CN205177274U - 一种具有12个自由度小车模型的磁导向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有12个自由度的小车模型的磁导向机构，连接于车身，包括沿与车长方向的夹角呈范围为0°至45°之间的第一角度的第一方向设置，并固定连接于车身的连接轴，以及可转动地固定于连接轴并固定有两个车轮的托架；其中，托架绕连接轴转动可改变两个车轮在水平方向上的高度差。应用有本实用新型的小车碰到障碍物时改变小车两个前轮在水平方向上的高度，使带永磁体的导向杆与沙盘上的隐形导轨保持良好的磁性吸力，从而提高小车在行驶中导向的稳定性。

Description

一种具有12个自由度小车模型的磁导向机构

技术领域

本实用新型涉及小车模型技术领域，尤其是一种具有12个自由度的小车模型的磁导向机构。

背景技术

小车模型，是依照真车外形的结构和色彩，按一定的比例缩小而制成的比例模型，其中，小车内部的部件依据特定的使用场合而设计。例如，众所周知的四驱车、遥控车、以及智能沙盘上的模型车。

上述小车模型的运行原理大同小异。一般，在小车内部安装马达，用以驱动小车的后轮，而小车的前轮作为从动轮。当然，也有一些相对高级的小车，例如公告号为CN103933740A的专利公开的一种模型电动小车的转向控制系统，该专利中的小车，以伺服电机作为驱动源，通过摆动件、传动装置和两个车轮转向连杆作为前轮的传动组件，从而控制小车前轮导向。

上述专利中的小车以及现有技术中的绝大多数小车，合适在平整的路面上行驶。而在一些坎坷的道路上，尤其是一些带实景模型的沙盘上，容易因部分实景模型剥落掉至路面而造成道路坎坷。使小车在行驶过程中车轮碰到路面上的障碍物，造成车身的导向部分与沙盘上的隐形导轨偏离，从而造成小车的导向性能下降，因此，现有技术中小车的导向稳定性不高。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有12个自由度的小车模型的磁导向机构，可在小车碰到障碍物时改变小车两个前轮在水平方向上的高度，通过增加这个自由度使导向部分与沙盘上的隐形导轨之间的稳定性增强，从而提高小车在行驶中导向的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种具有12个自由度的小车模型的磁导向机构，连接于车身，包括

沿与车长方向的夹角呈范围为0°至45°之间的第一角度的第一方向设置，并固定连接于车身的连接轴，

以及可转动地固定于连接轴并固定有两个车轮的托架；

其中，托架绕连接轴转动可改变两个车轮在水平方向上的高度差。

本实用新型进一步设置为：所述第一角度为0°。

通过采用上述技术方案，小车在碰到障碍物时，托架绕连接轴转动以改变车轮在水平方向上的高度，从而在保持车身平稳的状态下越过障碍物，使小车在转向时具有较高的稳定性，也通过增加在该方向上的一个自由度而增强了车身导向部分与沙盘导轨之间磁力的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述托架通过轴承可转动地固定于连接轴；其中轴承的外圈与托架固定连接，轴承的内圈与连接轴固定连接。

本实用新型进一步设置为：所述连接轴上固定有套管，所述轴承的内圈通过套管与连接轴固定连接，所述套管与托架均为塑料材质。

通过采用上述技术方案，轴承结构使托架易于转动，灵活性好；塑料材质的套管、托架分别与金属材质的轴承的内、外圈粘结，其易粘性优于金属与金属粘结。

本实用新型进一步设置为：所述车架上设有用于驱动两个车轮同步转向的转向组件，所述转向组件包括两个分别用于固定两个车轮并可转动地固定于托架的轮架，以及连接于两个轮架并用于驱动两个轮架同步转动驱动件。

