一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶，包括木偶本体（10）、平衡模块、木偶的腿脚模块（11）、电控模块；所述的平衡模块由平衡块（1）、导轨（2）、连杆（3）、支座一（4）、支座二（5）、传动轴（6）、电机一（7）、右限位传感器（8）、左限位传感器（9））组成，通过控制电机二（2.2）使平衡块（1）前、后平移可以实现平衡木偶的前倾、后仰，通过控制电机一（7）使平衡块（1）左右摆动可以实现平衡木偶的左倾、右倾以，联合控制电机一（7）和电机二（2.2）即可实现电动独轮车的前进、后退、左转、右转以及站立。
【专利说明】
一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶
技术领域
[0001]本发明涉及平衡机器人技术领域，特别是一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶装置。
【背景技术】
[0002]当前市面上销售的自平衡电动独轮车简称:电动独轮车，是一种驾驶者站在电动独轮车上才能行走的独轮车，当驾驶者没站在车上时电动独轮车就不能行走，也就是说当前的电动独轮车虽然具有一定的前后平衡能力但不具有左右平衡能力，因此当前的电动独轮车不具有无人自动驾驶功能。当销售电动独轮车给客户演示时一般由人来演示怎么骑，并且需要一定的技巧，特别客户较多时一遍一遍的演示也比较辛苦，对销售人员来说是一种负担。本专利提供的一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶具有左右平衡和自动驾驶功能可以通过遥控代替人进行骑行电动独轮车，大大减轻销售人员演示时的负担;该基于电动独轮车的平移摆动式平衡木偶能够现无人驾驶的自动转向、自动驾驶，具有娱乐功能;如果配合充电插座还可以实现自动充电功能。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是克服现有电动独轮车不能自动行驶的问题，提供一种带有自动平衡功能的能驾驶电动独轮车的平衡木偶。
[0004]为了解决上述问题本发明采用的技术方案是:一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶，包括木偶本体10、平衡模块、木偶的腿脚模块11、电控模块;所述的平衡模块由平衡块1、导轨2、连杆3、支座一4、支座二 5、传动轴6、电机一7、右限位传感器8、左限位传感器9组成，连杆3—端与导轨2滑动连接，连杆3的另一端与传动轴6固定连接;平衡块I套在连杆3上，电机一7的轴与传动轴6固定连接，传动轴6通过支座一4和支座二5固定在木偶本体10上，导轨2固定在木偶本体10上，右限位传感器8、左限位传感器9、电机一 7安装在木偶本体1上并与电控模块电连接。
[0005]本发明采用的进一步技术方案是:所述平衡块I包括:齿轮2.1、齿轮轴2.5、支座三
2.4、电机二2.2、壳体2.6，所述的连杆3上安装有齿条和拖链2.3 ；齿轮2.1安装在齿轮轴2.5上，齿轮轴2.5—端通过支座三2.4固定在壳体2.6上，另一端与电机二 2.2的轴固定连接，壳体2.6套在连杆3上，齿轮2.1与连杆3上的齿条相啮合，电机二2.2的供电电线通过拖链2.3输送。
[0006]本发明采用的进一步技术方案是:所述电控模块包括:控制器14、电池13、充电接口 12、姿态传感器15、无线遥控模块16;无线遥控模块16包括无线接收器和遥控器，所述的控制器14与姿态传感器15、右限位传感器8、左限位传感器9、电机一 7、电机二 2.2、无线遥控模块16的无线接收器、电池13、电连接并固定安装在木偶本体10上;充电接口 12与电池13电连接并固定安装在木偶本体10上、所述的姿态传感器15包括陀螺仪和/或重力加速度传感器，所述遥控器包括无线发射器、屏幕、开机按键、关机按键、站立按键、自动行驶按键、前进按键、后退按键、左转按键、右转按键、加速按键和/或减速按键，所述按键为机械式、触摸式和/或触摸屏;所述无线接收器和无线发射器的无线信号为红外、超声波、蓝牙和/或射频。
[0007]本发明采用的进一步技术方案是:所述控制器14通过以下步骤实现控制功能: 步骤一，初始化检测及设置，包括检测右限位传感器8、左限位传感器9是否正常，检测姿态传感器15的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使电动独轮车平衡站立；
步骤二:等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容；
步骤三:若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器14控制电机二2.2使平衡木偶前倾;若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器14控制电机二2.2使平衡木偶后倾;若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器14控制平衡模块使平衡木偶保持直立;若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器14控制电机一 7使平衡块I向左移动;若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器14控制电机一 7使平衡块I向右移动;若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器14控制电机二2.2增大平衡块I前倾或后倾角度使电动独轮车加速运动;若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器14控制电机二 2.2减小平衡块I前倾或后倾角度使电动独轮车减速运动；若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器14控制电机一7和电机二2.2调节平衡木偶使电动独轮车进行左转，右转，前进，后退然站立动作；
