轉(zhuǎn)，配重組22的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使內(nèi)部結(jié)構(gòu)主體2重心發(fā)生變化進(jìn)而使球型機(jī)器人前進(jìn)和后退；核心控制板24控制平衡電機(jī)211旋轉(zhuǎn)來(lái)輕微的調(diào)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)主體2的重心使球體運(yùn)動(dòng)時(shí)保持平穩(wěn)；核心控制板24控制轉(zhuǎn)向電機(jī)213旋轉(zhuǎn)來(lái)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)主體2的姿態(tài)，使球體可以360°方向運(yùn)動(dòng)。具體地，核心控制板24通過(guò)無(wú)線接收模塊接收手勢(shì)感應(yīng)器上無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送的手勢(shì)指令后，控制平衡電機(jī)211、驅(qū)動(dòng)電機(jī)212和轉(zhuǎn)向電機(jī)213的旋轉(zhuǎn)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)球體平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)。
[0044]圖4為本發(fā)明所述電路工作總體流程圖。如圖4所示，手勢(shì)控制模塊11感應(yīng)到手勢(shì)變化后將手勢(shì)變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過(guò)無(wú)線模塊6與主控模塊3進(jìn)行通信，主控模塊處理信號(hào)后發(fā)送給驅(qū)動(dòng)模塊4來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)I使球型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，電池10通過(guò)5V穩(wěn)壓模塊9與3.3V穩(wěn)壓模塊8分別為傳感器模塊7、手勢(shì)控制模塊11、彩燈模塊2、音樂(lè)模塊5供電。
[0045]圖5為本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，驅(qū)動(dòng)模塊由兩片驅(qū)動(dòng)芯片和三個(gè)保護(hù)電阻組成。由于每個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)方式完全相同，本圖只是其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的原理圖。驅(qū)動(dòng)芯片的輸入1、輸入3與主控模塊直接相連，輸入2經(jīng)保護(hù)電阻Rl與主控模塊相連，輸出端與電機(jī)11相連，驅(qū)動(dòng)芯片的使能端接5V電源、電源端接7.2V電源，接地端接地。
[0046]圖6為本發(fā)明所述穩(wěn)壓模塊組的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，穩(wěn)壓模塊組包括
3.3V穩(wěn)壓模塊8和5V穩(wěn)壓模塊9，其中3.3V穩(wěn)壓模塊8包括3.3V穩(wěn)壓芯片、電容C1、電容c2、電容C3和電容C 4。穩(wěn)壓芯片的輸入端與電容C1X2-端相連并連接7.2V電壓，電容CC2的另一端接地；同樣穩(wěn)壓芯片的輸出端與電容C 3、C4—端相連并連接5V電壓，電容C 3、C4的另一端接地。其中5V穩(wěn)壓模塊9包括5V穩(wěn)壓芯片、電容C5、電容C6、電容(:7和電容C 8，其電路連接方式與3.3V穩(wěn)壓模塊8的連接方式相同。
[0047]圖7為本發(fā)明無(wú)線傳輸模塊組的工作示意圖。如圖7所示，主控模塊3可以與無(wú)線通訊模塊61進(jìn)行信號(hào)的相互傳輸，無(wú)線通訊模塊61可以與無(wú)線通訊模塊62進(jìn)行信號(hào)的無(wú)線傳輸，無(wú)線通訊模塊62再與手勢(shì)控制模塊11相互通信，從而達(dá)到了主控模塊3與手勢(shì)控制模塊11之間的相互通信功能。
[0048]圖8為本發(fā)明無(wú)線傳輸模塊組的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，無(wú)線傳輸模塊組包括無(wú)線模塊61、無(wú)線模塊62，其中無(wú)線模塊61和無(wú)線模塊62均由集成無(wú)線芯片組成。無(wú)線芯片61的信號(hào)端與主控制模塊3連接，可以相互通信；時(shí)鐘端與主控制模塊3連接，由主控制模塊3提供時(shí)鐘脈沖；電源端接5V電壓，接地端接地；信號(hào)接收發(fā)射端與無(wú)線芯片62的信號(hào)接收發(fā)射端通過(guò)無(wú)線進(jìn)行相互通信；無(wú)線芯片62的電源端與接地端分別接5V電壓和地；信號(hào)端與手勢(shì)控制模塊11連接，可以相互通信；時(shí)鐘端與手勢(shì)控制模塊11連接。因此無(wú)線傳輸模塊組通過(guò)收發(fā)無(wú)線信號(hào)將主控制模塊3與手勢(shì)控制模塊11聯(lián)系起來(lái)。
[0049]圖9為本發(fā)明音樂(lè)播放模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，音樂(lè)播放模塊包括音樂(lè)芯片，電阻R2、R3,電容C9、C10, C11, C12，小喇叭。主控制模塊3與電容C11連接，電容C n與可變電阻R3連接，可變電阻R 3的一端接音樂(lè)芯片的輸入口，另一端與電阻R 2連接，電阻R 2通過(guò)(:9與C i。的一端連接，此端同時(shí)連接到音樂(lè)芯片的輸出口，C i。的另一端與小喇叭連接，小喇叭一端接地，音樂(lè)芯片的其中一個(gè)電源端直接接3.3V電壓，另一個(gè)電源端通過(guò)電容C12接3.3V電壓，接地端均接地。這樣就達(dá)到了主控制模塊3控制音樂(lè)播放的功能。
[0050]圖10為本發(fā)明傳感器模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，傳感器模塊由集成傳感器芯片組成，傳感器芯片的電源端I與電源端2分別接5V與3.3V電壓，接地端接地；中斷輸出端與主控制模塊3連接，由主控制模塊3向傳感器芯片發(fā)送中斷信號(hào)；數(shù)據(jù)端與主控制模塊3連接，傳感器芯片向主控制模塊3發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)；時(shí)鐘端與主控制模塊3連接，由主控制模塊3為傳感器芯片提供時(shí)鐘脈沖。傳感器模塊定時(shí)將數(shù)據(jù)信息傳輸給主控制模塊，由主控制模塊處理數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作以達(dá)到傳感器的檢測(cè)效果。