本实用新型进一步设置为：所述轮架包括供车轮的转轴穿过的套筒、分别形成于套筒相对两侧的外壁的第一端和第二端、以及形成于位于第一、二端之间的外壁的第三端；

轮架的第一、二端均可转动地固定于托架，并于第一、二端所在的直线形成该轮架的垂直于车轮的转轴的转动轴线；

车轮的第三端可转动地连接于驱动件。

通过采用上述技术方案，改变驱动件的状态可同步改变两个前轮的转向，从而改变小车的行驶方向。

本实用新型进一步设置为：所述轮架的第二端可转动地固定于压板，所述压板可拆卸地固定于托架；

其中，所述压板处于水平位置时低于连接轴。

通过采用上述技术方案，使转向组件可拆卸，拆装性好；压板的位置低于连接轴，意味着整个转向组件都低于连接轴，因此结构紧凑。

本实用新型进一步设置为：所述驱动件朝向托架的表面向下延伸形成穿过托架的导向柱，所述托架设有供导向柱穿过并活动的开口；

所述托架底部可转动地固定有一个端部固定于导向柱、另一个端部固定有永磁体的导向杆，所述导向杆固定于托架的固定部位于两个端部之间。

通过采用上述技术方案，导向柱的状态可通过导向杆控制，即可进行磁控，也成磁导向。

本实用新型进一步设置为：所述导向杆连接于导向柱的端部至固定部的距离小于该导向杆连接于永磁体的端部至固定部的距离。

通过采用上述技术方案，使永磁体到固定部这段主动力臂大于导向柱到固定部这段从动力臂，因此使转向组件具有较高的转向精度。

本实用新型进一步设置为：所述托架底部设有托板，所述托板与托架表面形成供导向杆的位于固定部与永磁体之间的一段穿过并活动的空隙。

通过采用上述技术方案，对导向杆的活动位置进行限制，提高了导向杆动作的稳定性。

附图说明

图1a为小车直行状态图；

图1b为小车左转状态图；

图2a为磁导向机构在小车正常行驶时的状态图；

图2b为磁导向机构在小车遇障碍物时的状态图；

图3为磁导向机构的轴测图；

图4为图3中磁导向机构的爆炸图；

图5a为托架和转向组件爆炸图一；

图5b为托架和转向组件爆炸图二；

图6a为转向组件在小车正常行驶时的状态图；

图6b为转向组件在小车转向行驶时的状态图；

图7为轮架与车轮的轴测图；

图8为磁导向机构底部的视图一；

图9为磁导向机构底部的视图二。

附图标记：1、车身；2、车轮；3、磁导向机构；31、连接轴；32、托架；33、轴承；34、套管；4、转向组件；41、轮架；411、套筒；412、第一端；413、第二端；414、第三端；42、驱动件；421、导向柱；43、压板；5、转轴；6、导向杆；7、固定轴；8、永磁体；9、托板；10、开口。

具体实施方式

参照附图对本实用新型的实施例做进一步说明。

参照图1a和图1b，应用有本实用新型的小车具有转向功能，其中图1a示出了小车直行的状态，其中图1b示出了小车左转的状态。

参照图2a，应用有实用新型的小车在正常行驶时，小车的两个车轮2处于同一水平面；参照图2b，应用有实用新型的小车在遇障碍物时，小车在车身1保持平稳的情况下其中一个车轮2被抬高。因此，应用有本实用新型的小车在遇到障碍物时也能够保持车身1平稳，不易偏离原来的行驶方向，具有较高的稳定性。需要注意的是，附图中连接轴31与车身1的长度方向平行，也可与车长方向的夹角呈一定的角度，即俗称的呈倾斜设置。

参照图3，本实施例中的磁导向机构3包括连接轴31和托架32，其中，托架32上固定有车轮2，托架32可转动地固定于连接轴31，连接轴31固定于车身1。

参照图4，托架32通过轴承33和套管34固定于连接轴31，具体地，托架32与套管34都是塑料材质的，连接轴31与轴承33都是金属材质的，套管34套于连接轴31，通过胶粘剂胶粘；套管34中间段表面下凹形成环槽，轴承33的内圈固定于环槽内，通过胶粘剂胶粘，轴承33的外圈固定于托架32上与其适配的圆孔内，通过胶粘剂胶粘。

这样设置，通过轴承33，使托架32可绕连接轴31转动，由于连接轴31与车身1固定连接，因此托架32可绕连接轴31相对于车身1转动。此处车身1、连接轴31、套管34、转轴5以及托架32中每一处固定连接的连接处都是金属件与塑料件通过胶粘剂连接，这样可提高易粘性以及粘结后的牢固性。

参照图5a和图5b，转向组件4可活动地固定在车架上；具体地，参照图6a和图6b，转向组件4包括轮架41、驱动件42和压板43，其中，轮架41用于固定轮子，可参照图7，轮架41具有供车轮2的转轴5穿过的套筒411、分别形成于套筒411相对两侧的外壁的第一端412和第二端413、以及形成于位于第一、二端之间的外壁的第三端414；轮架41的第一端412均可转动地固定于托架32，轮架41的第二端413可转动地固定于压板43，压板43通过螺丝固定与托架32，对两个轮架41进行固定；轮架41第一、二端所在的直线形成该轮架41的垂直于车轮2的转轴5的转动轴线，车轮2的第三端414可转动地连接于驱动件42，通过改变驱动件42的状态可使轮架41绕转动轴线转动，从而使车轮2转向。

