CN205494966U - 一种球形结构小车 - Google Patents

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吴金钰
赖春生
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Abstract

本实用新型公开了一种球形结构小车,结构小车包括车轮和车体;车轮包括分别位于车体两侧的主动轮和位于车体后方的万向轮;车体包括主板、用于放置主板的主板盒、位于主板盒底部的电机框以及内置于电机框的电机;电机设置在电机框内的两侧边,分别与车体两侧的主动轮连接;电机框内还设有电池盒,电池盒内放置用于提供电源的电池,电池盒位于两侧电机之间;电机框前方设有沿水平方向延伸的支撑板,该支撑板上设有智能感应模块;主板分别与电机、智能感应模块连接。本实用新型小车设计成球形结构,外形美观;车身结构稳定可靠,转向灵动敏捷;集学习与娱乐于一体;呈模块化设计,模块之间的紧固方式简单,便于拆卸和安装。

Description

一种球形结构小车
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域,尤其涉及一种新型的球形结构小车。
背景技术
市场上较多的是亚克力剪切板拼装而成的小车,整体用亚克力板拼装而成,整体拼装繁多复杂,外观缺少立体感,结构缺乏可继承性;而金属组件的拼装小车,为铝合金组件,如Makeblock的Me系列小车,以螺丝螺母作为主要的连接构件;乐高的拼装小车,零件多而细小,拼装时间长;价格相对昂贵。
由此可见,现有市场上较普遍的小车存在拼装过程繁琐,组装时间长,接线复杂,结构缺乏可继承性,学习过程复杂单调等不足。
实用新型内容
为了克服上述现有的小车拼装过程繁琐,结构缺乏可继承性,学习过程复杂单调等问题,本实用新型公开了一种球形结构小车,其目的在于通过将结构小车设计呈模块式结构,使得结构小车具有可继承性,且组装过程简单。
为了解决上述问题,本实用新型采用的技术方案是:
一种球形结构小车,其特征在于包括:车轮以及车体;
所述车轮包括分别位于车体两侧的主动轮和位于车体后方的万向轮;
所述车体包括主板、用于放置主板的主板盒、位于主板盒底部的电机框以及内置于电机框的电机;
所述电机设置在电机框内的两侧边,分别与车两侧的主动轮连接;电机框内还设有电池盒,电池盒内放置用于提供电源的电池,电池盒位于两侧电机之间;
所述电机框前方设有沿水平方向延伸的支撑板,该支撑板上设有智能感应模块;
所述主板分别与电机、智能感应模块连接。
更具体地,所述车体还包括蓝牙通讯模块和超声波传感器;蓝牙通讯模块与主板连接,进而使主板与外部设备通讯;超声波传感器与主板连接,进而使主板智能避障。
更具体地,所述主板盒呈抽屉式设计,主板盒中的抽屉放置主板;主板盒外部设有用于显示电源电量的LED显示灯和电源开关。
更具体地,所述电机框呈前后开口的四面体结构,电机框前端开口的位置设有呈“L”形的前端转接台和鹰头装饰物,超声波传感器安装在前端转接台上,鹰头装饰物上的鹰眼套在超声波传感器上;电机框后端开口的位置设有后端转接台,该后端转接台也呈“L”形结构,蓝牙通讯模块安装在该后端转接台上。
更具体地,所述智能感应模块包括红外巡线传感器和光敏传感器中的其中一种。
更具体地,所述万向轮包括万向轮固定板、轮脚以及位于轮脚底部的钢珠,万向轮固定板将轮脚固定在车体上。
采用本实用新型产生的有益效果:1、本实用新型采用模块化方式设计,具有可继承性,结构小车组装过程简单;车轮由两个主动轮和一个万向轮组成,且三个轮之间形成锐角三角形,使得车身结构稳定可靠,转向灵动敏捷。重心位于电机轴线附近,使得运动平稳,爬坡越障能力强。
2、本实用新型设置智能感应模块,结构小车通过智能感应模块完成不同的智能控制游戏,此外,智能感应模块与支撑板之间通过旋钉和旋母固定,旋钉和旋母结构简单,锁紧方式方便,便于拆装或更换其他感应模块。
附图说明
图1是本实用新型结构小车的结构示意图。
图2是本实用新型结构小车的主视图。
图3是本实用新型结构小车的俯视图。
图4是本实用新型结构小车的左视图。
图5本实用新型旋钉结构的主视图。
图6本实用新型旋钉结构的左视图。
图7本实用新型旋母结构的主视图。
图8本实用新型旋母结构的左视图。
图9是本实用新型主板的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步描述。
如图1至图9所示,本实用新型公开的一种球形结构小车,这种球形结构小车包括车轮1以及车体2,而车轮1包括分别位于车体2两侧的主动轮11和位于车体2后方的万向轮12,两侧的车轮1和万向轮12形成锐角三角形,使得车身结构稳定可靠,转向灵动敏捷。重心位于三轮之间,整体偏下,使得运动平稳,爬坡越障能力强。
