CN208436395U - 一种平衡车玩具机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平衡车玩具机器人，包括机器人本体和平衡车体，机器人本体设置在平衡车体上，其特征在于：所述平衡车体的底部设有通孔；所述平衡车体内部还设有支撑机构，支撑机构包括支撑件和驱动支撑件从通孔伸出、收回的支撑驱动装置，支撑件与支撑驱动装置的动力输出端相连接；支撑驱动装置的信号控制端与所述平衡车体的控制模块电连接。这种平衡车玩具机器人能够在停止行动时保持平稳的竖直状态，防止机器人发生倾倒。

Description

一种平衡车玩具机器人

技术领域

本实用新型涉及一种玩具机器人，尤其涉及一种平衡车玩具机器人。

背景技术

平衡车是目前比较流行的一种代步工具，是通过动态平衡原理建立动态稳定的状态进行移动的。平衡车通常设有电源模块、控制模块和驱动模块，电源模块对控制模块和驱动模块供电，控制模块一般由单片机（或CPU）和姿态传感器（通常采用精密固态陀螺仪）组成，姿态传感器判断车身所处的状态并反馈给单片机，单片机发送相应的控制信号给驱动模块，控制车轮达到整个平衡车保持平衡。

目前有些玩具厂商利用平衡车原理设计了出一种平衡车玩具机器人，这种平衡车玩具机器人的机器人本体安装在平衡车体上，通过平衡车体进行移动，达到机器人本体移动的目的，提高少年儿童在玩耍玩具机器人时的乐趣，也能让少年儿童了解平衡车的基本知识。但是，现有的平衡车玩具机器人在停止运行时，由于其内部的控制模块停止运行，驱动模块也停止运行，而机器人本体由于惯性仍保持向前的运动趋势，从而是整个平衡车玩具机器人无法保持平衡状态而向前倾倒。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种平衡车玩具机器人，这种平衡车玩具机器人能够在停止行动时保持平稳的竖直状态，防止机器人发生倾倒。采用的技术方案如下：

一种平衡车玩具机器人，包括机器人本体和平衡车体，机器人本体设置在平衡车体上，其特征在于：所述平衡车体的底部设有通孔；所述平衡车体内部还设有支撑机构，支撑机构包括支撑件和驱动支撑件从通孔伸出、收回的支撑驱动装置，支撑件与支撑驱动装置的动力输出端相连接；支撑驱动装置的信号控制端与所述平衡车体的控制模块电连接。

上述平衡车体通常设有左、右两个车轮，平衡车体内部相应的设有驱动车轮转动的驱动装置（通常采用伺服电机）。上述平衡车体的控制模块通常由单片机（或CPU）和姿态传感器以及相关的控制电路组成，姿态传感器可采用陀螺仪或其他现有的姿态传感器。上述平衡车体的内部通常还设有电源模块，由小型蓄电池及相关电路组成。

在平衡车体内部增设支撑机构，当机器人处于行动状态时，支撑件处在平衡车体中；当平衡车体从行动状态转变成停止状态时，控制模块发送相应的控制信号，支撑驱动装置驱动支撑件从平衡车体底部的通孔中向下伸出并与地面接触，加大机器人与地面的摩擦力，防止机器人向前倾倒，从而支撑整个机器人呈平稳的竖直状态；而当机器人从停止状态转变成行动状态时，控制模块也发送相应的控制信号，支撑驱动装置驱动支撑件收起回到平衡车体内部，确保机器人正常行动。

作为本实用新型的优选方案，所述平衡车体的两侧分别设有左车轮和右车轮，平衡车体内部设有电源模块、控制模块、左轮驱动电机和右轮驱动电机，控制模块、左轮驱动电机和右轮驱动电机均与电源模块电连接，左轮驱动电机的信号控制端和右轮驱动电机的信号控制端均与控制模块电连接，左车轮与左轮驱动电机的输出轴传动连接，右车轮与右轮驱动电机的输出轴传动连接。平衡车体的驱动采用左右两个车轮独立驱动的方式，使平衡车体在转弯时能够更好的调整平衡。

作为本实用新型进一步的优选方案，所述支撑驱动装置包括支撑驱动电机、齿轮和齿条，所述支撑件为一沿竖直方向设置的支撑板；支撑驱动电机设置在所述平衡车体的底部并与所述电源模块电连接，齿轮与支撑驱动电机的输出轴传动连接，齿条竖直设置在支撑板上，齿条与齿轮相啮合。支撑驱动电机驱动齿轮转动，使齿条上下移动，从而带动支撑板上下移动。由于机器人在行动时只需支撑板离开地面，齿轮只需要转过少数齿目即可使支撑板离开地面，加上机器人的平衡车体内空间较小，使用齿轮和齿条相配合的结构可以节省齿条的长度。

