CN205679960U - 一种独轮自平衡智能教育机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种独轮自平衡智能教育机器人,既能自身独轮平衡站立，还能实现寻径、超声波测距、摆动手臂、语音等功能。控制模块用于接收来自控制端的控制指令、来自超声波模块的距离数据、来自陀螺仪模块的姿态数据、来自线性CCD模块的数组、来自编码器模块I的转速数据I和来自编码器模块II的转速数据II，也用于发送文字数据给液晶驱动模块、发送语音数据给语音模块、发送挥动指令给舵机、发送驱动信号I给光耦隔离模块I和发送驱动信号II给光耦隔离模块II。控制模块接受来自陀螺仪模块的数据，配合两个编码器模块以及减速电机，通过算法实现独轮平衡，同时通过线性CCD模块和超声波模块实现自动寻径和探测障碍物。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能控制系统，更具体的说是一种独轮自平衡智能教育机器人。
背景技术
随着经济的高速发展，在现代的社会当中，人们已经不在满足于传统的教学方式，“创新”这个词伴随时代产生且逐渐成为社会发展主流，在日常生活、学习、生产都能见到其影响。将“创新”融入到教学当中不仅仅只代表着填鸭式的读和写，更需要人们通过实际体验并动手去做才能感受到，因此传统的教学器具已经无法满足人们培养创新意识、锻炼动手能力的要求，需要一个更加智能化且便于接受的实物来满足这些要求。
发明内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种独轮自平衡智能教育机器人，既能自身独轮平衡站立，而且可以通过控制端控制移动，还能实现寻径、超声波测距、摆动手臂、语音等功能。
为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种智能控制系统，更具体的说是一种独轮自平衡智能教育机器人，包括电池、降压模块、控制端、蓝牙模块、超声波模块、陀螺仪模块、线性CCD模块、编码器模块I、编码器模块II、控制模块、液晶屏驱动模块、液晶屏、语音模块、扬声器、舵机、光耦隔离模块I、电机驱动模块I、减速电机I、光耦隔离模块II、电机驱动模块II、减速电机II，既能自身独轮平衡站立，而且可以通过控制端控制移动，还能实现寻径、超声波测距、摆动手臂、语音等功能。
电池输出端与降压模块输入端相连接；降压模块输出端与控制模块输入端相连接；控制端与蓝牙模块通过无线通信方式相连接；蓝牙模块输出端与控制模块输入端相连接；超声波模块输出端与控制模块输入端相连接；陀螺仪模块输出端与控制模块输入端相连接；线性CCD模块输出端与控制模块输入端相连接；编码器模块I输出端与控制模块输入端相连接；编码器模块II输出端与控制模块输入端相连接；控制模块的输出端分别与液晶屏驱动模块输入端、语音模块输入端、舵机输入端、光耦隔离模块I输入端和光耦隔离模块II输入端相连接；液晶屏驱动模块输出端与液晶屏输入端相连接；语音模块输出端与扬声器输入端相连接；光耦隔离模块I输出端与电机驱动模块I输入端相连接；电机驱动模块I输出端与减速电机I输入端相连接；光耦隔离模块II输出端与电机驱动模块I输入端相连接；电机驱动模块II输出端与减速电机II输入端相连接。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人所述的控制端采用的是智能手机或平板电脑。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人所述的降压模块采用的是降压芯片型号为ASM1117-5.0的降压模块。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人所述的液晶屏采用的是SPI通信方式、尺寸为0.96寸的OLED液晶屏。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人所述的控制模块采用的是开源硬件Arduino，其型号为promini。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人所述的语音模块采用的是WT588D语音模块。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人所述的电机驱动模块I和电机驱动模块II采用的是驱动芯片型号为L298N的电机驱动模块。
本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人的有益效果为：
a.本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人采用锂电池供电，可反复充电使用；
b.本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人能够利用人们日常使用的手机和平板作为控制端进行控制，无需配置其它开启设备；
