CN114147729A - 平衡机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种平衡机器人，包括控制机构以及运动机构；所述控制机构设有第一控制模块；所述运动机构设有第二控制模块；其中，所述控制机构与所述运动机构可拆卸连接；所述第二控制模块连接所述第一控制模块，以使得所述第二控制模块可根据所述第一控制模块的控制指令控制所述运动机构的运动。本申请实施例提供的平衡机器人，通过设置可拆卸连接的控制机构以及运动机构，能够自由方便地进行组合及搭建。并且使用控制机构作为核心控制器件，使得运动机构不必搭载高性能的处理和通讯模块，可以降低平衡机器人的成本，在平衡机器人闲置时可以单独取出控制机构进行正常使用。

Description

平衡机器人及其控制方法

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，具体是涉及一种平衡机器人及其控制方法。

背景技术

机器人以其形态多样性和功能丰富性逐渐被市场所接受，并以迅猛的姿态在市场中占据一席之地。机器人的功能可归纳为娱乐陪伴、管家安防、教育益智以及专业编程等。机器人的形态根据其是否能移动可以分为固定式机器人和移动式机器人，其中，常见的移动式机器人的移动方式有四轮移动、两轮平衡移动、双足步行移动等多种方式。

然而，由于机器人功能丰富，为满足其丰富多样的功能具有良好的控制效果，机器人的体积通常较大，把玩性以及移动携带性较差。

申请内容

本申请实施例一方面提供了一种平衡机器人，包括控制机构以及运动机构；所述控制机构设有第一控制模块；所述运动机构设有第二控制模块；其中，所述控制机构与所述运动机构可拆卸连接；所述第二控制模块连接所述第一控制模块，以使得所述第二控制模块可根据所述第一控制模块的控制指令控制所述运动机构的运动。

本申请实施例另一方面还提供了一种平衡机器人的控制方法，所述平衡机器人包括可拆卸连接的控制机构以及运动机构，所述控制方法包括：所述控制机构获取控制指令并发送至所述运动机构；所述运动机构根据所述控制指令执行相应的运动。

本申请实施例提供的平衡机器人及其控制方法，通过设置可拆卸连接的控制机构以及运动机构，能够自由方便地进行组合及搭建。并且使用控制机构作为核心控制器件，使得运动机构不必搭载高性能的处理和通讯模块，可以降低平衡机器人的成本，在平衡机器人闲置时可以单独取出控制机构进行正常使用。通过上述结构设置，可以使得平衡机器人的整体尺寸大幅降低，便携性能以及把玩性能较好，用户体验度较佳。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一些实施例中平衡机器人的结构示意图；

图2是图1实施例中平衡机器人的结构拆分示意图；

图3是本申请一些实施例中运动机构的结构拆分示意图；

图4是本申请一些实施例中壳体的结构拆分示意图；

图5是图4实施例中第一壳体的结构示意图；

图6是本申请另一些实施例中第一壳体的结构示意图；

图7是图4实施例中第二壳体的结构示意图；

图8是本申请一些实施例中第一控制模块和第二控制模块连接的结构示意图；

图9是图8实施例中另一视角的结构示意图；

图10是本申请一些实施例中平衡机器人的部分截面结构示意图；

图11是本申请一些实施例中平衡机器人控制的原理框图；

图12是本申请一些实施例中平衡机器人的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

作为在此使用的“电子设备”(或简称为“终端”)包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。手机即为配置有蜂窝通信模块的电子设备。

作为在此使用的“机器人”，其被设置为一种能够半自主或全自主工作的智能机器；或者，被设置为一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过可编程动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能操作机；或者，被设置为一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。

基于上述机器人的功能作用，机器人大致可以分为固定式机器人和移动式机器人，由于固定式机器人的不可移动性，一般用于特定的应用场景，互动性、娱乐性以及感知外界信息的能力相较于移动式机器人较弱。其中，移动式机器人常见的移动方式有四轮移动、两轮平衡移动、双足步行移动等方式。