主动轮11包括轮胎111和轮毂112,轮毂112与电机23的输出轴连接,通过电机23转动带动轮毂112旋转,从而带动轮胎111旋转。万向轮12包括万向轮固定板121、轮脚122以及位于轮脚122底部的钢珠123,万向轮固定板121将轮脚122固定在车体2上,而钢珠123套入轮脚122的底部,钢珠123与轮脚122为可转动连接,通过钢珠123的万向转动实现万向转动的功能。主动车轮1轮径大,车身高和宽的比例接近1:1,拉伸车身的整体立体感,整体类似于一个滚球。
车体2包括主板、用于放置主板的主板盒21、位于主板盒21底部的电机框22、内置于电机框22的电机23、蓝牙通讯模块27和超声波传感器28。电机23设置在电机框22内的两侧边,分别与车体两侧的主动轮连接。电机框22内还设有电池盒24,电池盒24内放置用于为主板、电机23等电器设备提供电源的电池,电池盒24位于两侧电机23之间。蓝牙通讯模块27与主板连接,进而使主板与外部设备通讯;超声波传感器28与主板连接,进而使主板智能避障。
电机框22呈前后开口的四面体结构,电机框22前端开口的位置设有呈“L”形的前端转接台221和鹰头装饰物29,超声波传感器28安装在前端转接台221上,鹰头装饰物上的鹰眼套在超声波传感器28上;电机框后端开口的位置设有后端转接台222,该后端转接台222也呈“L”形结构,蓝牙通讯模块27安装在该后端转接台222上,前端和后端转接台222可适度升降,高度可调节,使得超声波传感器28可以调整安装的高度。电机框22前方设有沿水平方向延伸的支撑板25,该支撑板25上设有智能感应模块26。主板分别与电机23、智能感应模块26连接。
电机23采用方框的结构,放置在电机框22的两侧,电机23的输出轴伸出电机框22外,连接车轮的轮毂。
主板盒21呈抽屉式设计,主板盒21中的抽屉放置主板,可直接抽出或嵌入,安装方便简洁,美观大方,可移植性强。主板盒21外部设有用于显示电源电量的LED显示灯和电源开关,其中LED显示灯为五个,根据LED灯亮灯的数量来判断电量,起到提醒使用者更换及时更换电池的作用;电源开关为电气弯曲船型开关,符合人体工程学,方便简洁,可以反复操作,而无损坏。区别于一般电路板所使用的轻触开关和波动开关。
主板主要用于控制结构小车的前进及前进方向等,主板采用最新的USB-TYPE-C接口,支持正反插,方便使用。USB转TTL采用FTDI232R实现,并且加入静电保护电路,使得电路更加稳定。电机23驱动部分采用TB6612FNG作为直流电机23驱动器件,该芯片具有大电流MOSFET-H桥结构,双通道电路输出,可同时驱动个电机23。
TB6612FNG每通道输出最高1 A的连续驱动电流,启动峰值电流达2A/3A(连续脉冲/单脉冲);4种电机23控制模式:正转/反转/制动/停止;PWM支持频率高达100 kHz;待机状态;片内低压检测电路与热停机保护电路;工作温度:-20~85℃。TB6612FNG是基于MOSFET的H桥集成电路,效率远高于晶体管H桥驱动器。相比L293D每通道平均600 mA的驱动电流和1.2 A的脉冲峰值电流,它的输出负载能力提高了一倍。相比L298N的热耗性和外围二极管续流电路,它无需外加散热片,外围电路简单,只需外接电源滤波电容就可以直接驱动电机23,利于减小系统尺寸。对于PWM信号,高达100 kHz的频率相比以上2款芯片的5 kHz和40 kHz也具有非常大的优势。
通过超声波传感器28感应,结构小车实现智能躲避障碍物。超声波传感器28穿过鹰头装饰物的鹰眼发出超声波探测前进方向的障碍物,超声波遇到障碍物时反射,当超声波传感器28接收到反射信号后对反射信号进行处理,然后发送到主板上,进而控制结构小车避开障碍物。
通过蓝牙通讯模块27通讯,结构小车实现与外部设备连接,蓝牙通讯模块27接收或发送数据与外部设备连接,对结构小车进行控制和通讯。蓝牙通信模块采用 CC2541 芯片, 配置 256Kb 空间, 遵循V4.0 BLE 蓝牙规范,支持AT指令 ,用户可根据需要更改串口波特率、设备名称、配对密码等参数,使用灵活,支持主从模式。对外提供串口,用户使用不需要了解蓝牙协议,只需要用串口发送出数据,蓝牙模块收到后会转化成蓝牙协议并通过无线的方式发送出去。可以通过手机上的小车智能APP,对小车进行控制和通信。参与者用手机控制各自的智能小车,在场景地图中,进行迷宫,竞赛和娱乐。
本优选实施例中的智能感应模块26包括红外巡线传感器和光敏传感器中的其中一种,即爱好者可根据不同的功能要求,在智能感应模块26上安装红外巡线传感器或光敏传感器,进而完成不同功能操作要求。
