CN106200634B - 一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶 - Google Patents

一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶，包括木偶本体、手臂平衡模块、前后倾模块、木偶的腿脚模块、电控模块，通过手臂平衡模块可以实现平衡木偶驾驶的电动独轮车左倾、右倾以及平衡进而实现左转、右转以及直行，通过前后倾模块可以使平衡木偶的重心前倾、后仰、直立进而实现前进、后退以及站立。

Description

一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶
技术领域
本发明涉及平衡机器人技术领域，特别是一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶装置。
背景技术
当前市面上销售的自平衡电动独轮车简称：电动独轮车，是一种驾驶者站在电动独轮车上才能行走的独轮车，当驾驶者没站在车上时电动独轮车就不能行走，也就是说当前的电动独轮车虽然具有一定的前后平衡能力但不具有左右平衡能力，因此当前的电动独轮车不具有无人自动驾驶功能。当销售电动独轮车给客户演示时一般由人来演示怎么骑，并且需要一定的技巧，特别客户较多时一遍一遍的演示也比较辛苦，对销售人员来说是一种负担。本专利提供的一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶具有左右平衡和自动驾驶功能可以通过遥控代替人进行骑行电动独轮车，大大减轻销售人员演示时的负担；该基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶能够现无人驾驶的自动转向、自动驾驶，具有娱乐功能；如果配合充电插座还可以实现自动充电功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有电动独轮车不能自动行驶的问题，提供一种带有自动平衡功能的能驾驶电动独轮车的平衡木偶。
为了解决上述问题本发明采用的技术方案是：提供一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶，其特征在于包括木偶本体16、手臂平衡模块、前后倾模块、木偶的腿脚模块24、电控模块。
本发明采用的进一步技术方案是：所述的手臂平衡模块包括左手臂平衡模块和右手臂平衡模块，其中左手臂平衡模块由左平衡块1、连杆一2、连杆二5、丝杆6、铰支一3、铰支二4、铰支三8、滑块7、上限位传感器22、下限位传感器23、电机一10组成，连杆一2与左平衡块1固定连接，连杆一2与连杆二5通过铰支一3连接，连杆一2与木偶本体16通过铰支二4连接，连杆二5与滑块7铰接，滑块7安装在丝杆6上，丝杆6通过铰支二4和铰支三8安装在木偶本体16上，丝杆6与电机一10的轴固定连接，上限位传感器22、下限位传感器23、电机一10安装在木偶本体16上并与电控模块电连接；所述的右手臂平衡模块和左手臂平衡模块的结构相同。
本发明采用的进一步技术方案是：所述前后倾模块由支座一11、支座二13、转动轴12、电机二14组成，转动轴12与木偶本体16固定连接，转动轴12与电机二14的轴固定连接，转动轴12通过支座一11、支座二13与木偶的腿脚模块24连接，电机二14与木偶的腿脚模块24固定连接并与电控模块电连接。
本发明采用的进一步技术方案是：所述电控模块包括：控制器21、电池20、充电接口19、姿态传感器17、无线遥控模块18；无线遥控模块18包括无线接收器和遥控器，所述的控制器21与姿态传感器17、无线遥控模块18的无线接收器、电池20电连接并固定安装在木偶本体16上；充电接口19与电池20电连接并固定安装在木偶本体16上、所述的姿态传感器17包括陀螺仪和/或重力加速度传感器。
本发明采用的进一步技术方案是：所述遥控器包括无线发射器、屏幕、开机按键、关机按键、站立按键、自动行驶按键、前进按键、后退按键、左转按键、加速按键、右转按键和/或减速按键，所述按键为机械式、触摸式和/或触摸屏；所述无线接收器和无线发射器的无线信号为红外、超声波、蓝牙和/或射频。
本发明采用的进一步技术方案是：根据权利要求1所述的一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶，其特征在于：还包括木偶头15，木偶头15和木偶本体16固定连接，起到装饰作用。
本发明采用的进一步技术方案是：所述控制器21通过以下步骤实现控制功能：
步骤一，初始化检测及设置，包括检测上限位传感器22、下限位传感器23是否正常，检测姿态传感器的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使独轮车平衡站立；
步骤二：等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容；
步骤三：若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器21控制电机二14使平衡木偶前倾；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器21控制电机二14使平衡木偶后倾；若遥控器发来的信息内容为快速前进，则控制器21控制电机二14增大平衡木偶前倾角度；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器21控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶保持直立；若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器21控制电机一10使左手臂平衡模块的左平衡块1抬起；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器控21制使右手臂平衡模块的右平衡块抬起，若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器21控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶加速运动，若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器21控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶减速运动，若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器21控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶进行左转，右转，前进，后退然站立；