申请人在研究中发现，机器人为实现上述功能作用，其体积通常较大，难以移动携带，把玩性较差。

为解决上述技术问题，申请人经过多次研究验证，提出一种平衡机器人，且该平衡机器人的体积相对较小，便携性好以及便于把玩。

请结合参阅图1和图2，图1是本申请一些实施例中平衡机器人100的结构示意图，图2是图1实施例中平衡机器人100的结构拆分示意图，该平衡机器人100大致上可以包括控制机构10以及运动机构20。其中，运动机构20用于实现平衡机器人100的运动，控制机构10用于控制运动机构20的运动状态。

本申请实施例提供的平衡机器人100主要包括控制机构10和运动机构20两大部分，运动机构20具备运动功能以及一些基本功能，例如，信息采集功能、信息传递功能、通信功能、电机驱动功能、简单控制功能等。控制机构10则由性能更加强劲的处理器构成，以控制平衡机器人实现相应的功能，例如，控制机构10可以为电子设备，即采用相应电子设备作为平衡机器人100的控制机构10。比方说，可以采用诸如智能手表、手机、平板电脑等电子设备作为平衡机器人的控制机构。

具体而言，控制机构10设有第一控制模块(图中未示出)。第一控制模块可以为电子设备内部的控制芯片，可以根据相应的控制信号发出对应的控制指令。运动机构20设有第二控制模块(图中未示出)，该第二控制模块可以是集成有控制芯片的电路板，以用于根据控制指令控制运动机构20执行相应的运动。其中，电路板可以为印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)或柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)。第一控制模块和第二控制模块可以通过信号接口连通，其中，信号结构可以为Type-C接口、B-5Pin接口、B-4Pin接口、B-8Pin接口、B-8Pin-2×4接口、Micro USB接口、触点插头等接口形式。

进一步地，控制机构10与运动机构20可拆卸连接。当控制机构10未与运动机构20装配连接时，控制机构10为一个完整的电子设备，具备电子设备的完整功能。当控制机构10与运动机构20装配连接时，第二控制模块连接第一控制模块，以使得第二控制模块可根据第一控制模块的控制指令控制运动机构执行相应的运动。

可以理解的，控制机构10可以通过物理连接或者无线连接的方式实现与运动机构20的连接。控制机构10作为平衡机器人100的核心控制器件以及通讯器件，运动机构20作为平衡机器人的执行器件，并可以搭载多种传感器以增强平衡机器人对外界的感知能力，使得控制机构10和运动机构20直接实现结合互补，增强平衡机器人感知以及移动的能力，获得更加新奇的用户娱乐体验。

本申请实施例提供的平衡机器人，通过设置可拆卸连接的控制机构以及运动机构，能够自由方便地进行组合及搭建。并且使用控制机构作为核心控制器件，使得运动机构不必搭载高性能的处理和通讯模块，可以降低平衡机器人的成本，在平衡机器人闲置时可以单独取出控制机构进行正常使用。通过上述结构设置，可以使得平衡机器人的整体尺寸大幅降低，便携性能以及把玩性能较好，用户体验度较佳。

请参阅图3，图3是本申请一些实施例中运动机构20的结构拆分示意图，该运动机构20大致上可以包括壳体23以及运动组件25，且运动组件25部分容置于壳体23内部，以减小平衡机器人的体积。壳体23可以用于容置控制机构10、第二控制模块220以及其他器件。运动组件25连接壳体23，以使得运动组件25运动时可以带动壳体23运动。

具体而言，控制机构10与壳体23可拆卸连接，第二控制模块220设于壳体23内。当控制机构10置于壳体23时，控制机构10内的第一控制模块连接壳体23内的第二控制模块220，以实现第一控制模块和第二控制模块220的连通。

其中，运动组件25一般包括运动件、驱动件以及固定件，固定件用于固定连接运动组件25与壳体23，驱动件用于驱动运动件运动。例如，运动件的运动形式可以是诸如滚轮式、履带式、多足步行式、两足步行式以及球式等运动形式，运动件呈现为满足上述运动形式的结构。当然，在其他实施例中，运动件也可以是诸如机械臂等的运动部件。

在本申请部分实施例中，以运动组件25大致上可以包括电机251以及滚轮252为例进行具体说明。其中，电机251设于壳体23内部，且与第二控制模块220连接，以在第二控制模块220的控制下执行相应的运动。换言之，第二控制模块220连接电机251，以使得第二控制模块220可以控制电机251运动，进而使得电机251运动带动滚轮252运动，从而使得滚动252带动壳体23运动。在本申请部分实施例中，电机251可以是伺服电机或者步进电机。可以理解的，电机251的转轴伸出壳体23外部以与滚轮252活动连接。

