一种球形结构小车.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620225491.4 (22)申请日 2016.03.23 (73)专利权人 深圳市创客星空科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区新安街 道49区华创达文化科技产业园D栋505 (72)发明人 黄汉川 吴金钰 赖春生 黄汉阳 黄荣辉 (74)专利代理机构 广东深宏盾律师事务所 44364 代理人 赵琼花 (51)Int.Cl. A63H 17/39(2006.01) G05D 1/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种球形结构小车 (57)摘要 。

2、本实用新型公开了一种球形结构小车,结构 小车包括车轮和车体； 车轮包括分别位于车体两 侧的主动轮和位于车体后方的万向轮； 车体包括 主板、 用于放置主板的主板盒、 位于主板盒底部 的电机框以及内置于电机框的电机； 电机设置在 电机框内的两侧边， 分别与车体两侧的主动轮连 接； 电机框内还设有电池盒， 电池盒内放置用于 提供电源的电池， 电池盒位于两侧电机之间； 电 机框前方设有沿水平方向延伸的支撑板， 该支撑 板上设有智能感应模块； 主板分别与电机、 智能 感应模块连接。 本实用新型小车设计成球形结 构， 外形美观； 车身结构稳定可靠， 转向灵动敏 捷； 集学习与娱乐于一体； 呈模块化设计， 。

3、模块之 间的紧固方式简单， 便于拆卸和安装。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 205494966 U 2016.08.24 CN 205494966 U 1.一种球形结构小车， 其特征在于包括： 车轮 （1） 以及车体 （2） ； 所述车轮 （1） 包括分别位于车体 （2） 两侧的主动轮 （11） 和位于车体 （2） 后方的万向轮 （12） ； 所述车体 （2） 包括主板、 用于放置主板的主板盒 （21） 、 位于主板盒 （21） 底部的电机框 （22） 以及内置于电机框 （22） 的电机 （23） ； 所述电机 （23） 设置在电机框 （22） 内的两侧边， 分别与车体 （2） 。

4、两侧的主动轮 （11） 连接； 电机框 （22） 内还设有电池盒 （24） ， 电池盒 （24） 内放置用于提供电源的电池， 电池盒 （24） 位 于两侧电机 （23） 之间； 所述电机框 （22） 前方设有沿水平方向延伸的支撑板 （25） ， 该支撑板 （25） 上设有智能感 应模块 （26） ； 所述主板分别与电机 （23） 、 智能感应模块 （26） 连接。 2.根据权利要求1所述的球形结构小车， 其特征在于： 所述车体 （2） 还包括蓝牙通讯模 块 （27） 和超声波传感器 （28） ； 蓝牙通讯模块 （27） 与主板连接， 进而使主板与外部设备通讯； 超声波传感器 （28） 与主板连。

5、接， 进而使主板智能避障。 3.根据权利要求1所述的球形结构小车， 其特征在于： 所述主板盒 （21） 呈抽屉式设计， 主板盒 （21） 中的抽屉放置主板； 主板盒 （21） 外部设有用于显示电源电量的LED显示灯和电 源开关。 4.根据权利要求2所述的球形结构小车， 其特征在于： 所述电机框 （22） 呈前后开口的四 面体结构， 电机框 （22） 前端开口的位置设有呈 “L” 形的前端转接台 （221） 和鹰头装饰物 （29） ， 超声波传感器 （28） 安装在前端转接台 （221） 上， 鹰头装饰物 （29） 上的鹰眼套在超声波 传感器 （28） 上； 电机框 （22） 后端开口的位置设有。

6、后端转接台 （222） ， 该后端转接台 （222） 也 呈 “L” 形结构， 蓝牙通讯模块 （27） 安装在该后端转接台 （222） 上。 5.根据权利要求1所述的球形结构小车， 其特征在于： 所述智能感应模块 （26） 包括红外 巡线传感器和光敏传感器中的其中一种。 6.根据权利要求1所述的球形结构小车， 其特征在于： 所述万向轮 （12） 包括万向轮固定 板 （121） 、 轮脚 （122） 以及位于轮脚 （122） 底部的钢珠 （123） ， 万向轮固定板 （121） 将轮脚 （122） 固定在车体 （2） 上。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 205494966 U 2 一。

