CN105955278B - 一种基于电动独轮车的摇头式平衡木偶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于电动独轮车的摇头式平衡木偶，包括木偶本体（27）、平衡模块、木偶的腿脚模块（28）、电控模块；平衡模块由平衡块（1）、连杆一（2）、电机一（3）、丝杆（4）、支座一（5）、后限位传感器（6）、滑块（7）、前限位传感器（8）、支座二（9）、传动齿轮一（10）、支座三（11）、连杆二（12）、铰支（13）、连杆三（14）、传动轴一（15）、连杆四（16）、支座四（17）、支座五（18）、传动齿轮二（19）、传动轴二（20）、电机二（21）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摇头式平衡木偶

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摇头式平衡木偶装置。

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摇头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摇头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摇头式平衡木偶，其特征在于包括木偶本体、平衡模块、木偶的腿脚模块、电控模块，所述的木偶本体上部有一个孔。

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、连杆一、电机一、丝杆、支座一、后限位传感器、滑块、前限位传感器、支座二、传动齿轮一、支座三、连杆二、铰支、连杆三、传动轴一、连杆四、支座四、支座五、传动齿轮二、传动轴二、电机二组成，连杆一一端与平衡块固定连接，连杆一与滑块铰接，连杆一的另一端通过铰支与传动轴一连接；电机一的轴与丝杆固定连接，电机一通过连杆四与传动轴一固定连接，丝杆安装在支座一和支座二上，支座一和支座二分别通过连杆三和连杆二固定安装在传动轴一，滑块安装在丝杆上，传动轴一通过支座三和支座四固定在木偶本体上，传动齿轮一固定安装在传动轴一上，电机二的轴与传动轴二的一端固定连接，传动轴二另一端通过支座五固定在木偶本体上，传动齿轮二固定安装在传动轴二上，传动齿轮一与传动齿轮二相啮合，前限位传感器、后限位传感器、电机二安装在木偶本体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、电池、充电接口、姿态传感器、无线遥控模块；无线遥控模块包括无线接收器和遥控器，所述的控制器与姿态传感器、前限位传感器、后限位传感器、电机一、电机二、无线遥控模块的无线接收器、电池电连接并固定安装在木偶本体上；充电接口与电池电连接并固定安装在木偶本体上，所述的姿态传感器包括陀螺仪和/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，包括检测后限位传感器、前限位传感器是否正常，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，则控制器控制电机一使平衡木偶前倾；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器控制电机一使平衡木偶后倾；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器控制平衡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，则控制器控制电机二使平衡块向左移动；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器控制电机二使平衡块向右移动；若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器控制电机一增大平衡块前倾或后倾角度使电动独轮车加速运动；若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器控制电机一减小平衡块前倾或后倾角度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，则控制器控制电机一和电机二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：本发明通过连杆一、丝杆、支座一、滑块、支座二、传动齿轮一、支座三、连杆二、铰支、连杆三、传动轴一、连杆四、支座四、支座五、传动齿轮二、传动轴二、电机二实现平衡块左倾、右倾进而实现独轮车的左转、右转以及直行的功能，通过连杆一、电机一、丝杆、支座一、后限位传感器、滑块、前限位传感器、支座二、连杆二、铰支、连杆三、连杆四实现平衡块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摇头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摇头式平衡木偶，包括木偶本体27、平衡模块、木偶的腿脚模块28、电控模块，所述的木偶本体27上部有一个孔，该孔给平衡块1提供左右和前后运动的空间，木偶的腿脚模块28的作用是把平衡木偶固定在电动独轮车上。

所述的平衡模块由平衡块1、连杆一2、电机一3、丝杆4、支座一5、后限位传感器6、滑块7、前限位传感器8、支座二9、传动齿轮一10、支座三11、连杆二12、铰支13、连杆三14、传动轴一15、连杆四16、支座四17、支座五18、传动齿轮二19、传动轴二20、电机二21组成，连杆一2一端与平衡块1固定连接，连杆一2与滑块7铰接，连杆一2的另一端通过铰支13与传动轴一15连接；电机一3的轴与丝杆4固定连接，电机一3通过连杆四16与传动轴一15固定连接，丝杆4安装在支座一5和支座二9上，支座一5和支座二9分别通过连杆三14和连杆二12固定安装在传动轴一15，滑块7安装在丝杆4上，传动轴一15通过支座三11和支座四17固定在木偶本体27上，电机一3带动丝杆4转动，丝杆4使滑块7前后运动，滑块7带动连杆一2，进而连杆一2带动平衡块1实现前后运动；传动齿轮一10固定安装在传动轴一15上，电机二21的轴与传动轴二20的一端固定连接，传动轴二20另一端通过支座五18固定在木偶本体27上，动齿轮二19固定安装在传动轴二20上，传动齿轮一10与传动齿轮二19相啮合，前限位传感器8、后限位传感器6、电机二21安装在木偶本体27上并与电控模块电连接，电机二21带动传动轴二20转动，然后通过动齿轮二19和传动齿轮一10带动传动轴二20转动，传动轴二20通过连杆二12、铰支13、连杆三14、连杆四16带动连杆一2和平衡块1实现左右摆动。