具体而言，滚动252可以为两个，即运动组件25的运动方式为双轮滚动式，两个滚轮252的轴心位于同一水平面。同时，电机251也可以为两个，分别对应于两个滚轮252设置，以实现对每一滚轮252的单独控制。换言之，滚轮252与电机251一一对应设置，以使得每一个滚轮252可以被单独控制，进而提升平衡机器人的灵活性。

当然，在其他实施方式中，滚轮252以及电机251的数量可以为一个或者多个，本申请实施例对此不作具体限定。应理解，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

进一步地，运动组件25还可以包括固定支架253，该固定支架253用于固定电机251，且与壳体23固定连接，电机251的转轴与滚轮252转动连接。当滚轮252转动时，可以带动固定支架253运动，进而可带动壳体23运动。在本申请实施例中，相应的，固定支架253也可以设有两个，分别对应固定两个电机251。其中，固定支架253至少部分容置于壳体23内部，以减小平衡机器人的体积以及提升整体外观表现力。

可以理解的，也可以将电机减速箱固定于固定支架253，电机251转动并经减速箱减速后驱动滚轮252转动，从而驱动壳体23运动。通过减速箱的减速，可以为平衡机器人提供多种调速方案，提升用户体验。

本申请实施例提供的平衡机器人，通过设置运动组件带动壳体运动，且运动组件部分容置于壳体内部，可以减小平衡机器人的体积。另外通过第二控制模块控制滚轮运动，可以提升平衡机器人的灵活性。

请参阅图4，图4是本申请一些实施例中壳体23的结构拆分示意图，壳体23大致上可以包括第一壳体231以及第二壳体232。其中，第一壳体231以及第二壳体232围设形成一容置空间230，该容置空间230可以用于容置第二控制模块220、部分运动组件25、电池26以及其他器件。

可以理解的，本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

具体而言，控制机构10设于第一壳体231背离第二壳体232的一侧，第二控制模块220设于第一壳体231与第二壳体232之间。控制机构10的第一控制模块连接第二控制模块220，以将控制指令发送至第二控制模块220，第二控制模块220根据该控制指令控制驱动件即电机251运动，进而使得运动件即滚动252运动，从而带动壳体23即第一壳体231以及第二壳体232运动。

进一步地，第一壳体231背离第二壳体232的一侧设有容置槽2311，该容置槽2311用于容置控制机构10，即控制机构10设于容置槽2311内。容置槽2311的侧壁形成有扣手位2312，以便于取放控制机构10。其中，扣手位2312可以是通过侧壁凹陷形成。可以理解的，扣手位2312可以形成于容置槽2311的任一侧壁，扣手位2312还可以形成于容置槽2311相对设置的两侧壁，本申请实施例对扣手位2312的具体位置不作限定，以便于取放控制机构10即可。控制机构10的外轮廓与容置槽2311相适配，以使得控制机构10可以稳定的放置于容置槽2311内。

请结合参阅图5，图5是图4实施例中第一壳体231的结构示意图，第一壳体231包括首尾相连的侧壁2313以及底壁2314。其中，侧壁2313以及底壁2314围设形成容置槽2311。具体而言，侧壁2313采用弹性材料制成，以用于包覆固定控制机构10，以使得第二控制模块连接控制机构10的第一控制模块。即侧壁2313形成卡扣部，以用于卡扣固定控制机构10。换言之，侧壁2313沿朝向容置槽2311的中心方向弯折，以形成半包覆结构的卡扣部。当控制机构10置于容置槽2311内时，侧壁2313形成的卡扣部包覆于控制机构10的外周缘端部，并与底壁2314配合以对控制机构10进行全方位固定限位。在本申请部分实施例中，侧壁2313可以采用诸如硅胶、橡胶等弹性胶体材料制成。

进一步地，当控制机构10放置于容置槽2311内时，控制机构10的外周缘抵顶于侧壁2313，此时，在侧壁2313的弹力作用下夹紧固定控制机构10。可以理解的，当控制机构10放置于容置槽2311时，扣手位2312暴露出控制机构10的部分外周缘，以为取放控制机构10提供着力点，进而使得控制机构10的取放较为便捷。