7、种球形结构小车 技术领域 0001 本实用新型涉及车辆技术领域， 尤其涉及一种新型的球形结构小车。 背景技术 0002 市场上较多的是亚克力剪切板拼装而成的小车， 整体用亚克力板拼装而成， 整体 拼装繁多复杂， 外观缺少立体感， 结构缺乏可继承性； 而金属组件的拼装小车， 为铝合金组 件， 如Makeblock的Me系列小车， 以螺丝螺母作为主要的连接构件； 乐高的拼装小车， 零件多 而细小， 拼装时间长； 价格相对昂贵。 0003 由此可见， 现有市场上较普遍的小车存在拼装过程繁琐， 组装时间长， 接线复杂， 结构缺乏可继承性， 学习过程复杂单调等不足。 实用新型内容 0004 为了克服上述。

8、现有的小车拼装过程繁琐， 结构缺乏可继承性， 学习过程复杂单调 等问题， 本实用新型公开了一种球形结构小车， 其目的在于通过将结构小车设计呈模块式 结构， 使得结构小车具有可继承性， 且组装过程简单。 0005 为了解决上述问题， 本实用新型采用的技术方案是： 0006 一种球形结构小车， 其特征在于包括： 车轮以及车体； 0007 所述车轮包括分别位于车体两侧的主动轮和位于车体后方的万向轮； 0008 所述车体包括主板、 用于放置主板的主板盒、 位于主板盒底部的电机框以及内置 于电机框的电机； 0009 所述电机设置在电机框内的两侧边， 分别与车两侧的主动轮连接； 电机框内还设 有电池盒， 。

9、电池盒内放置用于提供电源的电池， 电池盒位于两侧电机之间； 0010 所述电机框前方设有沿水平方向延伸的支撑板， 该支撑板上设有智能感应模块； 0011 所述主板分别与电机、 智能感应模块连接。 0012 更具体地， 所述车体还包括蓝牙通讯模块和超声波传感器； 蓝牙通讯模块与主板 连接， 进而使主板与外部设备通讯； 超声波传感器与主板连接， 进而使主板智能避障。 0013 更具体地， 所述主板盒呈抽屉式设计， 主板盒中的抽屉放置主板； 主板盒外部设有 用于显示电源电量的LED显示灯和电源开关。 0014 更具体地， 所述电机框呈前后开口的四面体结构， 电机框前端开口的位置设有呈 “L” 形的前。

10、端转接台和鹰头装饰物， 超声波传感器安装在前端转接台上， 鹰头装饰物上的鹰 眼套在超声波传感器上； 电机框后端开口的位置设有后端转接台， 该后端转接台也呈 “L” 形 结构， 蓝牙通讯模块安装在该后端转接台上。 0015 更具体地， 所述智能感应模块包括红外巡线传感器和光敏传感器中的其中一种。 0016 更具体地， 所述万向轮包括万向轮固定板、 轮脚以及位于轮脚底部的钢珠， 万向轮 固定板将轮脚固定在车体上。 0017 采用本实用新型产生的有益效果： 1、 本实用新型采用模块化方式设计， 具有可继 说 明 书 1/4 页 3 CN 205494966 U 3 承性， 结构小车组装过程简单； 车。

11、轮由两个主动轮和一个万向轮组成， 且三个轮之间形成锐 角三角形， 使得车身结构稳定可靠， 转向灵动敏捷。 重心位于电机轴线附近， 使得运动平稳， 爬坡越障能力强。 0018 2、 本实用新型设置智能感应模块， 结构小车通过智能感应模块完成不同的智能控 制游戏， 此外， 智能感应模块与支撑板之间通过旋钉和旋母固定， 旋钉和旋母结构简单， 锁 紧方式方便， 便于拆装或更换其他感应模块。 附图说明 0019 图1是本实用新型结构小车的结构示意图。 0020 图2是本实用新型结构小车的主视图。 0021 图3是本实用新型结构小车的俯视图。 0022 图4是本实用新型结构小车的左视图。 0023 图5本。

12、实用新型旋钉结构的主视图。 0024 图6本实用新型旋钉结构的左视图。 0025 图7本实用新型旋母结构的主视图。 0026 图8本实用新型旋母结构的左视图。 0027 图9是本实用新型主板的电路图。 具体实施方式 0028 为了使本实用新型实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面结合附图及具 体实施方式对本实用新型做进一步描述。 0029 如图1至图9所示， 本实用新型公开的一种球形结构小车， 这种球形结构小车包括 车轮1以及车体2， 而车轮1包括分别位于车体2两侧的主动轮11和位于车体2后方的万向轮 12， 两侧的车轮1和万向轮12形成锐角三角形， 使得车身结构稳定可靠， 转向灵动敏。