[0051]綜上所述，以上僅為本發(fā)明較佳實(shí)施方式而已，并非限于本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明精神和方案基礎(chǔ)上所做的任何修改和改進(jìn)等，都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述球型機(jī)器人包括檢測(cè)模塊、無(wú)線傳輸模塊、手勢(shì)控制模塊、主控模塊、動(dòng)力模塊、開(kāi)關(guān)模塊、燈光模塊、音樂(lè)模塊；其中， 檢測(cè)模塊，用于將物體的空間位置變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 無(wú)線傳輸模塊，用于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)球內(nèi)的中央處理器和手勢(shì)控制模塊中央處理器之間的通訊； 手勢(shì)控制模塊，用于將所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的手勢(shì)變化信號(hào)，通過(guò)所述無(wú)線傳輸模塊將該信號(hào)傳輸給球內(nèi)中央處理器，實(shí)現(xiàn)人球互動(dòng)； 主控模塊，用于接收所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的信號(hào)和所述手勢(shì)控制模塊發(fā)出的信號(hào)，處理相關(guān)信號(hào)，控制燈光模塊，音樂(lè)模塊和動(dòng)力模塊； 動(dòng)力模塊，用于為球體各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，執(zhí)行所述主控模塊傳輸?shù)目刂菩盘?hào); 開(kāi)關(guān)模塊，用于控制整個(gè)系統(tǒng)電路的通斷，所述開(kāi)關(guān)模塊由自鎖撥動(dòng)開(kāi)關(guān)構(gòu)成，通過(guò)引線接至球內(nèi)壁的槽孔上； 燈光模塊，用于接收球內(nèi)主控模塊發(fā)送的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)燈光閃爍； 音樂(lè)模塊，用于接收球內(nèi)主控模塊發(fā)送的控制信號(hào)來(lái)控制音樂(lè)的播放。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述主控制模塊由單片機(jī)組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述動(dòng)力模塊由控制轉(zhuǎn)向的電機(jī)模塊、控制平衡的電機(jī)模塊、控制前進(jìn)的電機(jī)模塊構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述控制前進(jìn)的電機(jī)模塊包括前進(jìn)電機(jī)、前進(jìn)電機(jī)套、擺桿、擺錘；其中， 前進(jìn)電機(jī)安裝于前進(jìn)電機(jī)套內(nèi)，前進(jìn)電機(jī)軸與擺桿相連，擺桿與擺錘相連，從而通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)球的前進(jìn)或后退。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述控制轉(zhuǎn)向的電機(jī)模塊包括轉(zhuǎn)向電機(jī)、滑塊、滑槽、轉(zhuǎn)向電機(jī)套；其中， 滑槽位于所述前進(jìn)電機(jī)套內(nèi)，滑塊放置于滑槽內(nèi)，并可在滑槽內(nèi)滑動(dòng)； 轉(zhuǎn)向電機(jī)安裝于轉(zhuǎn)向電機(jī)套內(nèi)，轉(zhuǎn)向電機(jī)軸與滑塊固連在一起，從而通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)球的轉(zhuǎn)向。6.據(jù)權(quán)利要求3所述的手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述控制平衡的電機(jī)模塊包括平衡電機(jī)、平衡電機(jī)套、齒條、擋板、齒輪；其中， 齒條放置于前進(jìn)電機(jī)套內(nèi)，擋板放置于前進(jìn)電機(jī)套內(nèi)，齒輪放置于齒條與擋板之間，并可以沿齒條前進(jìn)或后退； 平衡電機(jī)安裝于平衡電機(jī)套內(nèi)，平衡電機(jī)軸與齒輪固連在一起。從而通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)球的平衡運(yùn)動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)模塊由自鎖撥動(dòng)開(kāi)關(guān)構(gòu)成，通過(guò)引線接至球內(nèi)壁的槽孔上，控制整個(gè)系統(tǒng)電路的通斷。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述無(wú)線傳輸模塊為無(wú)線通訊模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手勢(shì)控制的球型機(jī)器人，其特征在于，所述檢測(cè)模塊為用于檢測(cè)姿態(tài)的傳感器模塊。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種手勢(shì)控制的球型機(jī)器人。包括用于構(gòu)成球體的球殼、用于將人的手勢(shì)變化轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)的手勢(shì)控制模塊、用于控制球型機(jī)器人的主控模塊、用于主控模塊與手勢(shì)控制模塊進(jìn)行無(wú)線通訊的無(wú)線傳輸模塊、用于啟動(dòng)球型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)模塊、用于為以上模塊提供電能的電源模塊。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、行動(dòng)迅速、轉(zhuǎn)向靈活、運(yùn)動(dòng)效率高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于兒童智力開(kāi)發(fā)、休閑娛樂(lè)、未知領(lǐng)域探測(cè)等。
【IPC分類(lèi)】B62D57/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105035197
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510210038
【發(fā)明人】張濤, 龐少陽(yáng), 文瑞, 楊賽, 張康寧, 孫博, 岳紫玉, 田大慶
【申請(qǐng)人】河南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年4月23日