对于智能感应模块26为红外巡线传感器时,结构小车实现智能寻找迷宫路线。红外巡线传感器通过发送红外线巡线,对红外线巡线过程中反馈的数据信息进行处理,并发送到主板上,进而控制结构小车行走路线。利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射强度的特点,在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光,当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射,反射光被装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,小车上的接收管接收不到红外光。将黑色电胶布在白纸上贴出不同的路径、迷宫、情景,让小车沿着路径行走。
对于智能感应模块26为光敏传感器时,结构小车实现智能巡光运动。光敏传感器通过光电效应,采集手电筒的光强度,来判断手电筒所指的方向,将采集的数据进行处理后发送到主板上,进而控制结构小车进行相应的运动;或在较暗的环境下,寻找蜡烛的方向,进行运动。
上述超声波传感器28、红外巡线传感器和光敏传感器均有独立的单片机芯片,在自适应算法的控制下,对采集到的数据进行处理,输出稳定的数据,抗干扰性好。爱好者可以直接使用处理过的数据,进行逻辑编程学习即可。其中,主板与超声波传感器28、红外巡线传感器或光敏传感器的连接采用RJ12的6芯电话线接口,即可作为外围IO接口,也可作通信接口。这样的接口可以使得接线统一,方便明了。
本实施例中,将球形结构小车呈模块化设计,且模块与模块之间通过旋钉和旋母配合连接,即电机框22与主板盒21、电机框22与支撑板25、支撑板25与智能感应模块26之间通过旋钉和旋母紧固连接。这种连接方式简单,便于拆装,便于更换模块。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对本实用新型保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,均属本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种球形结构小车,其特征在于包括:车轮(1)以及车体(2);
所述车轮(1)包括分别位于车体(2)两侧的主动轮(11)和位于车体(2)后方的万向轮(12);
所述车体(2)包括主板、用于放置主板的主板盒(21)、位于主板盒(21)底部的电机框(22)以及内置于电机框(22)的电机(23);
所述电机(23)设置在电机框(22)内的两侧边,分别与车体(2)两侧的主动轮(11)连接;电机框(22)内还设有电池盒(24),电池盒(24)内放置用于提供电源的电池,电池盒(24)位于两侧电机(23)之间;
所述电机框(22)前方设有沿水平方向延伸的支撑板(25),该支撑板(25)上设有智能感应模块(26);
所述主板分别与电机(23)、智能感应模块(26)连接。
2.根据权利要求1所述的球形结构小车,其特征在于:所述车体(2)还包括蓝牙通讯模块(27)和超声波传感器(28);蓝牙通讯模块(27)与主板连接,进而使主板与外部设备通讯;超声波传感器(28)与主板连接,进而使主板智能避障。
3.根据权利要求1所述的球形结构小车,其特征在于:所述主板盒(21)呈抽屉式设计,主板盒(21)中的抽屉放置主板;主板盒(21)外部设有用于显示电源电量的LED显示灯和电源开关。
4.根据权利要求2所述的球形结构小车,其特征在于:所述电机框(22)呈前后开口的四面体结构,电机框(22)前端开口的位置设有呈“L”形的前端转接台(221)和鹰头装饰物(29),超声波传感器(28)安装在前端转接台(221)上,鹰头装饰物(29)上的鹰眼套在超声波传感器(28)上;电机框(22)后端开口的位置设有后端转接台(222),该后端转接台(222)也呈“L”形结构,蓝牙通讯模块(27)安装在该后端转接台(222)上。
5.根据权利要求1所述的球形结构小车,其特征在于:所述智能感应模块(26)包括红外巡线传感器和光敏传感器中的其中一种。
6.根据权利要求1所述的球形结构小车,其特征在于:所述万向轮(12)包括万向轮固定板(121)、轮脚(122)以及位于轮脚(122)底部的钢珠(123),万向轮固定板(121)将轮脚(122)固定在车体(2)上。
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CN109533748A (zh) * 2018-09-05 2019-03-29 徐州万科标识系统工程有限公司 滚筒式信包箱

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