13、捷。 重心 位于三轮之间， 整体偏下， 使得运动平稳， 爬坡越障能力强。 0030 主动轮11包括轮胎111和轮毂112， 轮毂112与电机23的输出轴连接， 通过电机23转 动带动轮毂112旋转， 从而带动轮胎111旋转。 万向轮12包括万向轮固定板121、 轮脚122以及 位于轮脚122底部的钢珠123， 万向轮固定板121将轮脚122固定在车体2上， 而钢珠123套入 轮脚122的底部， 钢珠123与轮脚122为可转动连接， 通过钢珠123的万向转动实现万向转动 的功能。 主动车轮1轮径大， 车身高和宽的比例接近1： 1， 拉伸车身的整体立体感， 整体类似 于一个滚球。 0031 车体2。

14、包括主板、 用于放置主板的主板盒21、 位于主板盒21底部的电机框22、 内置 于电机框22的电机23、 蓝牙通讯模块27和超声波传感器28。 电机23设置在电机框22内的两 侧边， 分别与车体两侧的主动轮连接。 电机框22内还设有电池盒24， 电池盒24内放置用于为 主板、 电机23等电器设备提供电源的电池， 电池盒24位于两侧电机23之间。 蓝牙通讯模块27 与主板连接， 进而使主板与外部设备通讯； 超声波传感器28与主板连接， 进而使主板智能避 障。 0032 电机框22呈前后开口的四面体结构， 电机框22前端开口的位置设有呈 “L” 形的前 端转接台221和鹰头装饰物29， 超声波传感。

15、器28安装在前端转接台221上， 鹰头装饰物上的 说 明 书 2/4 页 4 CN 205494966 U 4 鹰眼套在超声波传感器28上； 电机框后端开口的位置设有后端转接台222， 该后端转接台 222也呈 “L” 形结构， 蓝牙通讯模块27安装在该后端转接台222上， 前端和后端转接台222可 适度升降， 高度可调节， 使得超声波传感器28可以调整安装的高度。 电机框22前方设有沿水 平方向延伸的支撑板25， 该支撑板25上设有智能感应模块26。 主板分别与电机23、 智能感应 模块26连接。 0033 电机23采用方框的结构， 放置在电机框22的两侧， 电机23的输出轴伸出电机框22 。

16、外， 连接车轮的轮毂。 0034 主板盒21呈抽屉式设计， 主板盒21中的抽屉放置主板， 可直接抽出或嵌入， 安装方 便简洁， 美观大方， 可移植性强。 主板盒21外部设有用于显示电源电量的LED显示灯和电源 开关， 其中LED显示灯为五个， 根据LED灯亮灯的数量来判断电量， 起到提醒使用者更换及时 更换电池的作用； 电源开关为电气弯曲船型开关， 符合人体工程学， 方便简洁， 可以反复操 作， 而无损坏。 区别于一般电路板所使用的轻触开关和波动开关。 0035 主板主要用于控制结构小车的前进及前进方向等， 主板采用最新的USB-TYPE-C接 口， 支持正反插， 方便使用。 USB转TTL采。

17、用FTDI232R实现， 并且加入静电保护电路， 使得电路 更加稳定。 电机23驱动部分采用TB6612FNG作为直流电机23驱动器件， 该芯片具有大电流 MOSFET-H桥结构， 双通道电路输出， 可同时驱动个电机23。 0036 TB6612FNG每通道输出最高1 A的连续驱动电流， 启动峰值电流达2A 3A(连续脉 冲 单脉冲)； 4种电机23控制模式： 正转 反转 制动 停止； PWM支持频率高达100 kHz； 待机 状态； 片内低压检测电路与热停机保护电路； 工作温度： -2085。 TB6612FNG是基于 MOSFET的H桥集成电路， 效率远高于晶体管H桥驱动器。 相比L293。

