一种易拆装移动的自平衡球型机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人，尤其涉及一种易拆装的自平衡球型机器人。

背景技术：

球型机器人的理念已经被提出很久，球型机器人均采用封闭式结构，该封闭式结构在遇到故障或者调试时具有拆装困难的问题，很难做到兼顾封闭性与拆装方便。

此外球体在运动中易打滑的问题、内部设备防震方面的问题，故需要提供一种球型机器人以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明目的在于克服上述背景技术问题提及的不足，提供了一种易拆装的自平衡球型机器人，具体由以下技术方案实现：

所述易拆装移动的自平衡球型机器人，包括壳体、塑料平台、两带有双相光电编码器的直流电机、电源驱动装置、避震装置、主控单元、通信传感装置、两橡胶轮以及三个万向轮，所述塑料平台的上端面设有所述主控单元与通信传感装置，塑料平台位于上端面的两中心对称位置上分别对应地设置两个所述万向轮，塑料平台通过避震装置与壳体连接，避震装置相对于壳体的一端设置为剩余的一个所述万向轮，所述塑料平台上的下端面上设置所述两直流电机与电源驱动装置，两橡胶轮分别对应地连接在两直流电机的输出轴上且与壳体的内壁接触，电源驱动装置分别与两直流电机、主控单元以及通信传感装置电连接，所述主控单元与双相光电编码器以及通信传感装置通信连接。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，还包括至少三根铜柱，通信传感装置通过铜柱设置于主控单元的上方。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，所述主控单元采用TM32F407ZGT6芯片。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，所述塑料平台上还设有立柱，所述塑料平台通过所述立柱与避震装置连接。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，所述避震装置为弹簧，所述弹簧的一端通过一个万向轮连接于壳体的内壁，另一端套接在所述立柱上。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，通信传感装置由通信电路与传感电路通信连接组成，所述通信电路采用HC-05组从机一体蓝牙模块；所述传感电路为MPU6050三轴加速度传感器。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，所述塑料平台上主控单元的一侧还设有主控面板，所述主控面板与主控单元通信连接，主控面板上设有MICRO-USB接口、电源充电接口、总开关以及状态指示灯。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，所述壳体由两个半圆球体组成，两个半圆球体的接触面上分别对应地设有磁条片与薄铁片，两个半圆球体通过磁条片与薄铁片吸合实现两个半圆球体的连接。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，所述磁条片与薄铁片的吸合处的边缘设置有用于防水的橡胶垫。

所述易拆装移动的自平衡球型机器人的进一步设计在于，所述电源驱动装置包括两个TB6612驱动芯片、12V直流可充电电池、12V稳压电路以及5V降压电路，所述12V直流可充电电池分别与两个TB6612驱动芯片、12V稳压电路以及5V降压电路电连接。

本发明的优点如下：

本实用新型的易拆装移动的自平衡球型机器人通过塑料平台与防震装置约束机器人的内部结构的水平自由度，防止机器人在运动中易打滑，也确保机器人具备一定的防震功能；进一步的，本用新型通过将壳体设置成两个通过磁吸方式连接的半球体，便于机器人的拆装，以便于后期的维修与调试。另一方面，本实用新型的机器人的球体运动采用两个直流有刷电机驱动，通过两轮差速实现转向功能，相较于其他球型机器人优化省去了转向电机。

附图说明

图1为易拆装的自平衡球型机器人的结构示意图。

图2为易拆装的自平衡球型机器人壳体连接面示意图。

图3为易拆装的自平衡球型机器人的主控面板示意图。

具体实施方式

如图1，本实施例提供的易拆装移动的自平衡球型机器人，主要由壳体、塑料平台2-1、两直流电机、电源驱动装置2-13、避震装置2-5、主控单元2-12、通信传感装置2-7、两橡胶轮以及三个万向轮。塑料平台2-1的上端面设有主控单元2-12与通信传感装置2-7。塑料平台2-1通过避震装置与壳体连接。塑料平台位于上端面的两中心对称位置上分别对应地设置两个万向轮，分别为万向轮2-2与万向轮2-9。塑料平台2-1上的下端面上设置上述两直流电机与电源驱动装置2-13。两直流电机电机2-11和2-14带有双相光电编码器，可以用来配合MPU6050模块采集的数据实现系统的自平衡和运动控制。两橡胶轮2-10、2-15分别对应地连接在两直流电机2-11、2-14的输出轴上且与壳体的内壁接触。电源驱动装置2-13分别与两直流电机、主控单元2-12以及通信传感装置2-7电连接。主控单元2-12与双相光电编码器以及通信传感装置2-7通信连接。本实施例的主控单元采用STM32F407ZGT6芯片。

塑料平台上还设有立柱2-5，塑料平台2-1通过立柱与避震装置连接。本实施例的避震装置为弹簧2-4，弹簧2-4的一端通过一个万向轮2-3连接于壳体的内壁，另一端套接在立柱上2-5。塑料平台2-1和立柱2-5共同限制壳体内机构的水平自由度，起到稳定支撑作用。万向轮2-2、2-3、2-9配合弹簧2-4共同组成了系统的避震缓冲结构。

本实施例的易拆装移动的自平衡球型机器人还包括四根铜柱，通信传感装置2-7通过铜柱设置于主控单元2-12的上方

通信传感装置2-7由通信电路与传感电路通信连接组成，通信电路采用HC-05组从机一体蓝牙模块。HC-05是一款高性能的主从一体蓝牙串口模块，可以同各种带蓝牙功能的电脑、蓝牙主机、手机、PDA、PSP等智能终端配对，该模块支持非常宽的波特率范围：4800~1382400，并且模块兼容5V或3.3V单片机系统。传感电路为MPU6050三轴加速度传感器。MPU-6050为整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题，减少了大量的封装空间。本实施例的通信传感装置2-7位于主控模块上侧，远离驱动电路、避免干扰。

如图3，塑料平台上主控单元的一侧还设有主控面板2-8。主控面板2-8与主控单元2-12通信连接，主控面板2-8上设有MICRO-USB接口4-2、电源充电接口4-3、总开关4-1以及状态指示灯4-4、4-5以及4-6。其中，总开关4-1用来控制实现系统整体电源通断；MICRO-USB接口4-2实现数据下载传输、程序调试控制；电源充电接口4-3实现对电池充电控制，大大提高了电池充电、程序下载、故障维修时的方便，同时内部排线经过设计整理节省了球型机器人的内部空间。

壳体由两个半圆球体1-1、1-2连接组成，两个半圆球体的接触面上分别对应地设有磁条片3-1与薄铁片3-2，两个半圆球体通过磁条片3-1与薄铁片3-2吸合实现两个半圆球体的连接。本实施例在磁条片与薄铁片的吸合处的边缘还设置有用于防水的橡胶垫实现防水功能。

本实施例的电源驱动装置主要由两个TB6612驱动芯片、12V直流可充电电池、12V稳压电路以及5V降压电路组成。12V直流可充电电池分别与两个TB6612驱动芯片、12V稳压电路以及5V降压电路电连接。电池提供12V电压给驱动电路驱动电机，同时经过降压电路给STM32单片机系统提供5V工作电压。两个TB6612驱动芯片实现对电机转速的PWM调速控制。

本实施例的易拆装移动的自平衡球型机器人在STM32F407ZGT6芯片的主控模块控制下，通过内置电池驱动左右双轮转动带动球体实现全方位移动；通过采集电机上光电编码器和三轴加速度传感器数据通过算法实现球型机器人姿态的自平衡，通过蓝牙通信实现对球型机器人的无线运动控制

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。