玩具车的转向系统技术方案

转向系统，它包括一对接地的转向轮（１０）、用于使这对转向轮绕枢轴旋转的转向联动装置（１１）、压电马达（１２）以及为此压电马达驱动且与用以使玩具车转向的转向联动装置连接的滑动件（１３）。此转向系统最好还包括用于操纵此玩具车摇控电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玩具车的转向系统，同时涉及装备有这种转向系统的玩具车。
技术介绍
传统上，遥控的玩具车是由PMDC微型马达和蜗杆蜗轮式装置所转向。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了这样一种玩具车转向系统，此系统包括一对接地时转向轮、使此转向轮绕枢轴旋转的转向联动装置、压电马达以及为此压电马达驱动且与用以使玩具车转向的转向联动装置连接的滑动件。这样就能为玩具车提供一种与传统的转向系统相比，尺寸较紧凑、重量更轻且具有更简单的机械结构的转向系统。此外，压电马达比传统的PMDC马达噪声较小而寿命较长，同时还能快速地响应且具有高的位置分辨率。这种玩具车最好还包括用以操作压电马达的遥控电路。上述遥控电路最好包括为其供电的第一遥控继电器和用于选择此马达的运动方向而由此选择此玩具车在使用中所转方向的第二遥控继电器。为方便起见，此转向联动装置包括由该滑动件带动的单一系杆来使这两个转向轮转向，而此滑动件由一联结元件连接到上述系杆上。上述压电马达包括马达外壳和由此马达外壳支承的致动器。此致动器具有矩形的钢心和粘合到此钢心至少一侧上的陶瓷压电元件，这种或每个陶瓷压电元件具有第一面与第二面，此第一面分成四个为象限电极覆盖的四个象限，而此第二面则具有与此钢心电接触的单一公用电极，这些象限电极连接成按对角线相对的象限成对地工作。本专利技术其他的优选的和/或最佳的特征描述于技术方案6～11中。本专利技术还涉及装备有上述转向系统的玩具车。附图说明下面参看附图，以举例方式更具体地说明本专利技术，在附图中图1是本专利技术的玩具车用转向系统一实施形式的透视图，为清楚起见，已将马达外壳的盖卸下；图2a与2b示明图1的转向系统的工作方式；图3是图1所示马达的致动器的放大透视图；图4a与4b示明此致动器的工作方式，而图5是压电马达的控制电路的电路图。具体实施例方式首先参看图1与图2，其中示明了用于玩具车，典型的是一遥控(无线电控制)的车的转向系统。此转向系统包括一对接地转向轮10、用以使此转向轮绕枢轴旋转的转向联动装置11、压电马达12，以及可由此压电马达12带动且与转向联动装置11连接以使玩具车转向的滑动件13。压电马达12包括马达外壳14与由此马达外壳支承的致动器15。转向轮10由短轴16连接到从外壳14相对侧横向突出的各相应凸耳17上。短轴16可相对于相应的凸耳17绕相应的立轴18转动，并经相应转向臂20与系杆19连接，它们在一起形成了转向联动装置11。系杆19可沿玩具车欲行进的正前方向横向地运动(滑动)，使短轴16绕相应的轴18转动而由此使玩具车转向。外壳14安装于玩具车的车身上并有一封闭外壳14敞开端的盖(未图示)。致动器15由橡胶块21形式的八个弹性支承件支承于外壳14内。图中只示明了四个这样的块21。此外有两个块位于马达外壳14的底部上，另有两个位于外壳14的盖上，以防致动器15上下运动。如图3所示，致动器15包括呈矩形剖面的长方体钢心22，它带有从该钢心22一端沿中央延伸的驱动尖端23。尖端23可以通过对钢心22进行机加工形成。钢心22的两个主侧面由陶瓷元件24覆盖。各陶瓷元件24经胶结或以其他方式结合到钢心22的相应侧面上。各个橡胶块21的前表面分成四个象限25、26、27与28，各象限由一象限电极覆盖。一对沿对角线相对的象限电极26、28通过短而窄的连接带29物理连接且电连接，另一对象限电极25、27由跳线(未图示)连接到一起。各陶瓷元件24的后表面则由单一的接地电极(未图示)覆盖。两个陶瓷元件24的接地电极则经钢心22电连接在一起。滑动件13于马达外壳14中支承于轴承30(安装于各个轴33上)上，以沿其纵向滑动并能横切玩具车拟行进的正前方向滑动。于是此滑动件设置成与系杆19成平行分隔开的关系，并通过联结件31与系杆19联结。由作用在远离驱动尖端23的致动器15这一端的弹簧32推压致动器15的驱动尖端23与滑动件13接触。