作为本实用新型进一步的另一种优选方案，所述支撑驱动装置包括支撑驱动电机、齿轮、齿条、第一连接块、第二连接块和复位弹簧，所述支撑件为一沿竖直方向设置的支撑板；支撑驱动电机设置在所述平衡车体的底部并与所述电源模块电连接，齿轮与支撑驱动电机的输出轴传动连接，齿条水平设置并与齿轮相啮合；第一连接块与齿条固定连接，第二连接块与支撑板固定连接，第一连接块和第二连接块相对设置并且相匹配；复位弹簧的一端与第二连接块的底部连接，复位弹簧的另一端连接在所述平衡车体内部的底面上；支撑板上设有条形导向孔，左轮驱动电机或右轮驱动电机的输出轴穿过条形导向孔，条形导向孔的宽度与左轮驱动电机或右轮驱动电机的输出轴相匹配。支撑驱动电机驱动齿轮带动齿条，使第一连接块向第二连接块移动；当第一连接块与第二连接块接触配合并继续移动之后，由于受到条形导向孔和左/右轮驱动电机输出轴的导向作用，支撑板向下移动并压缩复位弹簧，同时支撑板从平衡车体底部的通孔伸出；而当需要支撑板收起时，第一连接块远离第二连接块移动，在复位弹簧的弹力作用和条形导向孔的导向下，支撑板向上移动复位。

为了提高支撑板的支撑效果，在上述两种进一步的优选方案中，支撑板的底部均可以设置至少两个支撑脚。

作为本实用新型更进一步的优选方案，所述第一连接块设有第一斜面，第一斜面由靠近所述第二连接块的一侧向远离所述第二连接块的一侧倾斜，第一斜面末端设有第一平面；所述第二连接块设有第二斜面，第二斜面由远离所述第一连接块的一侧向靠近所述第一连接块的一侧倾斜，第二斜面的末端设有第二平面；第一斜面与第二斜面相匹配，第一平面与第二平面相匹配。在第一连接块向第二连接块移动的过程中，第一斜面逐渐靠近第二斜面并相接触，使得支撑板向下移动；当第一斜面与第二斜面完全接触、第一平面与第二平面完全接触时，支撑板下降到最低位置。当然，第一连接块和第二连接块也可以采用其他设计方式，只要第一连接块能够使第二连接块向下移动即可，比如第一连接块上设有压轮，第二连接块上设有斜面，当第一连接块靠近第二连接块时，压轮压住第二连接块上的斜面，使第二连接块在条形导向孔的导向下向下移动。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

本实用新型平衡车玩具机器人在平衡车体内部增设支撑机构，当机器人处于行动状态时，支撑件处在平衡车体中；当平衡车体从行动状态转变成停止状态时，控制模块发送相应的控制信号，支撑驱动装置驱动支撑件从平衡车体底部的通孔中向下伸出并与地面接触，加大机器人与地面的摩擦力，防止机器人向前倾倒，从而支撑整个机器人呈平稳的竖直状态；而当机器人从停止状态转变成行动状态时，控制模块也发送相应的控制信号，支撑驱动装置驱动支撑件收起回到平衡车体内部，确保机器人正常行动。

附图说明

图1为本实用新型优选实施方式实施例一的结构示意简图；

图2为本实用新型优选实施方式实施例一的逻辑示意简图；

图3为图1中支撑机构的结构示意图；

图4为图3中沿A向的侧视图；

图5为本实用新型优选实施方式实施例二中支撑机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本实用新型的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

如图1至图4所示，一种平衡车玩具机器人，包括机器人本体1和平衡车体2，机器人本体1设置在平衡车体2上，平衡车体2的两侧分别设有左车轮301和右车轮302；平衡车体2内部设有电源模块（图中未标示）、控制模块4、左轮驱动电机501、右轮驱动电机502和支撑机构6，电源模块由小型蓄电池及相关电路组成，控制模块4通常由单片机和姿态传感器以及相关的控制电路组成，控制模块4、左轮驱动电机501和右轮驱动电机502均与电源模块电连接，左轮驱动电机501的信号控制端和右轮驱动电机502的信号控制端均与控制模块4电连接；左车轮301与左轮驱动电机501的输出轴传动连接，右车轮302与右轮驱动电机502的输出轴传动连接；平衡车体2的底部设有通孔7；支撑机构6包括支撑件601、支撑驱动电机602、齿轮603、齿条604、第一连接块605、第二连接块606和复位弹簧607；支撑件601为一沿竖直方向设置的支撑板，支撑板带有两个支撑脚；支撑驱动电机602设置在平衡车体2的底部并与电源模块电连接，支撑驱动电机602的信号控制端与平衡车体2的控制模块4电连接；齿轮603与支撑驱动电机602的输出轴传动连接，齿条604水平设置并与齿轮603相啮合；第一连接块605与齿条604固定连接，第二连接块606与支撑板固定连接；第一连接块605和第二连接块606相对设置，第一连接块605设有第一斜面6051，第一斜面6051由靠近第二连接块606的一侧向远离第二连接块606的一侧倾斜，第一斜面6051末端设有第一平面6052，第二连接块606设有第二斜面6061，第二斜面6061由远离第一连接块605的一侧向靠近第一连接块605的一侧倾斜，第二斜面6061的末端设有第二平面6062，第一斜面6051与第二斜面6061相匹配，第一平面6052与第二平面6062相匹配；复位弹簧607的一端与第二连接块606的底部连接，复位弹簧607的另一端连接在平衡车体2内部的底面上；支撑板上设有条形导向孔608，左轮驱动电机501的输出轴5011穿过条形导向孔608，条形导向孔608的宽度与左轮驱动电机501的输出轴5011相匹配。

