CN110550130A - 一种机器人玩具车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人玩具车，在所述机器人玩具车的整体结构设计中，通过将激光雷达传感器和障碍检测传感器分别设置在基体底部的前后端，并从底板的底面向下伸出设置，如此可以更充分和更方便地利用基体上部的结构与其它物件进行装配，拓展并实现不同的娱乐功能。此外，用户可以直接站在所述基体上，通过用脚踩设置在基体顶板上表面的转向控制传感单元，实现对基体的转向控制，使得机器人玩具车可以直接实现智能平板车的功能。

Description

一种机器人玩具车

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，具体涉及一种儿童使用的机器人玩具车。

背景技术

现有的儿童玩具越来越趋向于智能化，能够自由行走，能够自主避障，能够与儿童进行智能交互，等等。中国专利公开号为CN204170416U的一种实用新型专利，公开了一种具有清洁功能的智能儿童玩具车，该玩具车具有如下特点：1、在玩具车的控制电路主板上安装与计算机处理装置相连接的雷达装置，可以实现玩具车的自主定位和运动路径的规划；2、在玩具车车体内安装与电机装置相连接的清洁装置，可以实现玩具车在运动的过程中进行自动清洁的功能；3、碰撞传感器、台阶传感器的安装，进一步降低了玩具车在清洁的过程中与水平障碍物发生碰撞或从台阶上滑落的几率。所述玩具车除了可以吸尘、垃圾清洁，还能实现擦地的功能，但是娱乐功能依然有限，无法满足用户的不同需求。

发明内容

本发明提供了一种机器人玩具车，可以方便地扩展不同的娱乐功能。本发明所述的具体技术方案如下：

一种机器人玩具车，包括：基体，由顶板、底板和侧板构成，所述侧板分别与所述顶板和所述底板连接，共同围成一个上窄下宽的容纳空间；控制单元，设置于所述基体内；转向控制传感单元，设置在所述顶板的上表面，并与所述控制单元电连接；驱动单元，包括两个驱动轮、两个驱动电机和一个万向轮，一个驱动轮对应一个驱动电机，两个驱动电机的控制端分别电连接至所述控制单元，所述驱动轮通过轴承可转动地固定在所述底板上，所述万向轮与两个驱动轮之间的位置关系呈平面等边三角形关系，所述万向轮上设有里程计；检测单元，包括分别与主控单元连接的激光雷达传感器和障碍检测传感器，所述激光雷达传感器位于所述基体的底部的后端，从所述底板的底面向下伸出设置，所述障碍检测传感器位于所述基体的底部的前端，从所述底板的底面向下伸出设置，所述激光雷达传感器和障碍检测传感器的检测方向与所述底板的水平延伸方向平行。

进一步地，所述顶板的上表面设有若干凹槽结构。

进一步地，所述转向控制传感单元包括两个压力传感器，所述两个压力传感器在所述顶板上呈左右横向排布，并设置在所述凹槽结构的前方。

进一步地，所述机器人玩具车还包括一个扶手杆，所述顶板上设有一个朝容纳空间内部延伸的固定槽，所述扶手杆的一端能够***所述固定槽中，并与所述固定槽呈可拆卸式固定连接。

进一步地，所述扶手杆包括一个中空的连接杆和扶手，所述扶手固定在所述连接杆的一端，所述连接杆的另一端为***所述固定槽的固定端。

进一步地，所述扶手上设置有方向控制按钮，所述固定端上设有第一电连接端，所述第一电连接端与所述控制按钮通过导线连接，且所述导线置于所述连接杆内部；所述固定槽中设有与所述第一电连接端对应插接的第二电连接端，所述第二电连接端电连接至所述控制单元。

进一步地，所述机器人玩具车还包括乘坐体，所述乘坐体上设有乘坐空间和连接空间，所述连接空间与所述基体的外部轮廓相适配；所述乘坐空间的底壁设有一个通孔，所述连接杆能够穿过所述通孔***所述固定槽中。

本发明所述方案在所述机器人玩具车的整体结构设计中，通过将激光雷达传感器和障碍检测传感器分别设置在基体底部的前后端，并从底板的底面向下伸出设置，如此可以更充分和更方便地利用基体上部的结构与其它物件进行装配，拓展并实现不同的娱乐功能。此外，用户可以直接站在所述基体上，通过用脚踩设置在基体顶板上表面的转向控制传感单元，实现对基体的转向控制，使得机器人玩具车可以直接实现智能平板车的功能。

附图说明

图1为本发明实施例一所述机器人玩具车的侧面结构示意图。

图2为本发明实施例一所述机器人玩具车的底部结构示意图。

图3为本发明实施例一所述机器人玩具车的顶面结构示意图。

图4为本发明实施例二所述机器人玩具车的结构示意图。

图5为本发明实施例二所述机器人玩具车的乘坐体的结构示意图。

图6为本发明实施例三所述机器人玩具车的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。在下面的描述中，给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，电路可以在框图中显示，避免在不必要的细节中使实施例模糊。在其他情况下，为了不混淆实施例，可以不详细显示公知的电路、结构和技术。