步骤四：检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，表明独轮车摔倒，进行报警；
步骤五，检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤一，若不正常，表明独轮车摔倒，进行报警；返回步骤五。
本发明具有的有益效果是：本发明通过左手臂平衡模块、右手臂平衡模块可以实现平衡木偶驾驶的电动独轮车左倾、右倾以及平衡进而实现左转、右转以及直行，通过前后倾模块可以使平衡木偶的重心前倾、后仰、直立进而实现前进、后退以及站立，通过木偶的腿脚模块使木偶可以固定在电动独轮车上；通过电控模块接收遥控器发来的信息并控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块，实现遥控平衡木偶驾驶电动独轮车的目的，木偶头起到装饰作用。
附图说明
图1是本发明一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶结构示意图。
具体实施方式
如图1所示为一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶实施方式,包括木偶本体16、手臂平衡模块、前后倾模块、木偶的腿脚模块24、电控模块，木偶的腿脚模块24作用是起到支撑作用，可以使平衡木偶固定在电动独轮车上。所述的手臂平衡模块包括左手臂平衡模块和右手臂平衡模块，其中左手臂平衡模块由左平衡块1、连杆一2、连杆二5、丝杆6、铰支一3、铰支二4、铰支三8、滑块7、上限位传感器22、下限位传感器23、电机一10组成，连杆一2与左平衡块1固定连接，连杆一2与连杆二5通过铰支一3连接，连杆一2与木偶本体16通过铰支二4连接，连杆二5与滑块7铰接，滑块7安装在丝杆6上，丝杆6通过铰支二4和铰支三8安装在木偶本体16上，丝杆6与电机一10的轴固定连接，上限位传感器22、下限位传感器23、电机一10安装在木偶本体16上并与电控模块电连接；所述的右手臂平衡模块和左手臂平衡模块的结构相同。电机一10带动丝杆6转动，丝杆6使滑块7上下运动，滑块7通过连杆一2和连杆二5使左平衡块1绕铰支二4实现左右摆动。
前后倾模块由支座一11、支座二13、转动轴12、电机二14组成，转动轴12与木偶本体16固定连接，转动轴12与电机二14的轴固定连接，转动轴12通过支座一11、支座二13与木偶的腿脚模块24连接，电机二14与木偶的腿脚模块24固定连接，电控模块的控制器21控制电机二14正反转以及转动角度，实现平衡木偶的前后倾以及直立进而实现电动独轮车的前进、后退和站立。
本发明采用的电控模块包括：控制器21、电池20、充电接口19、姿态传感器17、无线遥控模块18；无线遥控模块18包括无线接收器和遥控器，所述的控制器21与姿态传感器17、无线遥控模块18的无线接收器、电池20电连接并固定安装在木偶本体16上；充电接口19与电池20电连接并固定安装在木偶本体16上、所述的姿态传感器17包括陀螺仪和/或重力加速度传感器。遥控器包括无线发射器、屏幕、开机按键、关机按键、站立按键、自动行驶按键、前进按键、后退按键、左转按键、加速按键、右转按键和/或减速按键，所述按键为机械式、触摸式和/或触摸屏；所述无线接收器和无线发射器的无线信号为红外、超声波、蓝牙和/或射频。
本发明还包括有一个木偶头15，木偶头15和木偶本体16固定连接，起到装饰作用。
控制器21通过以下步骤实现控制功能：
步骤一，初始化检测及设置，包括检测上限位传感器22、下限位传感器23是否正常，检测姿态传感器的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使独轮车平衡站立；
步骤二：等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容；
步骤三：若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器21控制电机二14使平衡木偶前倾；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器21控制电机二14使平衡木偶后倾；若遥控器发来的信息内容为快速前进，则控制器21控制电机二14增大平衡木偶前倾角度；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器21控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶保持直立；若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器21控制电机一10使左手臂平衡模块的左平衡块1抬起；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器控21制使右手臂平衡模块的右平衡块抬起，若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器21控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶加速运动，若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器21控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶减速运动，若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器21控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶进行左转，右转，前进，后退然站立；
步骤四：检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，表明独轮车摔倒，进行报警；
步骤五，检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤一，若不正常，表明独轮车摔倒，进行报警；返回步骤五。