本实用新型平衡车玩具机器人在平衡车体2内部增设支撑机构6，当机器人处于行动状态时，支撑板601处在平衡车体2中；当平衡车体2从行动状态转变成停止状态时，控制模块4发送相应的控制信号，支撑驱动电机602驱动齿轮603带动齿条604，使第一连接块605向第二连接块606移动；当第一连接块605与第二连接块606接触配合并继续移动之后，由于受到条形导向孔608和左轮驱动电机输出轴5011的导向作用，支撑板601向下移动并压缩复位弹簧607，同时支撑板601从平衡车体2底部的通孔7伸出并与地面接触，加大机器人与地面的摩擦力，防止机器人向前倾倒，从而支撑整个机器人呈平稳的竖直状态；而当机器人从停止状态转变成行动状态时，控制模块4也发送相应的控制信号，第一连接块605远离第二连接块606移动，在复位弹簧607的弹力作用和条形导向孔608的导向下，支撑板601向上移动复位收起回到平衡车体2内部，确保机器人正常行动。

实施例二

如图5所示，在其他部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：支撑机构6’包括支撑件601’、支撑驱动电机602’、齿轮603’和齿条604’，支撑件601’为一沿竖直方向设置的支撑板，支撑驱动电机602’设置在平衡车体2’的底部，齿轮603’与支撑驱动电机602’的输出轴6021’传动连接，齿条604’竖直设置在支撑板上，齿条604’与齿轮603’相啮合。支撑驱动电机602’驱动齿轮603’转动，使齿条604’上下移动，从而带动支撑板上下移动。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种平衡车玩具机器人，包括机器人本体和平衡车体，机器人本体设置在平衡车体上，其特征在于：所述平衡车体的底部设有通孔；所述平衡车体内部还设有支撑机构，支撑机构包括支撑件和驱动支撑件从通孔伸出、收回的支撑驱动装置，支撑件与支撑驱动装置的动力输出端相连接；支撑驱动装置的信号控制端与所述平衡车体的控制模块电连接。

2.按照权利要求1所述的平衡车玩具机器人，其特征在于：所述平衡车体的两侧分别设有左车轮和右车轮，平衡车体内部设有控制模块、左轮驱动电机和右轮驱动电机，控制模块、左轮驱动电机和右轮驱动电机均与电源模块电连接，左轮驱动电机的信号控制端和右轮驱动电机的信号控制端均与控制模块电连接，左车轮与左轮驱动电机的输出轴传动连接，右车轮与右轮驱动电机的输出轴传动连接。

3.按照权利要求2所述的平衡车玩具机器人，其特征在于：所述支撑驱动装置包括支撑驱动电机、齿轮和齿条，所述支撑件为一沿竖直方向设置的支撑板；支撑驱动电机设置在所述平衡车体的底部，齿轮与支撑驱动电机的输出轴传动连接，齿条竖直设置在支撑板上，齿条与齿轮相啮合。

4.按照权利要求2所述的平衡车玩具机器人，其特征在于：所述支撑驱动装置包括支撑驱动电机、齿轮、齿条、第一连接块、第二连接块和复位弹簧，所述支撑件为一沿竖直方向设置的支撑板；支撑驱动电机设置在所述平衡车体的底部并与所述电源模块电连接，齿轮与支撑驱动电机的输出轴传动连接，齿条水平设置并与齿轮相啮合；第一连接块与齿条固定连接，第二连接块与支撑板固定连接，第一连接块和第二连接块相对设置并且相匹配；复位弹簧的一端与第二连接块的底部连接，复位弹簧的另一端连接在所述平衡车体内部的底面上；支撑板上设有条形导向孔，左轮驱动电机或右轮驱动电机的输出轴穿过条形导向孔，条形导向孔的宽度与左轮驱动电机或右轮驱动电机的输出轴相匹配。

5.按照权利要求3所述的平衡车玩具机器人，其特征在于：所述第一连接块设有第一斜面，第一斜面由靠近所述第二连接块的一侧向远离所述第二连接块的一侧倾斜，第一斜面末端设有第一平面；所述第二连接块设有第二斜面，第二斜面由远离所述第一连接块的一侧向靠近所述第一连接块的一侧倾斜，第二斜面的末端设有第二平面；第一斜面与第二斜面相匹配，第一平面与第二平面相匹配。