请参阅图6，图6是本申请另一些实施例中第一壳体231的结构示意图，容置槽2313的内侧壁设有紧固件2315，该紧固件2315用于固定控制机构10，以使得第二控制模块连接控制机构10的第一控制模块。在本申请部分实施例中，紧固件2315可以采用诸如硅胶、橡胶等弹性胶体材料制成，还可以采用诸如泡棉、泡沫等弹性软体材料制成。

进一步地，紧固件2315可以呈环形结构，环绕贴附于容置槽2311的内侧壁，当控制机构10放置于容置槽2311内时，控制机构10的外周缘抵顶于紧固件2315，以使得紧固件2315挤压夹紧固定控制机构10。当然，在其他实施方式中，紧固件2315也可以设有多个且呈条形结构，至少贴附于容置槽2311相对设置的两个内侧壁，当控制机构10放置于容置槽2311内时，控制机构10的外周缘抵顶于紧固件2315，以使得紧固件2315至少夹紧固定控制机构10相对设置的两边。

本申请实施例提供的平衡机器人，通过在第一壳体上开设容置槽以用于容置控制机构；同时通过设置弹性材料与控制机构的外周缘进行软接触，在夹紧固定控制机构的同时，可以避免对控制机构的外周缘产生磨损；另外，在第一壳体上设置扣手位，以便于取放控制机构。

请参阅图7，图7是图4实施例中第二壳体232的结构示意图，该第二壳体232包括具有开口的腔部2321，第一壳体231设于腔部2321的开口位置。腔体2321的两端分别设有第一包覆部2323以及第二包覆部2325，第一包覆部2323用于包覆诸如电机251、至少部分固定支架253等元器件，第二包覆部2325用于包覆诸如摄像头、传感器等器件。其中，固定支架253与第二壳体232的内侧固定连接。

进一步地，第一包覆部2323设有第一通孔，电机251的转轴伸出第一通孔以与滚轮活动连接。第二包覆部2325设有第二通孔2326，该第二通孔2326可透光，以用于摄像头、传感器等需要透光的器件。

请结合参阅图8和图9，图8是本申请一些实施例中第一控制模块和第二控制模块连接的结构示意图，图9是图8实施例中另一视角的结构示意图，第一控制模块设有第一触点111，第二控制模块220设有第二触点222。第一壳体231上开设有连接孔2316，第一触点111以及第二触点222通过连接孔2316连通。可以理解的，连接孔2316的数量与第一触点111或第二触点222的数量对应设置。

控制机构10可以为智能手表、手机、平板电脑等电子设备，其内部控制芯片形成控制机构10的第一控制模块，第一触点111形成于控制机构10的外部表面(即控制机构10靠近底壁2314的表面)，以使得外部设备可以通过第一触点111连通至控制机构10内部的第一控制模块。第二控制模块220可以为集成有控制芯片的电路板，其设于壳体内部空间，第二触点222形成于第二控制模块220的外部表面，以使得第二控制模块220可以通过第二触点222连通至其他设备或者元器件。

具体而言，控制机构10以及第二控制模块220分别位于第一壳体231的两侧，即分别位于第一壳体231的底壁2314的相背两侧。连接孔2316开设于底壁2314上且贯穿该底壁2314的上述相背两侧。第一触点111以及第二触点222分别对应于连接孔2316设置，以使得第一触点111以及第二触点222可以通过连接孔2316实现连通。

进一步地，第一触点111以及第二触点222可以通过触点插头进行连接，以实现数据传输。在本申请部分实施例中，第二触点222上形成有弹片、pin针等弹性结构，且该弹性结构在第二触点222沿连接孔2316延伸至第一触点111，进而实现第一触点111以及第二触点222的连通。当然，在其他实施方式中，也可以采用非弹性结构连通第一触点111以及第二触点222，本申请实施例对此不进行一一列举。

本申请实施例提供的平衡机器人，通过触点连接的方式连接第一控制模块以及第二控制模块，当控制机构与运动机构装配时，第一触点与第二触点连通，当控制机构与运动机构分开时，第一触点与第二触点断开。本申请实施例提供的平衡机器人，第一控制模块以及第二控制模块连接结构简单，且易于拆卸，成本较低。