参照图8，驱动件42朝向托架32的表面向下延伸形成穿过托架32的导向柱421，托架32设有供导向柱421穿过并活动的开口10，该开口10呈弯曲的腰形；托架32底部可转动地固定有导向杆6，导向杆6的一个端部与固定导向柱421固定，导向杆6的另一个端部与永磁体8固定，导向杆6通过固定轴7固定于托架32，固定轴7位于两个端部之间。

这样设置，与沙盘上的磁性导轨配合，使导向杆6一个端部的永磁体8受到磁力，带动导向杆6绕固定轴7转动，从而改变导向柱421的状态，从而改变转向组件4的状态，使车轮2转向，最终使小车转向。

为使导向杆6稳定地动作，在托架32底部设有托板9，托板9与托架32表面形成供导向杆6的位于固定部与永磁体8之间的一段穿过并活动的空隙（图中未标示），对导向杆6的活动范围限制，不至于导向杆6动作幅度过大而无法复位。

参照图9，导向杆6连接于导向柱421的端部至固定部的距离L1小于该导向杆6连接于永磁体8的端部至固定部的距离L2。

这样设置，导向柱421在绕固定轴7转动过程中，L1为受磁力作用的主动力臂，L2为驱动导向柱421动作的从动力臂，L1小于L2，可在永磁体8转过一定距离L3后带动导向柱421转过一段小于L3的距离L4，因此使导向组件具有更高的转向精度，使小车具有更高的转向精度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有12个自由度的小车模型的磁导向机构，连接于车身（1），其特征在于：包括

沿与车长方向的夹角呈范围为0°至45°之间的第一角度的第一方向设置，并固定连接于车身（1）的连接轴（31），

以及可转动地固定于连接轴（31）并固定有两个车轮（2）的托架（32）；

其中，托架（32）绕连接轴（31）转动可改变两个车轮（2）在水平方向上的高度差。

2.根据权利要求1所述的磁导向机构，其特征在于：所述第一角度为0°。

3.根据权利要求1所述的磁导向机构，其特征在于：所述托架（32）通过轴承（33）可转动地固定于连接轴（31）；其中轴承（33）的外圈与托架（32）固定连接，轴承（33）的内圈与连接轴（31）固定连接。

4.根据权利要求3所述的磁导向机构，其特征在于：所述连接轴（31）上固定有套管（34），所述轴承（33）的内圈通过套管（34）与连接轴（31）固定连接，所述套管（34）与托架（32）均为塑料材质。

5.根据权利要求1所述的磁导向机构，其特征在于：所述托架（32）上设有用于驱动两个车轮（2）同步转向的转向组件（4），所述转向组件（4）包括两个分别用于固定两个车轮（2）并可转动地固定于托架（32）的轮架（41），以及连接于两个轮架（41）并用于驱动两个轮架（41）同步转动驱动件（42）。

6.根据权利要求5所述的磁导向机构，其特征在于：所述轮架（41）包括供车轮（2）的转轴（5）穿过的套筒（411）、分别形成于套筒（411）相对两侧的外壁的第一端（412）和第二端（413）、以及形成于位于第一、二端之间的外壁的第三端（414）；

轮架（41）的第一、二端均可转动地固定于托架（32），并于第一、二端所在的直线形成该轮架（41）的垂直于车轮（2）的转轴（5）的转动轴线；

车轮（2）的第三端（414）可转动地连接于驱动件（42）。

7.根据权利要求6所述的磁导向机构，其特征在于：所述轮架（41）的第二端（413）可转动地固定于压板（43），所述压板（43）可拆卸地固定于托架（32）；

其中，所述压板（43）处于水平位置时低于连接轴（31）。

8.根据权利要求5所述的磁导向机构，其特征在于：所述驱动件（42）朝向托架（32）的表面向下延伸形成穿过托架（32）的导向柱（421），所述托架（32）设有供导向柱（421）穿过并活动的开口（10）；

所述托架（32）底部可转动地固定有一个端部固定于导向柱（421）、另一个端部固定有永磁体（8）的导向杆（6），所述导向杆（6）固定于托架（32）的固定部位于两个端部之间。

9.根据权利要求8所述的磁导向机构，其特征在于：所述导向杆（6）连接于导向柱（421）的端部至固定部的距离小于该导向杆（6）连接于永磁体（8）的端部至固定部的距离。

10.根据权利要求9所述的磁导向机构，其特征在于：所述托架（32）底部设有托板（9），所述托板（9）与托架（32）表面形成供导向杆（6）的位于固定部与永磁体（8）之间的一段穿过并活动的空隙。