如图1所示的机器人玩具车，包括基体10和装配在基体10内部和外侧的控制单元、转向控制传感单元15、驱动单元、检测单元、电源、通信单元等元器件或者零部件。

所述基体10由顶板、底板和侧板构成，所述侧板分别与所述顶板和所述底板连接，共同围成一个上窄下宽的容纳空间。该容纳空间可以设计为圆台状、梯台状或者其它类似的形状。所述顶板、底板和侧板由铁质板材制成，以确保能承受用户的重量。图1所示基体10结构为梯台状，底部是面积较大的长方形板，顶部是面积相对较小的长方形板，侧板则由四片梯形板围成。

所述控制单元设置于所述基体10内（图中未示出），主要包括主控芯片、辅助控制芯片、电源管理芯片等芯片及相关的***电路。所述控制单元主要是对基体10上各检测单元和执行部件的检测和输出控制，以实现对机器人玩具车的智能控制，具体可以采用与现有扫地机器人类似的电控***，此处不再赘述。所述控制单元内置各种娱乐模式程序，用户可以自己进行选择和设置，机器人玩具车会根据用户所选择的娱乐模式，执行相应的动作。

所述转向控制传感单元15，设置在所述顶板的上表面，并与所述控制单元电连接。当所述控制单元接收到所述转向控制传感单元15的触发信号时，输出控制信号至驱动单元，使驱动单元执行相应的转向动作。所述转向控制传感单元15可以采用压力传感器、红外传感器或者光敏传感器等便于用户触发的元件。

如图2所示，所述驱动单元包括两个驱动轮11、两个驱动电机和一个万向轮12，一个驱动轮11对应一个驱动电机，两个驱动电机的控制端分别电连接至所述控制单元。所述驱动轮11通过轴承可转动地固定在所述底板上，所述万向轮12与两个驱动轮11之间的位置关系呈平面等边三角形关系，如此可以保证基体10能平稳地立于地面。所述万向轮12上设有里程计（编码器），如此可以准确地计算机器人玩具车的实际行走距离，不会因为驱动轮11打滑等原因导致计算误差。当然，所述驱动轮11上也同样设置有里程计。

如图2所示，所述检测单元包括分别与主控单元连接的激光雷达传感器13和障碍检测传感器14。所述激光雷达传感器13位于所述基体10的底部的后端，从所述底板的底面向下伸出设置，如此可以有效检测基体10后方的物体分布情况。机器人可以一边行走，一边进行检测，根据检测到的数据构建地图，再结合其它检测数据，可以实现机器人玩具车的SLAM（即时定位与同步建图）功能。机器人玩具车具有SLAM功能，可以实现智能行走、自动避障、路径规划等智能化操作。由于后置的激光雷达传感器13可能会受驱动轮11和万向轮12的阻挡，无法检测机器人玩具车前方的障碍物，所以，将所述障碍检测传感器14设置在所述基体10的底部的前端，可以辅助检测机器人玩具车前方的物体。所述障碍检测传感器可以采用红外传感器或者超声波传感器。所述障碍检测传感器14从所述底板的底面向下伸出设置，不需要占用基体10上方的空间。所述激光雷达传感器13和障碍检测传感器14的检测方向与所述底板的水平延伸方向平行，如此可以有效检测周围的环境情况，使机器人建立准确的地图。

本实施例所述方案在所述机器人玩具车的整体结构设计中，通过将激光雷达传感器13和障碍检测传感器14分别设置在基体10底部的前后端，并从底板的底面向下伸出设置，如此可以更充分和更方便地利用基体10上部的结构与其它物件进行装配，拓展并实现不同的娱乐功能。此外，用户可以直接站在所述基体10上，通过用脚踩设置在基体10顶板上表面的转向控制传感单元15，实现对基体10的转向控制，使得机器人玩具车可以直接实现智能平板车的功能。

具体的，如图3所示，所述顶板的上表面设有若干凹槽结构16，所述凹槽结构16可以是圆环状、网格状或其它不规则形状，主要是提高用户站在所述顶板上时的摩擦力，避免用户打滑摔倒的问题。

具体的，如图3所示，所述转向控制传感单元15包括两个压力传感器，所述两个压力传感器在所述顶板上呈左右横向排布，并设置在所述凹槽结构16的前方，左侧的压力传感器控制机器人玩具车向左转向，右侧的压力传感器控制机器人玩具车向右转向。如此，用户的左右两个脚站在不易打滑的凹槽结构16上时，可以方便地用脚触控前方的压力传感器，十分便捷地控制机器人向左或者向右转向。

作为另外一种实施方式，如图4所示，所述机器人玩具车还包括一个扶手杆。所述顶板上设有一个朝容纳空间内部延伸的固定槽，所述扶手杆的一端能够***所述固定槽中，并与所述固定槽呈可拆卸式固定连接。所述可拆卸式的结构可以是螺纹连接结构或者卡扣结构。本实施例所述方案，通过在基体10上装配一个扶手杆，就可以实现手扶滑板车的功能，适合年龄较小的儿童使用，当儿童长大，去掉扶手杆，就可以实现智能平板车的功能，娱乐功能和应用范围也大大提高。

