CN106200635B - 一种基于电动独轮车的扭腰式平衡木偶 - Google Patents

一种基于电动独轮车的扭腰式平衡木偶 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于电动独轮车的扭腰式平衡木偶，包括木偶本体（18）、平衡模块、木偶的腿脚模块（19）、电控模块，所述的木偶本体（18）与木偶的腿脚模块（19）固定连接，平衡模块由平衡块（1）、轨道（2）、连杆（3）、铰支（4）、支座一（5）、传动轴一（6）、传动齿轮一（7）、支座二（8）、电机（9）、传动轴二（10）、传动齿轮二（11）、支座三（12）组成，通过控制平衡模块可以实现平衡木偶的左倾、右倾以及前倾、后仰、直立进而驾驶的电动独轮车实现前进、后退以及站立。

Description

一种基于电动独轮车的扭腰式平衡木偶
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扭腰式平衡木偶装置。
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扭腰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扭腰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扭腰式平衡木偶，其特征在于包括木偶本体18、平衡模块、木偶的腿脚模块19、电控模块，所述的木偶本体18与木偶的腿脚模块19固定连接。
本发明采用的进一步技术方案是：所述的平衡模块由平衡块1、轨道2、连杆3、铰支4、支座一5、传动轴一6、传动齿轮一7、支座二8、电机9、传动轴二10、传动齿轮二11、支座三12组成，连杆3一端与平衡块1通过铰支4连接，连杆3的另一端与传动轴一6固定连接，平衡块1与轨道2滑动连接，轨道2固定安装在木偶本体18上，传动轴一6通过支座一5和支座二8固定在木偶本体18上，传动齿轮一7固定安装在传动轴一6上，电机9的轴与传动轴二10的一端固定连接，传动轴二10另一端通过支座三12固定在木偶本体18上，传齿轮二11固定安装在传动轴二10上，传动齿轮一7与动齿轮二11相啮合，电机9安装在木偶本体18上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14、电池13、充电接口17、姿态传感器15、左限位开关20、右限位开关21、无线遥控模块16；无线遥控模块16包括无线接收器和遥控器，所述的控制器14与姿态传感器15、左限位开关20、右限位开关21、电机9、无线遥控模块16的无线接收器、电池13电连接并固定安装在木偶本体18上；充电接口17与电池13电连接并固定安装在木偶本体18上、所述的姿态传感器15包括陀螺仪和/或重力加速度传感器，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、右转按键、加速按键和/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：所述控制器14通过以下步骤实现控制功能：
步骤一，初始化检测及设置，包括检测左限位开关20、右限位开关21是否正常，检测姿态传感器15的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使电动独轮车平衡站立；
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14控制电机9使平衡块1移动到前面，使平衡木偶重心的在前面；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器14控制电机9使平衡块1移动到后面，使平衡木偶重心的在后面；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器14控制电机9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14控制电机9使平衡块1向左移动；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器14控制电机9使平衡块1向右移动；若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器14控制电机9增大平衡块1在前面的位置或后面的位置使电动独轮车加速运动；若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器14控制电机9减小平衡块1在前面的位置或后面的位置使电动独轮车减速运动；若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器14控制电机9调节平衡木偶使电动独轮车进行左转，右转，前进，后退然站立动作；
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，表明电动独轮车摔倒，进行报警；
步骤五，继续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，表明电动独轮车摔倒，进行报警；返回步骤五。
本发明具有的有益效果是：本发明通过轨道2、连杆3、铰支4、支座一5、传动轴一6、传动齿轮一7、支座二8、电机9、传动轴二10、传动齿轮二11、支座三12和通过控制器14所实现得步骤最终控制实现平衡块1左倾、右倾进而实现独轮车的左转、右转以及直行的功能，以及实现平衡块1使平衡木偶的重心前倾、后仰、直立进而实现电动独轮车前进、后退以及站立的功能，通过平衡木偶的腿脚模块使平衡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平衡模块，实现遥控平衡木偶驾驶电动独轮车的目的。
附图说明
图1是本发明一种基于电动独轮车的扭腰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扭腰式平衡木偶，包括木偶本体18、平衡模块、木偶的腿脚模块19、电控模块，所述的木偶本体18与木偶的腿脚模块19固定连接，木偶的腿脚模块11可以使平衡木偶固定安装在电动独轮车上。
所述的平衡模块由平衡块1、轨道2、连杆3、铰支4、支座一5、传动轴一6、传动齿轮一7、支座二8、电机9、传动轴二10、传动齿轮二11、支座三12组成，连杆3一端与平衡块1通过铰支4连接，连杆3的另一端与传动轴一6固定连接，平衡块1与轨道2滑动连接，轨道2固定安装在木偶本体18上，传动轴一6通过支座一5和支座二8固定在木偶本体18上，传动齿轮一7固定安装在传动轴一6上，电机9的轴与传动轴二10的一端固定连接，传动轴二10另一端通过支座三12固定在木偶本体18上，传齿轮二11固定安装在传动轴二10上，传动齿轮一7与动齿轮二11相啮合，电机9安装在木偶本体18上并与电控模块电连接。
所述电控模块包括：控制器14、电池13、充电接口17、姿态传感器15、左限位开关20、右限位开关21、无线遥控模块16；无线遥控模块16包括无线接收器和遥控器，所述的控制器14与姿态传感器15、左限位开关20、右限位开关21、电机9、无线遥控模块16的无线接收器、电池13电连接并固定安装在木偶本体18上；充电接口17与电池13电连接并固定安装在木偶本体18上、所述的姿态传感器15包括陀螺仪和/或重力加速度传感器，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、右转按键、加速按键和/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。
所述控制器14通过以下步骤实现控制功能：
步骤一，初始化检测及设置，包括检测左限位开关20、右限位开关21是否正常，检测姿态传感器15的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使电动独轮车平衡站立；
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14控制电机9使平衡块1移动到前面，使平衡木偶重心的在前面；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器14控制电机9使平衡块1移动到后面，使平衡木偶重心的在后面；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器14控制电机9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14控制电机9使平衡块1向左移动；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器14控制电机9使平衡块1向右移动；若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器14控制电机9增大平衡块1在前面的位置或后面的位置使电动独轮车加速运动；若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器14控制电机9减小平衡块1在前面的位置或后面的位置使电动独轮车减速运动；若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器14控制电机9调节平衡木偶使电动独轮车进行左转，右转，前进，后退然站立动作；
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，表明电动独轮车摔倒，进行报警；
步骤五，继续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，表明电动独轮车摔倒，进行报警；返回步骤五。
本发明的木偶本体18上还可以带有手臂，手，头；主要是起到装饰作用。

