并可在弹簧的作用下回归中间位置，并且同时所述转向控制单元也转向回中，此时的方向盘与所述转向控制单元同时为回中状态，玩具车保持直行状态。
2.根据权利要求1所述的一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，其特征在于，所述A4步骤具体为：
A401、在由方向盘控制直行时，所述转向控制单元对应接触中转向到位监测点；左转时，由方向盘发出左转指令，带动驱动装置进行左转，所述转向控制单元从接触中转向到位监测点向左转动，当左转到所述转向控制单元对应接触到左转向到位监测点时，所述转向控制单元发出第二控制信号给MCU微控制单元，进而控制驱动装置带动转向轴停止转动，完成左转的监测与控制。
3.根据权利要求1所述的一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，其特征在于，所述A4步骤具体为：
A402、在左转回中时，所述转向控制单元从对应接触左转向到位监测点向中进行转动，左回中时，在所述转向控制单元转动到对应接触中转向到位接触点时，所述转向控制单元发出第二控制信号给MCU微控制单元，进而由MCU微控制单元控制驱动装置带动转向轴停止转动，完成左回中的监测与控制。
4.根据权利要求1所述的一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，其特征在于，所述A4步骤具体为：
A403、在右转时，由方向盘发出右转指令，带动驱动装置进行右转，所述转向控制单元从对应接触中转向到位监测点向右转动，当右转到所述转向控制单元对应接触到右转向到位监测点时，所述转向控制单元发出第二控制信号给MCU微控制单元，进而控制驱动装置带动转向轴停止转动，完成右转的监测与控制。
5.根据权利要求1所述的一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，其特征在于，所述A4步骤具体为：
A404、在右转回中时，所述转向控制单元从对应接触右转向到位监测点向中进行转动，在所述转向控制单元转动到对应接触中转向到位接触点位置时，所述转向控制单元发出第二控制信号给MCU微控制单元，进而由MCU微控制单元控制驱动装置带动转向轴停止转动，完成右回中的监测与控制。
6.根据权利要求1所述的一种应用于玩具车的电子助力转向控制方法，其特征在于，所述A2步骤具体为：
A201、所述方向盘两侧设有磁铁，所述霍尔元件固定在仪表盘上，所述方向盘转动时，方向盘上两边的磁铁与方向盘相配合的霍尔元件之间距离的改变会产生不同大小的高低位电压，致使产生磁力大小的改变进而产生不同强弱的第一电信号，所述第一电信号传输给所述MCU微控制单元，进而使得所述MCU微控制单元发出指令带动驱动装置。
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