请结合参阅图4以及图10，图10是本申请一些实施例中平衡机器人100的部分截面结构示意图，运动机构20进一步包括电源26。电源26设于容置空间230内，即设于第二壳体232的腔部2321内，以为控制机构10以及运动机构20供电。一般而言，电源26设于第二控制模块220背离第一壳体231的一侧，且与第二控制模块220连接，不仅可以为运动机构20供电，还可以在控制机构10与运动机构20组合时，为控制机构10供电以及反向充电。

可以理解的，电源26与第二控制模块220连接，第二控制模块与第一控制模块连接，进而可以通过充电电路实现电源26为控制机构10充电，以避免控制机构10在电量告急时影响平衡机器人的控制。换言之，电源26可以作为控制机构10的备用电源或者充电电源，在控制机构10没电时，电源26可以给控制机构10供电以及充电，可以避免由于控制机构10没电而使得平衡机器人不能控制的缺陷。

进一步地，运动机构20还可以包括摄像头28，该摄像头28连接第二控制模块220，以用于获取图像信息并发送至第二控制模块220。具体而言，摄像头28设于第二壳体232的腔部2321内，且被第二包覆部2325所包覆。其中，摄像头28的入光面对应于第二通孔2326设置，以使得外界光线可以透过第二通孔2326入射至摄像头28，进而实现摄像头28的摄像功能以及图像采集功能。

在本申请部分实施例中，为了便于电池、摄像头、电机等的拆卸，可以采用BTB连接座或者ZIF连接座连接第二控制模版与电池、摄像头、电机等元器件。其中，摄像头可以为常规摄像头、双目摄像头或者红外摄像头，本申请实施例对此不进行一一列举。

本申请实施例提供的平衡机器人，通过在第二壳体内设置电源，不仅可以为平衡机器人的运动提供电力，还可以在必要时候为控制机构进行充电；另外，通过设置摄像头可以完成图像采集，以便于进行平衡机器人的运动控制。

申请人在研究中发现，控制机构在进行平衡机器人运动控制的时候，也可以通过获取平衡机器人的姿态信息，以此来进一步进行控制。例如，可以通过传感器获取姿态信息，并通过获取的姿态信息进行相应的运动控制。基于此，在本申请部分实施例中，控制机构10进一步包括传感器(图中未示出)，该传感器连接至第一控制模块，以用于获取平衡机器人的姿态信息，并将该姿态信息发送至第一控制模块，第一控制模块进一步根据接收到的姿态信息执行相应的控制指令。

进一步地，请参阅图11，图11是本申请一些实施例中平衡机器人控制的原理框图，控制机构10大致上可以包括第一控制模块110、通讯模块120、传感器模块130以及导航模块140；运动机构20大致上可以包括第二控制模块220、驱动模块230、摄像头模块240以及电机模块250；其中，在本申请实施例中，电机模块250采用伺服电机，伺服电机可以实现转速闭环控制。

可以理解的，运动机构还可以搭载诸如温湿度传感器、激光雷达、红外传感器等各类感应器件。或者，可以分别在控制机构以及运动机构上搭载不同的感应器件，以此实现功能互补，使得机器人功能更加完整。

当平衡机器人100处于可遥控状态时，平衡机器人100可与外部设备200通过通讯模块120建立通讯连接。外部设备200发出的控制信号可以通过蓝牙、wifi、TCP/IP协议等通讯方式传递至平衡机器人100。具体而言，外部设备200发出的控制信号通过通讯模块120传递至平衡机器人100的第一控制模块110，即外部设备200发出的控制信号作为第一控制模块110的控制输入信号，第一控制模块110以此发出控制指令至第二控制模块220，进而通过第二控制模块220实现对电机模块250的控制。其中，第一控制模块110与第二控制模块220连接可以通过上述实施例中所述的触点连接的物理方式连接，也可以通过无线连接的方式连接，本申请实施例对此不作具体限定。

进一步地，第一控制模块110可以根据外部设备200发出的控制信号调整电机的输出速度，以此可以实现平衡机器人100的多种运动状态。例如，当调整电机的输出速度使得滚轮之间的转速相同时，平衡机器人100可以保持直线运动；当调整电机的输出速度使得滚轮之间的转速不同时，由于滚轮之间存在转速差，平衡机器人100的行进方向会朝向转速慢的一侧偏移，从而可以实现平衡机器人100的遥控转向。