Claims (2)

1.一种基于电动独轮车的扭腰式平衡木偶，其特征在于包括木偶本体（18）、平衡模块、木偶的腿脚模块（19）、电控模块，所述的木偶本体（18）与木偶的腿脚模块（19）固定连接；所述电控模块包括：控制器（14）、电池（13）、充电接口（17）、姿态传感器（15）、左限位开关（20）、右限位开关（21）、无线遥控模块（16）；无线遥控模块（16）包括无线接收器和遥控器，所述的控制器（14）与姿态传感器（15）、左限位开关（20）、右限位开关（21）、电机（9）、无线遥控模块（16）的无线接收器、电池（13）电连接并固定安装在木偶本体（18）上；充电接口（17）与电池（13）电连接并固定安装在木偶本体（18）上；所述的姿态传感器（15）包括陀螺仪和/或重力加速度传感器，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、右转按键、加速按键和/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；所述控制器（14）通过以下步骤实现控制功能：
步骤一，初始化检测及设置，包括检测左限位开关（20）、右限位开关（21）是否正常，检测姿态传感器（15）的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使电动独轮车平衡站立；
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（14）控制电机（9）使平衡块（1）移动到前面，使平衡木偶重心的在前面；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器（14）控制电机（9）使平衡块（1）移动到后面，使平衡木偶重心的在后面；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器（14）控制电机（9）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（14）控制电机（9）使平衡块（1）向左移动；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器（14）控制电机（9）使平衡块（1）向右移动；若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器（14）控制电机（9）增大平衡块（1）在前面的位置或后面的位置使电动独轮车加速运动；若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器（14）控制电机（9）减小平衡块（1）在前面的位置或后面的位置使电动独轮车减速运动；若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器（14）控制电机（9）调节平衡木偶使电动独轮车进行左转，右转，前进，后退然站立动作；
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，表明电动独轮车摔倒，进行报警；
步骤五，继续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，表明电动独轮车摔倒，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扭腰式平衡木偶，其特征在于：所述的平衡模块由平衡块（1）、轨道（2）、连杆（3）、铰支（4）、支座一（5）、传动轴一（6）、传动齿轮一（7）、支座二（8）、电机（9）、传动轴二（10）、传动齿轮二（11）、支座三（12）组成，连杆（3）一端与平衡块（1）通过铰支（4）连接，连杆（3）的另一端与传动轴一（6）固定连接，平衡块（1）与轨道（2）滑动连接，轨道（2）固定安装在木偶本体（18）上，传动轴一（6）通过支座一（5）和支座二（8）固定在木偶本体（18）上，传动齿轮一（7）固定安装在传动轴一（6）上，电机（9）的轴与传动轴二（10）的一端固定连接，传动轴二（10）另一端通过支座三（12）固定在木偶本体（18）上，传齿轮二（11）固定安装在传动轴二（10）上，传动齿轮一（7）与动齿轮二（11）相啮合，电机（9）安装在木偶本体（18）上并与电控模块电连接。
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