自动跟随滚动球的制作方法

本发明涉及的自动跟随滚动球，更确切地说，本发明涉及的是一种能够自动测量与目标物体的距离并可以实时跟随的玩具球。

背景技术：

自动跟随可提供运动目标的空间定位、姿态、结构行为和性能，是运动目标的多功能和高精度的跟踪和测量手段，自动跟随由位置传感器、信号处理系统、伺服系统和跟踪架等部分组成。自动跟随装置能够根据目标物体所发出的信号强度测量出与目标物体的距离并且实现跟踪。

采用自动跟随控技术能够：

1.使得跟随球人性化；

2.有助于提高跟随球的可操控性；

目前国内外儿童玩具多数只能实现人为地遥控，该类玩具要求儿童有一定的操作能力或者只能在成年人的陪同下使用，并且运动角度不够灵活。目前遥控或跟随玩具大都是遥控车子、遥控飞行器，类型比较单一，并且容易碰撞损坏。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服了现有玩具存在灵活性差、自动跟踪能力差与抗碰撞能力差的问题，提供了一种自动跟随滚动球。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

本发明所述自动跟随滚动球包括一个球形壳体、两个驱动轮套、两个驱动轮毂、两个从动齿盘、两个驱动轮轴、两个驱动轮架、两个传动齿轮、两个传动轴、两个电动机从动齿轮、两个电动机齿轮、两个电动机、两个传动轴支架、一个控制单元、两个辅助轮架、两个辅助轮轴、两个辅助轮毂、两个辅助轮套、一个支撑轮、一个支撑轮架、一个支撑杆，其特征在于：

支撑轮、驱动轮套和辅助轮套都与球形外壳直接接触，驱动轮套套在驱动轮毂上，辅助轮套套在辅助轮毂上，驱动轮毂与驱动轮轴通过花键固定连接，从动齿盘与驱动轮轴通过花键固定连接，驱动轮架与驱动轮轴转动连接，从动齿盘与传动齿轮相啮合，传动齿轮固定在传动轴上，传动轴两端分别与传动轴支架、驱动轮架转动连接，电动机从动齿轮固定在传动轴上，电动机从动齿轮与电动机齿轮相啮合，电动机固定在机架上，控制单元固定在机架上，支撑杆固定在机架上，支撑杆与支撑轮架可以同轴线转动。

自动跟随滚动球，其特征在于，所述的球形外壳为中空球形结构件，驱动轮套、辅助轮套以及支撑轮与内球壳相接触，驱动轮转动带动球形外壳运动。

自动跟随滚动球，其特征在于，所述的驱动轮套与驱动轮毂固定连接，驱动轮毂与驱动轮轴有相同的回转轴线驱动轮毂与驱动轮轴固定连接，驱动轮轴与从动齿盘有相同的回转轴线，驱动轮轴与从动齿盘固定连接。

自动跟随滚动球，其特征在于，所述的从动齿盘与传动齿轮相啮合，传动齿轮与传动轴有相同的回转轴线，传动齿轮与传动轴固定连接，电动机从动齿轮与电动机齿轮相啮合，电动机固定在机架上。

自动跟随滚动球，其特征在于，所述的控制单元包括电源、单片机、无线收发器、驱动电路和电动机，跟随卡包括电源、单片机和无线收发器，玩具球内无限收发器发出WiFi信号，跟随卡无线收发器接受信号，根据两接收器的测距值通过定位算法获知被跟踪目标的相对方位，进而通过单片机控制驱动电路驱动电机实现跟随。跟随方位的控制通过控制两驱动轮的转速比实现。

与现有玩具相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的自动跟随玩具球通过在球体内加装射频信号的检测装置，实现自动跟踪，更加人性化。

2.本发明所述的自动跟随玩具球因为采用了球形外壳，使得玩具球可以沿任意方向滚动，更加灵活，具有更强的承受碰撞能力。

3.本发明所述的自动跟随玩具球自动跟踪不要求使用者有操作能力，能够自动跟随。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的自动跟随滚动球结构组成俯视图上的全剖视图；

