[实用新型]一种智能型模型赛车四轮电驱动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及模型赛车的四轮电驱动器，尤其是采用高可靠性的无刷直流电机的四轮驱动器，具体地说是一种采用四个无刷直流电机分别驱动四个车轮，并通过一个中心控制器进行协调控制的模型赛车的四轮电驱动器。

背景技术

四轮驱动是指车的前后轮都有动力，可以按行驶路面状况不同而将动力按不同比例分不到前后所有的四个轮子上，以提高行驶能力。在高档模型赛车上，四轮驱动的方式已经逐步被采用。一般模型赛车采用电驱动的方式，可分为单电机驱动、双电机驱动和四电机驱动。在采用单电机和双电机的场合，为了实现四轮驱动，都必须有附加一套机械式的分力和传动机构，结构比较复杂。因此四电机直接驱动成为四轮驱动的主要方式。四电机直接驱动，就是一个电机驱动一个车轮。在这种方式下，结构简单，但对各个电机协调控制的要求比较高。要求电机及驱动器具有良好的性能，现在人们一般采用微型直流电机实现驱动，但是直流电机的机械换向器和电刷影响了驱动器的可靠性，进而降低了赛车运行的可靠性。因此迫切希望有这样一种四轮电驱动系统，能够满足高品质的动态驱动要求，同时克服直流电动机电刷等带来的赛车运行可靠性降低等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对大部分现有的高级模型赛车采用微型直流电机为动力源，由于直流电机机械换向器的存在，使得整车运行可靠性降低的问题，设计了一套采用四个微型无刷直流电动机的四轮直接驱动系统，通过控制各个电机的转速和输出力矩，控制模型赛车的速度、运行方向以及动力在各个车轮上的分配。

本实用新型的技术方案是：

一种基于无刷电机的模型赛车四轮电驱动器，其特征是采用四个微型无刷电机直接带动车轮。每个无刷电机由各自的驱动模块控制，驱动模块的三条输出线接无刷电机的三相输入，无刷电机上的“霍尔转子位置信号线”连接到驱动模块，用于无刷电机的换相。在无刷电机驱动模块上有速度控制信号输入端和转矩检测信号输出端。通过改变速度控制信号的大小，可以控制电机的转速；通过检测转矩检测输出端信号的大小，可以知道电机的实时转矩。在四个无刷电机及其各自的驱动模块之上，有一中心控制器，该中心控制器由AVR mega8单片机、模拟量输入放大电路、D/A输出电路、晶振、遥控信号输入接口、程序下载接口等构成。可在个人计算机上，用基于BASIC语言的开发平台BASCOM-AVR来开发或修改该单片机内部的控制程序，然后下载到中心控制器中的单片机中，这种程序开发方式简单，使得学过BASIC语言的中学生就可以完成单片机程序开发。参见图1，四个无刷电机(1～4)直接带动车轮，无刷电机由各自的驱动模块(5～8)控制，驱动模块的输出端与电机相连。四个驱动模块都由一个24V电池组(9)供电。中心控制器(10)对四个无刷电机及其驱动模块进行统一协调控制，每个无刷电机驱动模块都从中心控制器接收速度控制信号，同时将自身的转矩检测信号回送到中心控制器。中心控制器，接收遥控命令，形成基础的车轮速度，同时根据对驱动车轮的各个无刷电机的实际转矩的检测，对各个车轮的速度进行调整，以达到整车的高速、平稳、灵活的运行性能。

本实用新型具有以下优点：

1、采用四个无刷电机直接驱动四个车轮，无刷电机的高可靠性以及连接结构的简单性，减小了发生故障的几率，保证了模型赛车整体运行的可靠性。

2、本智能型四轮电驱动器中有一中心控制器，该控制器协调控制各个车轮的速度和转矩，从而可以达到整车的高速、平稳、灵活的运行性能。

3、中心控制器的核心是AVR mega8单片机，该单片机支持在线编程。在中心控制器的电路板上，留有一个编程下载口，可用基于BASIC语言的开发平台BASCOM-AVR来开发或修改该单片机内部的控制程序。以满足个性化的控制要求。这种程序开发方式简单，使得学过BASIC语言的中学生就可以完成单片机程序开发。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图。

图2是中心控制器与无刷电机驱动器的信号连接示意图。

图3是中心控制器内部的结构框图。

图4是无刷电机驱动模块与无刷电机的连接示意图。

具体实施方案

下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步的说明：