所述的电控模块包括：控制器24、电池23、充电接口22、姿态传感器25、无线遥控模块26；无线遥控模块26包括无线接收器和遥控器，所述的控制器24与姿态传感器25、前限位传感器8、后限位传感器6、电机一3、电机二21、无线遥控模块26的无线接收器、电池23电连接并固定安装在木偶本体27上；充电接口22与电池23电连接并固定安装在木偶本体27上，所述的姿态传感器25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24通过以下步骤实现控制功能：

步骤一，初始化检测及设置，包括检测后限位传感器6、前限位传感器8是否正常，检测姿态传感器25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24控制电机一3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24控制电机一3使平衡木偶后倾；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器24控制平衡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24控制电机二21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24控制电机二21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24控制电机一3增大平衡块1前倾或后倾角度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24控制电机一3减小平衡块1前倾或后倾角度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24控制电机一3和电机二21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27上还可以带有手臂，手；主要是起到装饰作用。

Claims (3)

1.一种基于电动独轮车的摇头式平衡木偶，其特征在于包括木偶本体（27）、平衡模块、木偶的腿脚模块（28）、电控模块，所述的木偶本体（27）上部有一个孔，所述的平衡模块由平衡块（1）、连杆一（2）、电机一（3）、丝杆（4）、支座一（5）、后限位传感器（6）、滑块（7）、前限位传感器（8）、支座二（9）、传动齿轮一（10）、支座三（11）、连杆二（12）、铰支（13）、连杆三（14）、传动轴一（15）、连杆四（16）、支座四（17）、支座五（18）、传动齿轮二（19）、传动轴二（20）、电机二（21）组成，连杆一（2）一端与平衡块（1）固定连接，连杆一（2）与滑块（7）铰接，连杆一（2）的另一端通过铰支（13）与传动轴一（15）连接；电机一（3）的轴与丝杆（4）固定连接，电机一（3）通过连杆四（16）与传动轴一（15）固定连接，丝杆（4）安装在支座一（5）和支座二（9）上，支座一（5）和支座二（9）分别通过连杆三（14）和连杆二（12）固定安装在传动轴一（15），滑块（7）安装在丝杆（4）上，传动轴一（15）通过支座三（11）和支座四（17）固定在木偶本体（27）上，传动齿轮一（10）固定安装在传动轴一（15）上，电机二（21）的轴与传动轴二（20）的一端固定连接，传动轴二（20）另一端通过支座五（18）固定在木偶本体（27）上，传动齿轮二（19）固定安装在传动轴二（20）上，传动齿轮一（10）与传动齿轮二（19）相啮合，前限位传感器（8）、后限位传感器（6）、电机二（21）安装在木偶本体（27）上并与电控模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电动独轮车的摇头式平衡木偶，其特征在于：所述电控模块包括：控制器（24）、电池（23）、充电接口（22）、姿态传感器（25）、无线遥控模块（26）；无线遥控模块（26）包括无线接收器和遥控器，所述的控制器（24）与姿态传感器（25）、前限位传感器（8）、后限位传感器（6）、电机一（3）、电机二（21）、无线遥控模块（26）的无线接收器、电池（23）电连接并固定安装在木偶本体（27）上；充电接口（22）与电池（23）电连接并固定安装在木偶本体（27）上，所述的姿态传感器（25）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。

3.根据权利要求2所述的一种基于电动独轮车的摇头式平衡木偶，其特征在于：所述控制器（24）通过以下步骤实现控制功能：

步骤一，初始化检测及设置，包括检测后限位传感器（6）、前限位传感器（8）是否正常，检测姿态传感器（25）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（24）控制电机一（3）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（24）控制电机一（3）使平衡木偶后倾；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器（24）控制平衡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（24）控制电机二（21）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（24）控制电机二（21）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（24）控制电机一（3）增大平衡块（1）前倾或后倾角度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（24）控制电机一（3）减小平衡块（1）前倾或后倾角度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（24）控制电机一（3）和电机二（21）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。