当平衡机器人100处于正常工作状态时，即平衡机器人100在固定位置保持直立时，传感器模块130可以采集平衡机器人100的运动信息并发送给至第一控制模块110，第一控制模块110以此获取平衡机器人100的姿态信息，并基于姿态信息以及第二控制模块220上传的电机模块250的运动信息执行自稳控制算法。具体而言，传感器模块130可以包括速度传感器，以用于采集平衡机器人100的运动信息。

在本申请实施例中，传感器模块130设有加速度传感器和角速度传感器，以使得第一控制模块110可以获取到平衡机器人100的加速度以及角速度信息，并以此可以计算出平衡机器人100的姿态信息。与此同时，第二控制模块220可以采集到电机模块250的电机转速信息，并上传至第一控制模块110，以使得第一控制模块110可以基于上述姿态信息以及电机转速信息执行自稳控制算法。一般而言，可以采用速度环和倾角环的联级控制算法，获得可以保持平衡机器人100姿态稳定的电机转速信号。第一控制模块110输出上述电机转速信号，并经过底层串口通信或者OTG功能通过触点插头或是蓝牙无线传输等方式将电机转速信号以及控制信号传递给第二控制模块220。第二控制模块220接收电机转速信号以及控制信号后输出相应的控制信号至电机模块250，电机模块250内的电机控制芯片依此调整电机电流的大小，从而对电机转速进行控制。同时，第二控制模块220可以读取伺服电机转速传感器的转速反馈信号并将转速反馈信号上传至第一控制模块110，以此实现平衡机器人100的自稳控制。

可以理解的，当电机模块250采用步进电机时，由于步进电机一般采用速度开环控制的方案，无速度反馈信号，故第二控制模块220无需上传转速反馈信号至第一控制模块110。

进一步地，摄像头模块240可以采集平衡机器人100周围环境的图像信息，并上传至第二控制模块220，第二控制模块220可以通过串口通信或是蓝牙无线传输等方式将图像信息传递给第一控制模块110，第一控制模块110进一步通过通讯模块120经蓝牙、wifi、TCP/IP协议等通讯方式传递至外部设备200。导航模块140可以采集平衡机器人100的位置信息，并上传至第一控制模块110，第一控制模块110可以依次规划平衡机器人100的运动路径并发送相应的控制指令至第二控制模块220，第二控制模块220进一步控制驱动模块230以驱动电机运动。

可以理解的，上述信号处理中主要的控制运算器的是第一控制模块110，第二控制模块220只起到信号传输和转换作用。当自稳控制算法的运算量较小时也可以将第二控制模块220作为控制运算器，此时第一控制模块110将获得的姿态信息和来自外界的遥控信息传递至第二控制模块220，第二控制模块220执行控制算法实现自稳控制。

进一步地，第二控制模块220通过触点插头或者通过板载蓝牙模块与第一控制模块110实现数据传输。第二控制模块220可以设有电机控制芯片以实现电机的转速控制，以及第二控制模块220还可以设有电源控制芯片以实现对电源的充放电控制。

本申请实施例提供的平衡机器人，可以作为智能家居控制终端，用户可以通过手机联网远程遥控机器人，并控制机器人移动，通过摄像头实时观查家庭状况。机器人还可以设置为自动巡线，监测家中各处状况，并将数据上传云端以供查看。

本申请实施例提供的平衡机器人，还可以作为社交机器人，用户可以远程遥控机器人与他人进行交互活动，控制机器人的运行路径和行动以表达情绪，并可以在控制机构上显示各种动画表情。机器人可以作为视频通话终端，在与他人视频时可以移动机器人以查看不同角度。

本申请实施例提供的平衡机器人，还可以作为娱乐机器人，该机器人可以通过摄像头实现移动跟随，并对外界声源做出反应，通过语音识别软件实现人机交互。另外可以在此机器人基础上进行多人竞速游戏。