可设置一螺纹调节器(未图示)来调节弹簧32的预紧力。下面参看图4a与4b说明致动器的操作。激励陶瓷压电元件24后，此陶瓷压电元件将伸展，通过激励陶瓷压电元件24的象限，使得所述象限伸展。通过有选择地激励对角线相对的象限，此陶瓷压电元件24由于未受激励的相邻象限而弯曲。两个陶瓷压电元件24沿相同方向弯曲则促使致动器15弯曲。在此最佳实施形式中，沿对角线相对的象限26与28以正弦波形式受激励，形成图4所示的变形，此时的电压高且为正电压，而当电压低时则返回为正常的或松驰的状态(如图中虚线所示)。当此电压高而为负时，受激励的象限26与28的缩小或收缩将比弹簧32能够反应的更快，这样就促使驱动尖端23离开滑动件13和致动器15而按另一种方式(如所观察的向右方)弯曲。上述致动器以谐振方式工作时能起到最好的作用。具体地说，即是当此激励波形式的频率促使致动器15能在接近其共振的自然频率下或其谐波频率下振动或伸展时，致动器15的这种合成振动，将在致动器15的能让橡胶块21弹性地保持并支承致动器15的表面上提供最小横向运动的节点或区域，而不妨碍致动器的振动与纵向移动。在组装好的致动器中，两个陶瓷压电元件24于同一时刻受到类似的激励，促使钢心22弯曲与伸展，如图4b所放大表示的。伸展的结果导致驱动尖端23将滑动件13驱动到图2b所示的左边。这样将使玩具车向左转。滑动件13，因而是系杆19的在相反方向即向右侧的运动则可通过激励陶瓷元件24中的另一对电极来实现。图5例示了用于操纵马达12的遥控电路。此电路包括一PWM发生器U1来提供一系列其频率能由可变电阻R2调节的脉冲。分频器U2A将发生器U1提供的脉冲分成两路。各路脉冲的频率是原始频率的一半。然后将此脉冲提供给包括MOSFETS Q1与Q2的推拉式逆变器与将此信号放大的变压器T1。由遥控继电器K1控制供给遥控电路的电功率，这样只当需要时才激励此电路以节省电力，同时由遥控继电器K2选择马达的运动方向而由此选择使用中的玩具车的转动方向。上述转向系统与传统的玩具车的转向系统相比较紧凑、重量轻且具有更简单的机械结构。此外，马达12与传统的PMDC马达相比，噪声较小，寿命更长，且能快速响应和有高的位置分辨率。上述实施形式只以示例方式给出，本领域技术人员在不背离本专利技术所附权利要求书规定的范围内可以认识到种种变更形式。例如前述致动器可以只包括一个结合于此矩形钢心一侧面上的陶瓷压电元件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
玩具车的转向系统，它包括一对接地的转向轮、用于使这对转向轮绕枢轴旋转的转向联动装置、压电马达以及由此压电马达驱动且与用以使玩具车转向的转向联动装置连接的滑动件。

【技术特征摘要】
1.玩具车的转向系统，它包括一对接地的转向轮、用于使这对转向轮绕枢轴旋转的转向联动装置、压电马达以及由此压电马达驱动且与用以使玩具车转向的转向联动装置连接的滑动件。2.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，还包括用以操纵此压电马达的遥控电路。3.如权利要求2所述的转向系统，其特征在于，所述电路包括给所述电路供电的第一遥控继电器和用于选择此马达运动方向而由此选择此车在使用中的转向方向的第二遥控继电器。4.如权利要求1～3中任一项所述的转向系统，其特征在于，所述转向联动装置包括由此滑动件带动以转动该两个转向轮的单一系杆，而此滑动件是通过联结件与此系杆连接。5.如权利要求1～4中任一项所述的转向系统，其特征在于，所述压电马达包括马达外壳和由此马达外壳支承的致动器，此致动器具有矩形钢心和结合到此钢心至少一侧上的陶瓷压电元件，该或每个压电元件有第一表面与第二表面，第一表面分成四个由象限电极覆盖的象限，而第二表面则具有与此钢心电接触的单一公用电极，这些象限电极被连接成按对角线相对的象限成对地工作。6.如权利要求5所述的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国伟，史敬灼，张健，曾庆宝，
申请(专利权)人：德昌电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]