c.本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人可以利用陀螺仪模块收集姿态数据、由控制模块处理自动平衡维稳；
d.本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人可以与控制端互动，通过蓝牙控制；
e.本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人可以通过线性CCD模块在智能小车用跑道上自动寻径移动。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人的系统框图。
图2为本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人的控制模块最小系统电路原理图。
图3为本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人的电源降压模块原理图。
图4为本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人的编码器模块I和编码器模块II的红外对管电路原理图。
图5为本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人的语音模块电路原理图。
具体实施方式
在图1、图2、图3、图4、图5中：本实用新型涉及一种智能控制系统，更具体的说是一种独轮自平衡智能教育机器人，包括电池、降压模块、控制端、蓝牙模块、超声波模块、陀螺仪模块、线性CCD模块、编码器模块I、编码器模块II、控制模块、液晶屏驱动模块、液晶屏、语音模块、扬声器、舵机、光耦隔离模块I、电机驱动模块I、减速电机I、光耦隔离模块II、电机驱动模块II、减速电机II，既能自身独轮平衡站立，而且可以通过控制端控制移动，还能实现寻径、超声波测距、摆动手臂、语音等功能。
电池输出端与降压模块输入端相连接，用于为整个系统供电；降压模块输出端与控制模块输入端相连接，用于为系统提供稳定的电压；控制端与蓝牙模块通过无线通信方式相连接，用于发送控制指令给控制模块，也用于查看来自控制模块的反馈数据；蓝牙模块输出端与控制模块输入端相连接，用于接收来自控制端的控制指令并传输给控制模块；超声波模块输出端与控制模块输入端相连接，用于收集机器人与障碍物之间的距离数据并传输给控制模块；陀螺仪模块输出端与控制模块输入端相连接，用于收集机器人的四元数和加速度等姿态数据并传输给控制模块；线性CCD模块输出端与控制模块输入端相连接，用于扫描机器人所行驶的道路状态并转化为数组传输给控制模块；编码器模块I输出端与控制模块输入端相连接，用于收集控制机器人前进的电机的转速数据I并传输给控制模块；编码器模块II输出端与控制模块输入端相连接，用于收集控制机器人左右平衡的电机的转速数据II并传输给控制模块；控制模块的输出端分别与液晶屏驱动模块输入端、语音模块输入端、舵机输入端、光耦隔离模块I输入端和光耦隔离模块II输入端相连接，用于接收来自控制端的控制指令、来自超声波模块的的距离数据、来自陀螺仪模块的姿态数据、来自线性CCD模块的数组、来自编码器模块I的转速数据I和来自编码器模块II的转速数据II，也用于发送文字数据给液晶驱动模块、发送语音数据给语音模块、发送挥动指令给舵机、发送驱动信号I给光耦隔离模块I和发送驱动信号II给光耦隔离模块II；液晶屏驱动模块输出端与液晶屏输入端相连接，用于接收来自控制模块文字数据并驱动液晶屏正常工作；液晶屏用于显示来自控制模块的文字数据；语音模块输出端与扬声器输入端相连接，用于接收来自控制模块的语音数据并驱动扬声器工作；扬声器用于播放语音；舵机模块用于接收挥动指令并执行挥动动作；光耦隔离模块I输出端与电机驱动模块I输入端相连接，用于保护控制模块，防止因电机驱动模块短路等问题导致电流过大烧毁控制模块或造成干扰；电机驱动模块I输出端与减速电机I输入端相连接，用于接收来自控制模块的驱动信号I并驱动减速电机正常工作；减速电机I用于为机器人提供前后动力；光耦隔离模块II输出端与电机驱动模块I输入端相连接，用于保护控制模块，防止因电机驱动模块短路等问题导致电流过大烧毁控制模块或造成干扰；电机驱动模块II输出端与减速电机II输入端相连接，用于接收来自控制模块的驱动信号II并驱动减速电机正常工作；减速电机II用于为机器人提供左右平衡动力。
所述的控制端采用的是智能手机或平板电脑。
所述的降压模块采用的是降压芯片型号为ASM1117-5.0的降压模块。
所述的液晶屏采用的是SPI通信方式、尺寸为0.96寸的OLED液晶屏。
所述的控制模块采用的是开源硬件Arduino，其型号为promini。
所述的语音模块采用的是WT588D语音模块。
所述的电机驱动模块I和电机驱动模块II采用的是驱动芯片型号为L298N的电机驱动模块。