步骤四:检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，表明电动独轮车摔倒，进行报警；
步骤五，继续检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤一，若不正常，表明电动独轮车摔倒，进行报警;返回步骤五。
[0008]本发明具有的有益效果是:本发明通过导轨2、连杆3、支座一4、支座二 5、传动轴6、电机一 7、右限位传感器8、左限位传感器9实现平衡块I左倾、右倾进而实现独轮车的左转、右转以及直行的功能，通过齿轮2.1、齿轮轴2.5、支座三2.4、电机二2.2、壳体2.6实现平衡块I使平衡木偶的重心前倾、后仰、直立进而实现电动独轮车前进、后退以及站立的功能，因而通过控制电机二 2.2使平衡块I前、后平移可以实现平衡木偶的前倾、后仰，通过控制电机一7使平衡块I左右摆动可以实现平衡木偶的左倾、右倾以，联合控制电机一7和电机二2.2即可实现电动独轮车的前进、后退、左转、右转以及站立。通过平衡木偶的腿脚模块使平衡木偶可以固定在电动独轮车上，进而通过电控模块接收遥控器发来的信息并控制平衡模块，实现遥控平衡木偶驾驶电动独轮车的目的。
【附图说明】
[0009]图1是本发明一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶结构示意图。
[0010]图2是本发明一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶的平衡块结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示为一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶结构示意图，包括木偶本体10、平衡模块、木偶的腿脚模块11、电控模块;所述的平衡模块由平衡块1、导轨2、连杆
3、支座一4、支座二5、传动轴6、电机一7、右限位传感器8、左限位传感器9组成，连杆3—端与导轨2滑动连接，连杆3的另一端与传动轴6固定连接;平衡块I套在连杆3上，电机一 7的轴与传动轴6固定连接，传动轴6通过支座一 4和支座二 5固定在木偶本体10上，导轨2固定在木偶本体10上，右限位传感器8、左限位传感器9、电机一7安装在木偶本体10上并与电控模块电连接，木偶的腿脚模块11可以使平衡木偶固定安装在电动独轮车上。
[0012]如图2所示为平衡块I的结构示意图，平衡块I包括:齿轮2.1、齿轮轴2.5、支座三
2.4、电机二2.2、壳体2.6，所述的连杆3上安装有齿条和拖链2.3 ；齿轮2.1安装在齿轮轴2.5上，齿轮轴2.5—端通过支座三2.4固定在壳体2.6，另一端与电机二2.2的轴固定连接，壳体2.6套在连杆3上，齿轮2.1与连杆3上的齿条相啮合，电机二2.2的供电电线通过拖链2.3输送。
[0013]电控模块包括:控制器14、电池13、充电接口12、姿态传感器15、无线遥控模块16 ；无线遥控模块16包括无线接收器和遥控器，所述的控制器14与姿态传感器15、右限位传感器8、左限位传感器9、电机一 7、电机二 2.2、无线遥控模块16的无线接收器、电池13、电连接并固定安装在木偶本体10上;充电接口 12与电池13电连接并固定安装在木偶本体10上、所述的姿态传感器15包括陀螺仪和/或重力加速度传感器，所述遥控器包括无线发射器、屏幕、开机按键、关机按键、站立按键、自动行驶按键、前进按键、后退按键、左转按键、右转按键、加速按键和/或减速按键，所述按键为机械式、触摸式和/或触摸屏;所述无线接收器和无线发射器的无线信号为红外、超声波、蓝牙和/或射频。
[0014]控制器14通过以下步骤实现控制功能:
步骤一，初始化检测及设置，包括检测右限位传感器8、左限位传感器9是否正常，检测姿态传感器15的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使电动独轮车平衡站立；
步骤二:等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容；
步骤三:若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器14控制电机二2.2使平衡木偶前倾;若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器14控制电机二2.2使平衡木偶后倾;若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器14控制平衡模块使平衡木偶保持直立;若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器14控制电机一 7使平衡块I向左移动;若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器14控制电机一 7使平衡块I向右移动;若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器14控制电机二2.2增大平衡块I前倾或后倾角度使电动独轮车加速运动;若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器14控制电机二 2.2减小平衡块I前倾或后倾角度使电动独轮车减速运动；若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器14控制电机一7和电机二2.2调节平衡木偶使电动独轮车进行左转，右转，前进，后退然站立动作；