具体的，所述扶手杆包括一个中空的连接杆20和扶手21，所述扶手21固定在所述连接杆20的一端，所述连接杆20的另一端为***所述固定槽的固定端，中空结构可以减轻扶手杆重量，如此可以实现便捷的拆装和使用。所述连接杆20还可以设置为长度可调结构，以满足不同身高的用户使用。

具体的，所述扶手21上设置有方向控制按钮，所述固定端上设有第一电连接端，所述第一电连接端与所述控制按钮通过导线连接。所述导线置于所述连接杆20内部，可以有效保护导线，避免被儿童扯断。所述固定槽中设有与所述第一电连接端对应插接的第二电连接端，所述第二电连接端电连接至所述控制单元。第一电连接端和第二电连接端可以采用现有的电插接端子，具体结构不再赘述。本实施例方案，通过在扶手21上设置方向控制按钮，可以更方便用户进行机器人玩具车的转向控制。

作为另外一种实施方式，如图5和图6所示，所述机器人玩具车还包括乘坐体30，所述乘坐体30的外形可以是圆柱形、方形、汽车形、飞机形或者其它不规则形状。所述乘坐体30上设有乘坐空间31和连接空间33，所述连接空间33与所述基体10的外部轮廓相适配，使得所述乘坐体30可以比较牢固地嵌合在所述基体10上。所述乘坐空间31的底壁设有一个通孔，所述连接杆20能够穿过所述通孔***所述固定槽中，如此，用户坐在乘坐体30内时，还可以手扶并手控机器人玩具车。当然，也可以不***手扶杆，用户直接坐在乘坐空间31内，用脚触发转向控制传感单元15以控制机器人玩具车的方向，也可以由机器人玩具车自动行走，如此可以实现机器人玩具车遛娃的功能，无需家长过多干预，解放家长的双手。

此外，用户还可以通过手机等智能终端与机器人玩具车进行通信连接，对机器人玩具车进行运动控制或者娱乐模式的选择配置等操作，进一步提高机器人玩具车的实用性。

上述实施例中所提到的“上（前）”、“下（后）”、“左”和“右”等方向字词，如果没有具体说明，则是指代附图中的上下左右等方向。如果有具体说明，则按具体说明定义，比如机器人的左侧，则是指代机器人前进方向的左侧，不是指代附图的左侧。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。这些程序可以存储于计算机可读取存储介质（比如ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质）中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种机器人玩具车，其特征在于，包括：

基体，由顶板、底板和侧板构成，所述侧板分别与所述顶板和所述底板连接，共同围成一个上窄下宽的容纳空间；

控制单元，设置于所述基体内；

转向控制传感单元，设置在所述顶板的上表面，并与所述控制单元电连接；

驱动单元，包括两个驱动轮、两个驱动电机和一个万向轮，一个驱动轮对应一个驱动电机，两个驱动电机的控制端分别电连接至所述控制单元，所述驱动轮通过轴承可转动地固定在所述底板上，所述万向轮与两个驱动轮之间的位置关系呈平面等边三角形关系，所述万向轮上设有里程计；

检测单元，包括分别与主控单元连接的激光雷达传感器和障碍检测传感器，所述激光雷达传感器位于所述基体的底部的后端，从所述底板的底面向下伸出设置，所述障碍检测传感器位于所述基体的底部的前端，从所述底板的底面向下伸出设置，所述激光雷达传感器和障碍检测传感器的检测方向与所述底板的水平延伸方向平行。

2.根据权利要求1所述的机器人玩具车，其特征在于：所述顶板的上表面设有若干凹槽结构。

3.根据权利要求2所述的机器人玩具车，其特征在于：所述转向控制传感单元包括两个压力传感器，所述两个压力传感器在所述顶板上呈左右横向排布，并设置在所述凹槽结构的前方。

4.根据权利要求1至3任一项所述的机器人玩具车，其特征在于：所述机器人玩具车还包括一个扶手杆，所述顶板上设有一个朝容纳空间内部延伸的固定槽，所述扶手杆的一端能够***所述固定槽中，并与所述固定槽呈可拆卸式固定连接。

5.根据权利要求4所述的机器人玩具车，其特征在于：所述扶手杆包括一个中空的连接杆和扶手，所述扶手固定在所述连接杆的一端，所述连接杆的另一端为***所述固定槽的固定端。

6.根据权利要求5所述的机器人玩具车，其特征在于：所述扶手上设置有方向控制按钮，所述固定端上设有第一电连接端，所述第一电连接端与所述控制按钮通过导线连接，且所述导线置于所述连接杆内部；所述固定槽中设有与所述第一电连接端对应插接的第二电连接端，所述第二电连接端电连接至所述控制单元。

7.根据权利要求6所述的机器人玩具车，其特征在于：所述机器人玩具车还包括乘坐体，所述乘坐体上设有乘坐空间和连接空间，所述连接空间与所述基体的外部轮廓相适配；所述乘坐空间的底壁设有一个通孔，所述连接杆能够穿过所述通孔***所述固定槽中。