基于此，本申请实施例提供的平衡机器人，通过控制机构与运动机构的结合实现互补，增强控制机构的感知、移动和续航能力，以获得更加新奇的娱乐体验。另外，使用控制机构作为核心控制器件，运动机构可以不必搭载高性能处理和通讯模块，可以降低成本，且在平衡机器人闲置时，控制机构可以作为单独的电子设备进行正常使用。因此，基于上述结构设置，本申请实施例提供的平衡机器人整体尺寸可以相对较小，便携性以及把玩性良好，用户体验度较好。

另外，本申请实施例还提供了一种平衡机器人的控制方法，请参阅图12，图12是本申请一些实施例中平衡机器人的控制方法的流程示意图，其中，平衡机器人大致包括可拆卸连接的控制机构以及运动机构。

进一步地，上述控制方法大致包括如下步骤：

S1201、控制机构获取控制指令并发送至运动机构。具体而言，控制机构可以根据外部设备的控制信号以及平衡机器人内部的传感器信号发出相应的控制指令至运动机构。

S1202、运动机构根据控制指令执行相应的运动。具体而言，运动机构可以根据控制指令执行诸如直线运动、转向、跟随、自动巡线等运动。可以理解的，本申请实施例中的平衡机器人可以为前述实施例中的平衡机器人100，具有与平衡机器人100大致相同的结构、功能等。

本申请实施例提供的平衡机器人的控制方法，通过控制机构获取控制指令并发送至运动机构，使得运动机构根据控制指令执行相应的运动，可以避免运动机构需要集成性能强劲的处理器，节省成本。

需要说明的是，本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设置固有的其他步骤或单元。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种平衡机器人，其特征在于，包括：

控制机构，设有第一控制模块；

运动机构，设有第二控制模块；

其中，所述控制机构与所述运动机构可拆卸连接；所述第二控制模块连接所述第一控制模块，以使得所述第二控制模块可根据所述第一控制模块的控制指令控制所述运动机构的运动。

2.根据权利要求1所述的平衡机器人，其特征在于，所述运动机构包括壳体以及运动组件；所述运动组件连接所述壳体，以使得所述运动组件带动所述壳体运动；其中，所述控制机构与所述壳体可拆卸连接，所述第二控制模块设于所述壳体内。

3.根据权利要求2所述的平衡机器人，其特征在于，所述运动组件包括电机以及滚轮，所述电机与所述第二控制模块连接，以使得所述第二控制模块控制所述滚轮运动，进而带动所述壳体运动。

4.根据权利要求2所述的平衡机器人，其特征在于，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体围设形成一容置空间，所述第二控制模块设于所述容置空间内；所述第一壳体背离所述第二壳体的一侧设有容置槽，所述控制机构设于所述容置槽内。

5.根据权利要求4所述的平衡机器人，其特征在于，所述容置槽的侧壁为弹性材料制成，以用于包覆固定所述控制机构，以使得所述第二控制模块连接所述第一控制模块。

6.根据权利要求4所述的平衡机器人，其特征在于，所述容置槽的内侧壁设有紧固件，所述紧固件用于固定所述控制机构，以使得所述第二控制模块连接所述第一控制模块。

7.根据权利要求5或6所述的平衡机器人，其特征在于，所述第一控制模块设有第一触点，所述第二控制模块设有用于与所述第一触点连通的第二触点；所述第一壳体上开设有连接孔，所述第一触点以及所述第二触点通过所述连接孔连通。

8.根据权利要求7所述的平衡机器人，其特征在于，所述运动机构进一步包括电源，所述电源设于所述容置空间内，以为所述控制机构以及所述运动机构供电。

9.根据权利要求7所述的平衡机器人，其特征在于，所述运动机构进一步包括摄像头，所述摄像头连接所述第二控制模块；所述摄像头用于获取图像信息并发送至所述第二控制模块。

10.根据权利要求7所述的平衡机器人，其特征在于，所述控制机构进一步包括传感器，所述传感器连接所述第一控制模块；所述传感器用于获取所述平衡机器人的姿态信息并发送至所述第一控制模块。

11.根据权利要求1所述的平衡机器人，其特征在于，所述控制机构为智能手表、手机或者平板电脑中的一种。

12.一种平衡机器人的控制方法，其特征在于，所述平衡机器人包括可拆卸连接的控制机构以及运动机构，所述控制方法包括：

所述控制机构获取控制指令并发送至所述运动机构；

所述运动机构根据所述控制指令执行相应的运动。

Images