步骤四:检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，表明电动独轮车摔倒，进行报警；
步骤五，继续检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤一，若不正常，表明电动独轮车摔倒，进行报警;返回步骤五。
[0015]本发明的木偶本体10上还可以带有手臂，手，头;主要是起到装饰作用。
【主权项】
1.一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶，其特征在于:包括木偶本体(10)、平衡模块、木偶的腿脚模块(11)、电控模块;所述的平衡模块由平衡块(I)、导轨(2)、连杆(3)、支座一 (4)、支座二 (5)、传动轴(6)、电机一(7)、右限位传感器(8)、左限位传感器(9)组成，连杆(3)—端与导轨(2)滑动连接，连杆(3)的另一端与传动轴(6)固定连接;平衡块(I)套在连杆(3)上，电机一(7)的轴与传动轴(6)固定连接，传动轴(6)通过支座一(4)和支座二(5)固定在木偶本体(10)上，导轨(2)固定在木偶本体(10)上，右限位传感器(8)、左限位传感器(9 )、电机一 (7 )安装在木偶本体(1 )上并与电控模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶，其特征在于:所述平衡块(I)包括:齿轮(2.1)、齿轮轴(2.5)、支座三(2.4)、电机二(2.2)、壳体(2.6)，所述的连杆(3)上安装有齿条和拖链(2.3);齿轮(2.1)安装在齿轮轴(2.5)上，齿轮轴(2.5)—端通过支座三(2.4)固定在壳体(2.6)上，另一端与电机二(2.2)的轴固定连接，壳体(2.6)套在连杆(3)上，齿轮(2.1)与连杆(3)上的齿条相啮合，电机二(2.2)的供电电线通过拖链(2.3)输送。3.根据权利要求1所述的一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶，其特征在于:所述电控模块包括:控制器(14)、电池(13)、充电接口(12)、姿态传感器(15)、无线遥控模块(16);无线遥控模块(16)包括无线接收器和遥控器，所述的控制器(14)与姿态传感器(15)、右限位传感器(8)、左限位传感器(9)、电机一 (7)、电机二 (2.2)、无线遥控模块(16)的无线接收器、电池(13)、电连接并固定安装在木偶本体(10)上;充电接口(12)与电池(13)电连接并固定安装在木偶本体(10)上、所述的姿态传感器(15)包括陀螺仪和/或重力加速度传感器，所述遥控器包括无线发射器、屏幕、开机按键、关机按键、站立按键、自动行驶按键、前进按键、后退按键、左转按键、右转按键、加速按键和/或减速按键，所述按键为机械式、触摸式和/或触摸屏;所述无线接收器和无线发射器的无线信号为红外、超声波、蓝牙和/或射频。4.根据权利要求1所述的一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶，其特征在于:所述控制器(14)通过以下步骤实现控制功能: 步骤一，初始化检测及设置，包括检测右限位传感器(8)、左限位传感器(9)是否正常，检测姿态传感器(15)的值是否正常，并调整平衡木偶姿态直立，使电动独轮车平衡站立； 步骤二:等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容； 步骤三:若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器(14)控制电机二 (2.2)使平衡木偶前倾;若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器(14)控制电机二(2.2)使平衡木偶后倾；若遥控器发来的信息内容为站立，则控制器(14)控制平衡模块使平衡木偶保持直立;若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器(14)控制电机一 (7)使平衡块(I)向左移动;若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器(14)控制电机一 (7)使平衡块(I)向右移动;若遥控器发来的信息内容为加速，则控制器(14)控制电机二 (2.2)增大平衡块(I)前倾或后倾角度使电动独轮车加速运动;若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器(14)控制电机二 (2.2)减小平衡块(I)前倾或后倾角度使电动独轮车减速运动;若遥控器发来的信息内容为自动行驶，则控制器(14)控制电机一(7)和电机二(2.2)调节平衡木偶使电动独轮车进行左转，右转，前进，后退然站立动作； 步骤四:检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，表明电动独轮车摔倒，进行报警； 步骤五，继续检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤一，若不正常，表明电动独轮车摔倒，进行报警;返回步骤五。
【文档编号】G05D1/02GK106094826SQ201610510053
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月3日
【发明人】张彦会, 段琳
【申请人】柳州惠林科技有限责任公司