本实用新型一种独轮自平衡智能教育机器人的工作原理为：控制端用于发送控制指令给控制模块，也用于查看来自控制模块的反馈数据。蓝牙模块用于接收来自控制端的控制指令并传输给控制模块。超声波模块用于收集机器人与障碍物之间的距离数据并传输给控制模块。陀螺仪模块用于收集机器人的四元数和加速度等姿态数据并传输给控制模块。线性CCD模块用于扫描机器人所行驶的道路状态并转化为数组传输给控制模块。编码器模块I用于收集控制机器人前进的电机的转速数据I并传输给控制模块。编码器模块II用于收集控制机器人左右平衡的电机的转速数据II并传输给控制模块。控制模块用于接收来自控制端的控制指令、来自超声波模块的的距离数据、来自陀螺仪模块的姿态数据、来自线性CCD模块的数组、来自编码器模块I的转速数据I和来自编码器模块II的转速数据II，也用于发送文字数据给液晶驱动模块、发送语音数据给语音模块、发送挥动指令给舵机、发送驱动信号I给光耦隔离模块I和发送驱动信号II给光耦隔离模块II。液晶屏驱动模块用于接收来自控制模块文字数据并驱动液晶屏正常工作。液晶屏用于显示来自控制模块的文字数据。语音模块用于接收来自控制模块的语音数据并驱动扬声器工作。控制模块接受来自陀螺仪模块的数据，配合两个编码器模块以及电机，通过算法实现独轮平衡，同时通过线性CCD模块和超声波模块实现自动寻径和探测障碍物。
当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种独轮自平衡智能教育机器人，包括电池、降压模块、控制端、蓝牙模块、超声波模块、陀螺仪模块、线性CCD模块、编码器模块I、编码器模块II、控制模块、液晶屏驱动模块、液晶屏、语音模块、扬声器、舵机、光耦隔离模块I、电机驱动模块I、减速电机I、光耦隔离模块II、电机驱动模块II、减速电机II，其特征在于：电池输出端与降压模块输入端相连接；降压模块输出端与控制模块输入端相连接；控制端与蓝牙模块通过无线通信方式相连接；蓝牙模块输出端与控制模块输入端相连接；超声波模块输出端与控制模块输入端相连接；陀螺仪模块输出端与控制模块输入端相连接；线性CCD模块输出端与控制模块输入端相连接；编码器模块I输出端与控制模块输入端相连接；编码器模块II输出端与控制模块输入端相连接；控制模块的输出端分别与液晶屏驱动模块输入端、语音模块输入端、舵机输入端、光耦隔离模块I输入端和光耦隔离模块II输入端相连接；液晶屏驱动模块输出端与液晶屏输入端相连接；语音模块输出端与扬声器输入端相连接；光耦隔离模块I输出端与电机驱动模块I输入端相连接；电机驱动模块I输出端与减速电机I输入端相连接；光耦隔离模块II输出端与电机驱动模块I输入端相连接；电机驱动模块II输出端与减速电机II输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种独轮自平衡智能教育机器人，其特征在于：所述的控制端采用的是智能手机或平板电脑。
3.根据权利要求1所述的一种独轮自平衡智能教育机器人，其特征在于：所述的降压模块采用的是降压芯片型号为ASM1117-5.0的降压模块。
4.根据权利要求1所述的一种独轮自平衡智能教育机器人，其特征在于：所述的液晶屏采用的是SPI通信方式、尺寸为0.96寸的OLED液晶屏。
5.根据权利要求1所述的一种独轮自平衡智能教育机器人，其特征在于：所述的控制模块采用的是开源硬件Arduino，其型号为promini。
6.根据权利要求1所述的一种独轮自平衡智能教育机器人，其特征在于：所述的语音模块采用的是WT588D语音模块。
7.根据权利要求1所述的一种独轮自平衡智能教育机器人，其特征在于：所述的电机驱动模块I和电机驱动模块II采用的是驱动芯片型号为L298N的电机驱动模块。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN108230869A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-06-29 | 重庆鲁班机器人技术研究院有限公司 | 教学机器人及教学机器系统 |
| CN108237545A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-07-03 | 重庆鲁班机器人技术研究院有限公司 | 一种教育机器人 |
| CN110216689A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-09-10 | 嘉兴市木星机器人科技有限公司 | 一种教育用可编程的人工智能机器人 |
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2016
- 2016-06-18 CN CN201620609812.0U patent/CN205679960U/zh active Active
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