一种超声波发射装置及自动跟随的平衡车系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及平衡车领域，具体涉及一种超声波发射装置及自动跟随的平衡车系统。
【背景技术】
[0002]平衡车作为一种新型的交通工具，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，通过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达以实现平衡的效果。
[0003]平衡车的自动跟随需要采用定位技术来确定平衡车状态，现有技术一般采用超声波技术进行定位，且超声波收发技术采用的是定方向的收发方式。
[0004]然而，这种超声波收发方式存在当收发不在同一方向，及相互成一定角度时，接收端便接收不到发送过来的超声波信号的问题，从而使得平衡车自动跟随的准确性较低，影响平衡车的使用体验。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种超声波发射装置，能够使得超声波接收装置能在环形的任意角度均能接收到超声波信号，从而提高超声波的接收范围。
[0006]有鉴于此，本发明实施例第一方面提供，可包括:外壳和设于外壳内的超声波发射结构，超声波发射结构包括用于发射超声波的超声波发射头和驱动超声波发射头的驱动组件，相对超声波发射头的发射端还设有扩散器，扩散器的顶点与发射端相对设置。
[0007]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述扩散器为圆锥型扩散器或棱锥型扩散器。
[0008]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，发射端的中心位于圆锥型扩散器或棱锥型扩散器的轴线上。
[0009]结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，扩散器上连接有支架，支架固定于外壳上。
[0010]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，支架为环绕外壳的环形结构支架，支架与扩散器的连接处位于扩散器的侧壁底部。
[0011]结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五方面的第一种可能的实现方式中，环形结构支架与外壳相贴合，环形结构支架内侧设有用于与外壳连接的卡扣。
[0012]结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式、第一方面的第四种可能的实现方式和第一方面的第五种可能的实现方式之中任一种，在第一方面的第六种可能的实现方式中，驱动组件包括电路板，驱动组件还包括用于驱动超声波发射头的驱动模块，驱动模块设于电路板上，电路板上还设有电池。
[0013]结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，电路板上还设有控制超声波发射头的控制开关、用于发出提示的蜂鸣器和用于数据通讯和充电的连接器。
[0014]结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，外壳包括前壳和后壳，前壳上对应控制开关处设有控制控制开关的控制按钮，后壳上对应连接器处设有通孔，后壳上还设有背夹。
[0015]本发明实施例第二方面还提供一种自动跟随的平衡车系统，可包括平衡车本体及定位器，平衡车本体上设有超声波接收装置，定位器上设有前述超声波发射装置。
[0016]从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点:本发明实施例采用在超声波发射头的发射端处设置一个扩散器，并且扩散器的顶点与发射端相对设置，以及扩散器的侧壁厚度大于超声波的波长，从而能够使得从发射端发出的超声波在扩散器的表面发生反射，使得原本定向传播的超声波变为环形方向扩散传播，即将定向传播的超声波变为全向传播的超声波，使得超声波接收装置能在环形的任意角度均能接收到超声波信号，从而提高超声波的接收范围，进而提高平和车自动跟随的准确性，提平衡车的使用体验。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
[0018]图1是本发明实施例中的超声波发射装置的一个实施例图；
[0019]图2是本发明实施例中的超声波发射装置的另一个实施例图；
[0020]图3是本发明实施例中超声波发射装置的另一个实施例的分解图；
[0021]图4是本发明实施例中超声波发射装置的另一个实施例图；
[0022]图5是图4中A-A面的剖视图。
[0023]附图中各部件如下:
[0024]1、外壳，11、前壳，111、控制按钮，12、后壳，121、通孔，122、背夹，2、超声波发射头，
3、驱动组件，31、电路板，32、驱动模块，33、电池，34、控制开关，35、蜂鸣器，36、连接器，4、扩散器，5、支架，51、卡扣。
【具体实施方式】
[0025]本发明实施例提供了一种超声波发射装置，用于使超声波接收装置能在环形的任意角度均能接收到超声波信号，从而提高超声波的接收范围。
[0026]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0027]以下分别进行详细说明。
[0028]本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三…第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
[0029]请参阅图1，图1为本发明实施例的超声波发射装置的一个实施例图，如图1所示，本发明的一个实施例提供一种超声波发射装置，可包括:外壳I和设于外壳I内的超声波发射结构，超声波发射结构包括用于发射超声波的超声波发射头2和驱动超声波发射头2的驱动组件3，相对超声波发射头2的发射端还设有扩散器4，扩散器4的顶点与发射端相对设置。
[0030]本发明实施例采用在超声波发射头2的发射端处设置一个扩散器4，并且扩散器4的顶点与发射端相对设置。优选地，扩散器4的侧壁厚度大于超声波的波长，从而能够使得从发射端发出的超声波在扩散器4的表面发生较好的反射效果，使得原本定向传播的超声波变为环形方向扩散传播，即将定向传播的超声波变为全向传播的超声波，使得超声波接收装置能在环形的任意角度均能接收到超声波信号，从而提高超声波的接收范围，进而提高平和车自动跟随的准确性，提平衡车的使用体验。
[0031]需要说明的是，除上述方案外，本发明实施例还可采用其他进一步方案，请参阅图2，图2为本发明实施例的超声波发射装置的另一个实施例图，如图2所示，本发明的一个实施例提供一种超声波发射装置，在图1所示结构的基础上，扩散器4为圆锥型或棱锥型。
[0032]其中，扩散器4设计为圆锥型或是棱锥型均可，只需要保证定向发射的超声波在圆锥型或是棱锥型的侧面进行反射，从而形成多边形或是圆环呈环状向四周发射即可。
[0033]作为可选的，发射端的中心位于圆锥型扩散器或棱锥型扩散器的轴线上。
[0034]可以看出，发射端的中心设置在圆锥型扩散器或棱锥型扩散器的轴线上时，发射端发出的定向超声波在进行反射并向环状四周发射时，各方向上的超声波发射方向与轴线的夹角均是相同的，即其发生方向与扩散器4的轴截面形状相同，各方向上的超声波的强度也是相同的，更易于准确测量。
[0035]作为可选的，扩散器4上连接有支架5，支架5固定于外壳I上。
[0036]可以理解的是，在本发明实施例中，扩散器4的顶端与发射端相对设置，为了固定扩散器4，可通过在扩散器4上连接一个支架5，该支架5的两端分别与外壳I和扩散器4相连接，从而将扩散器4固定于外壳I上。
[0037]作为可选的，支架5为环绕外壳I的环形结构支架，支架5与扩散器4的连接处位于扩散器4的侧壁底部。
[0038]可以理解的是，支架5设计为环绕外壳I的环形结构支架，并固定于外壳I上，由于支架5与外壳I的接触面积大，且支架5为一体成型，其结构更加牢固，并且该支架5与扩散器4的连接处位于扩散器4的侧