18、D每通道平均600 mA的驱动 电流和1 2 A的脉冲峰值电流， 它的输出负载能力提高了一倍。 相比L298N的热耗性和外围 二极管续流电路， 它无需外加散热片， 外围电路简单， 只需外接电源滤波电容就可以直接驱 动电机23， 利于减小系统尺寸。 对于PWM信号， 高达100 kHz的频率相比以上2款芯片的5 kHz 和40 kHz也具有非常大的优势。 0037 通过超声波传感器28感应， 结构小车实现智能躲避障碍物。 超声波传感器28穿过 鹰头装饰物的鹰眼发出超声波探测前进方向的障碍物， 超声波遇到障碍物时反射， 当超声 波传感器28接收到反射信号后对反射信号进行处理， 然后发送到主板上， 。

19、进而控制结构小 车避开障碍物。 0038 通过蓝牙通讯模块27通讯， 结构小车实现与外部设备连接， 蓝牙通讯模块27接收 或发送数据与外部设备连接， 对结构小车进行控制和通讯。 蓝牙通信模块采用 CC2541 芯 片， 配置 256Kb 空间， 遵循V4.0 BLE 蓝牙规范， 支持AT指令 ， 用户可根据需要更改串口 波特率、 设备名称、 配对密码等参数， 使用灵活， 支持主从模式。 对外提供串口， 用户使用不 需要了解蓝牙协议， 只需要用串口发送出数据， 蓝牙模块收到后会转化成蓝牙协议并通过 无线的方式发送出去。 可以通过手机上的小车智能APP， 对小车进行控制和通信。 参与者用 手机控制。

20、各自的智能小车， 在场景地图中， 进行迷宫， 竞赛和娱乐。 0039 本优选实施例中的智能感应模块26包括红外巡线传感器和光敏传感器中的其中 一种， 即爱好者可根据不同的功能要求， 在智能感应模块26上安装红外巡线传感器或光敏 传感器， 进而完成不同功能操作要求。 0040 对于智能感应模块26为红外巡线传感器时， 结构小车实现智能寻找迷宫路线。 红 说 明 书 3/4 页 5 CN 205494966 U 5 外巡线传感器通过发送红外线巡线， 对红外线巡线过程中反馈的数据信息进行处理， 并发 送到主板上， 进而控制结构小车行走路线。 利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的 反射强度的特点，。

21、 在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光， 当红外光遇到白色纸质地 板时发生漫反射， 反射光被装在小车上的接收管接收； 如果遇到黑线则红外光被吸收， 小车 上的接收管接收不到红外光。 将黑色电胶布在白纸上贴出不同的路径、 迷宫、 情景， 让小车 沿着路径行走。 0041 对于智能感应模块26为光敏传感器时， 结构小车实现智能巡光运动。 光敏传感器 通过光电效应,采集手电筒的光强度， 来判断手电筒所指的方向， 将采集的数据进行处理后 发送到主板上， 进而控制结构小车进行相应的运动； 或在较暗的环境下， 寻找蜡烛的方向， 进行运动。 0042 上述超声波传感器28、 红外巡线传感器和光敏传感器均有。

22、独立的单片机芯片， 在 自适应算法的控制下， 对采集到的数据进行处理， 输出稳定的数据， 抗干扰性好。 爱好者可 以直接使用处理过的数据， 进行逻辑编程学习即可。 其中， 主板与超声波传感器28、 红外巡 线传感器或光敏传感器的连接采用RJ12的6芯电话线接口， 即可作为外围IO接口， 也可作通 信接口。 这样的接口可以使得接线统一， 方便明了。 0043 本实施例中， 将球形结构小车呈模块化设计， 且模块与模块之间通过旋钉和旋母 配合连接， 即电机框22与主板盒21、 电机框22与支撑板25、 支撑板25与智能感应模块26之间 通过旋钉和旋母紧固连接。 这种连接方式简单， 便于拆装， 便于更。

23、换模块。 0044 最后应当说明的是， 以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案， 而非对本实 用新型保护范围的限制， 尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明， 本领域的普 通技术人员应当理解， 对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换， 均属本实用新型 的保护范围。 说 明 书 4/4 页 6 CN 205494966 U 6 图1 图2 说 明 书 附 图 1/5 页 7 CN 205494966 U 7 图3 图4 说 明 书 附 图 2/5 页 8 CN 205494966 U 8 图5 图6 说 明 书 附 图 3/5 页 9 CN 205494966 U 9 图7 图8 说 明 书 附 图 4/5 页 10 CN 205494966 U 10 图9 说 明 书 附 图 5/5 页 11 CN 205494966 U 11 。