图2是本发明所述的自动跟随滚动球主视图的投影视图；

图3是本发明所述的自动跟随滚动球驱动轮装配主视图；

图4是本发明所述的自动跟随滚动球的辅助轮装配剖视图

图5是本发明所述的自动跟随滚动球的从动齿盘主视图；

图6是本发明所述的自动跟随滚动球的传动齿轮主视图；

图7是本发明所述的自动跟随滚动球的电动机齿轮的主视图；

图8-a是本发明所述的自动跟随滚动球所采用的电动机从动齿轮的主视图；

图8-b是本发明所述的自动跟随滚动球所采用的电动机从动齿轮的侧视图；

图9-a是本发明所述的自动跟随滚动球所采用的驱动端轮架主视图；

图9-b是本发明所述的自动跟随滚动球所采用的驱动端轮架侧视图；

图10是本发明所述的自动跟随滚动球所采用的跟随系统结构图；

图11是本发明所述的自动跟随滚动球所采用的跟随卡系统结构图；

图中：1.球形壳体，2.驱动轮套，3.驱动轮毂，4.从动齿盘，5.驱动轮轴，6.驱动轮架,7传动齿轮,8.传动轴，9.电动机从动齿轮，10.电动机齿轮，11.电动机，12.传动轴支架，13.控制单元，14.辅助轮架，15.辅助轮轴，16.辅助轮毂，17.辅助轮套，18.支撑轮，19.支撑轮架，20.支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，本发明所述的自动跟随滚动球包括球形壳体1、驱动轮套2、驱动轮毂3、从动齿盘4、驱动轮轴5、驱动轮架6、传动齿轮7、传动轴8、电动机从动齿轮9、电动机齿轮10、电动机11、传动轴支架12、控制单元13、辅助轮架14、辅助轮轴15、辅助轮毂16、辅助轮套17、支撑轮18、支撑轮架19与支撑杆20。

参阅图1与图2，将玩具球分割成球形外壳1、驱动装置和支撑结构三个部分，驱动装置有四个轮子两个驱动轮两个辅助轮，驱动部分电动机11输出动力由电动机齿轮10及电动机从动齿轮9组成的齿轮副传递给传动轴8，动力经传动轴8传递到驱动齿轮7，再传至从动齿盘4从而带动驱动轮轴5转动，驱动齿轮轴5、驱动轮(包括驱动轮毂3和驱动轮套2)和从动齿盘相对固定，驱动轮轴5与驱动轮架之间是转动副连接，另一端是辅助轮架15及辅助轮(包括辅助轮毂16和辅助轮套17)，支撑结构由支撑轮18、支撑轮架19和支撑杆20组成，。

参阅图1、图3与图4，所述的驱动轮轴5与驱动轮毂3之间通、驱动轮轴5与从动齿盘4之间通过花键相对固定，传动轴8安装在传动轴支架12和驱动轮架6上，传动轴8与传动轴支架12、驱动轮架6形成转动副。

参阅图1、图5与图6，从动齿盘4与传动齿轮7啮合，通过从动齿盘4改变了动力传递的方向，从动齿盘4与驱动轮轴5以花键连接，相对固定。

参阅图7、图8-a与图8-b，电动机的动力由电动机齿轮10与电动机从动齿轮9组成齿轮副输出。

参阅图9-a与图9-b，驱动轮架6与传动轴支架12固定连接，驱动轮架6与传动轴8组成转动副。

参阅图1，两个电动机均由控制单元控制。

参阅图10与图11，跟随系统以单片机为核心还包括无线收发器、电源、驱动模块和两个电动机，跟随卡主要由电源、单片机和无线收发器组成。

自动跟随滚动球的工作原理：

参阅图1，自动跟随滚动球有两个驱动轮两个辅助轮，驱动轮通过转动带动球形外壳的滚动实现玩具球的移动，驱动轮(包括驱动轮毂3和驱动轮套2括)和辅助轮(包括辅助轮毂16和辅助轮套17)控制一个方向，另一对轮控制与之垂直的方向，两组轮同时转动通过转速分配可以实现向任意方向滚动，支撑轮起到支撑作用，防止驱动装置侧翻。

参阅图1、图10与图11，当玩具球与跟随卡的距离超出预设距离，玩具球无线收发器发出无线信号跟随卡收到信号后发出wifi信号玩具球无线收发器接受信号，根据两接收器的测距值通过定位算法获知被跟踪目标的相对方位，进而通过单片机控制驱动电路驱动电机实现跟随。跟随方位的控制通过控制两驱动轮的转速比实现。