Claims (3)

1.一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶，其特征在于包括木偶本体（16）、手臂平衡模块、前后倾模块、木偶的腿脚模块（24）、电控模块；所述的手臂平衡模块包括左手臂平衡模块和右手臂平衡模块，其中左手臂平衡模块由左平衡块（1）、连杆一（2）、连杆二（5）、丝杆（6）、铰支一（3）、铰支二（4）、铰支三（8）、滑块（7）、上限位传感器（22）、下限位传感器（23）、电机一（10）组成，连杆一（2）与左平衡块（1）固定连接，连杆一（2）与连杆二（5）通过铰支一（3）连接，连杆一（2）与木偶本体（16）通过铰支二（4）连接，连杆二（5）与滑块（7）铰接，滑块（7）安装在丝杆（6）上，丝杆（6）通过铰支二（4）和铰支三（8）安装在木偶本体（16）上，丝杆（6）与电机一（10）的轴固定连接，上限位传感器（22）、下限位传感器（23）、电机一（10）安装在木偶本体（16）上并与电控模块电连接，所述的右手臂平衡模块和左手臂平衡模块的结构相同；所述前后倾模块由支座一（11）、支座二（13）、转动轴（12）、电机二（14）组成，转动轴（12）与木偶本体（16）固定连接，转动轴（12）与电机二（14）的轴固定连接，转动轴（12）通过支座一（11）、支座二（13）与木偶的腿脚模块（24）连接，电机二（14）与木偶的腿脚模块（24）固定连接并与电控模块电连接；其特征在于：所述电控模块包括：控制器（21）、电池（20）、充电接口（19）、姿态传感器（17）、无线遥控模块（18）；无线遥控模块（18）包括无线接收器和遥控器，所述的控制器（21）与姿态传感器（17）、无线遥控模块（18）的无线接收器、电池（20）电连接并固定安装在木偶本体（16）上；充电接口（19）与电池（20）电连接并固定安装在木偶本体（16）上；所述的姿态传感器（17）包括陀螺仪和/或重力加速度传感器；所述控制器（21）通过以下步骤实现控制功能：
步骤一，初始化检测及设置，包括检测上限位传感器（22）、下限位传感器（23）是否正常，检测姿态传感器的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使独轮车平衡站立；
步骤二：等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容；
步骤三：若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器（21）控制电机二（14）使平衡木偶前倾；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器（21）控制电机二（14）使平衡木偶后倾；若遥控器发来的信息内容为快速前进，则控制器（21）控制电机二（14）增大平衡木偶前倾角度；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器（21）控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶保持直立；若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器（21）控制电机一（10）使左手臂平衡模块的左平衡块（1）抬起；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器（21）控制使右手臂平衡模块的右平衡块抬起，若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器（21）控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶加速运动，若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器（21）控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶减速运动，若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器（21）控制左手臂平衡模块、右手臂平衡模块和前后倾模块使平衡木偶进行左转，右转，前进，后退然站立；
步骤四：检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，表明独轮车摔倒，进行报警；
步骤五，检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤一，若不正常，表明独轮车摔倒，进行报警；返回步骤五。
2.根据权利要求1所述的一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶，其特征在于：所述遥控器包括无线发射器、屏幕、开机按键、关机按键、站立按键、自动行驶按键、前进按键、后退按键、左转按键、加速按键、右转按键和/或减速按键，所述按键为机械式、触摸式和/或触摸屏；所述无线接收器和无线发射器的无线信号为红外、超声波、蓝牙和/或射频。
3.根据权利要求1所述的一种基于电动独轮车的手臂平衡式平衡木偶，其特征在于：还包括木偶头（15），木偶头（15）和木偶本体（16）固定连接，起到装饰作用。
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