球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置的制造方法
【專利摘要】一種球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，包括：球殼和球帽，球殼內(nèi)部設(shè)有行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，球帽內(nèi)設(shè)有球外磁模塊；行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)摩擦轉(zhuǎn)輪、分別驅(qū)動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的一對(duì)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，摩擦轉(zhuǎn)輪的外輪轂利用摩擦力帶動(dòng)球殼滾動(dòng)；球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括裝在行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的安裝腔體、設(shè)于安裝腔體內(nèi)的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及由第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的球內(nèi)磁模塊，球內(nèi)磁模塊與球外磁模塊下上相互對(duì)應(yīng)，球內(nèi)磁模塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，球外磁模塊在磁場(chǎng)的作用下使球帽可相對(duì)懸浮于球殼之上。本發(fā)明外形小巧、結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)固、控制準(zhǔn)確平穩(wěn)，通過行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)貼合球殼內(nèi)表面驅(qū)動(dòng)球體運(yùn)動(dòng)，球體內(nèi)外通過磁性模塊相互耦合作用實(shí)現(xiàn)非接觸式聯(lián)動(dòng)。
【專利說明】
球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及球形運(yùn)行裝置，更具體的涉及一種球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]球形運(yùn)動(dòng)裝置這類產(chǎn)品主要用在玩具產(chǎn)業(yè)或現(xiàn)在流行的VR虛擬現(xiàn)實(shí)游戲行業(yè)，目前，現(xiàn)在市面上同類產(chǎn)品主要問題和缺點(diǎn)在于:1、裝置的驅(qū)動(dòng)控制方式不夠準(zhǔn)確到位，不能按照操作指示準(zhǔn)確的進(jìn)行直行、轉(zhuǎn)彎、停止運(yùn)動(dòng)等;2、現(xiàn)有技術(shù)中能實(shí)現(xiàn)球內(nèi)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)球體運(yùn)動(dòng)，但這種球體不能帶著其他球體外構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)
目.ο
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，包括:球殼、球帽以及控制系統(tǒng)，所述球殼內(nèi)部設(shè)有行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述球帽底端面呈向內(nèi)凹入的球形弧面，球帽內(nèi)設(shè)有球外磁模塊;所述行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:對(duì)稱設(shè)置的摩擦轉(zhuǎn)輪、分別驅(qū)動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的一對(duì)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及設(shè)于中部的重心鐵塊，所述摩擦轉(zhuǎn)輪的外輪轂呈截頂半球弧結(jié)構(gòu)，由外輪轂利用摩擦力帶動(dòng)球殼滾動(dòng);所述球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:裝在行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的安裝腔體、設(shè)于安裝腔體內(nèi)的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及由第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的球內(nèi)磁模塊，所述球內(nèi)磁模塊與球外磁模塊下上相互對(duì)應(yīng)，球內(nèi)磁模塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，球外磁模塊在磁場(chǎng)的作用下使球帽可相對(duì)懸浮于球殼之上。
[0005]作為優(yōu)選方案，所述控制系統(tǒng)包括:控制工作狀態(tài)的MCU微控單元、電源模塊、用于與操控端之間傳輸信號(hào)的通信模塊、用于檢測(cè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳感器模塊以及行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊和球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊，所述行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)上各設(shè)置有一套控制單元，分別控制兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)相對(duì)獨(dú)立工作。
[0006]作為優(yōu)選方案，所述控制系統(tǒng)還包括設(shè)在球帽內(nèi)且無線連接于MCU微控單元的球帽模塊，所述球帽模塊包括多角度拍攝和錄像的攝像頭。
[0007]作為優(yōu)選方案，所述球帽模塊包括用于檢測(cè)附近障礙物的紅外探頭傳感器。
[0008]作為優(yōu)選方案，所述傳感器模塊包括陀螺儀傳感器和加速度傳感器。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述通信模塊為藍(lán)牙模塊。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述電源模塊為可充電式鋰電池。
[0011]作為優(yōu)選方案，所述摩擦轉(zhuǎn)輪的外輪轂上加裝有增大摩擦驅(qū)動(dòng)力的橡膠條。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述球殼內(nèi)設(shè)置有音箱。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出端分別連接有減速機(jī)，減速機(jī)再通過傳動(dòng)軸插接在與其相鄰的摩擦轉(zhuǎn)輪上。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的裝置主要用于玩具領(lǐng)域中，搭配不同的造型可以制作各種有趣主題的遙控玩具;或通過手機(jī)控制配合VR虛擬場(chǎng)景，成為一種虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合的高科技機(jī)器人玩具。本發(fā)明外形小巧、結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)固、控制準(zhǔn)確平穩(wěn)，本裝置通過內(nèi)設(shè)的行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)貼合球殼內(nèi)表面驅(qū)動(dòng)球體運(yùn)動(dòng)，球體內(nèi)外通過磁性模塊相互耦合作用，實(shí)現(xiàn)球體與球體外構(gòu)件非接觸式聯(lián)動(dòng)。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，其中:
圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。較佳實(shí)施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等用語，僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0017]請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施例中設(shè)計(jì)的一種球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其具體包括:球殼10、球帽20、行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)，球殼1呈球形殼體結(jié)構(gòu)，球帽20位于球殼10的上方，行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都設(shè)于球殼10的內(nèi)部，由行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)球殼10進(jìn)行滾動(dòng)，由球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接支撐著球帽20，控制系統(tǒng)用于控制整臺(tái)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。
[0018]具體地，行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在球殼10的內(nèi)部下側(cè)，行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括:一對(duì)摩擦轉(zhuǎn)輪31和一對(duì)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32，兩個(gè)摩擦轉(zhuǎn)輪31對(duì)稱設(shè)置，摩擦轉(zhuǎn)輪31的外輪轂呈截頂半球弧結(jié)構(gòu)，兩個(gè)外輪轂的相對(duì)端面圓直徑大于相背端面圓直徑。摩擦轉(zhuǎn)輪31的外輪轂底端部直接相貼于球殼10的內(nèi)表面，兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32安裝在兩個(gè)摩擦轉(zhuǎn)輪31之間，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32的動(dòng)力輸出端分別連接有減速機(jī)(圖中未標(biāo)示)，減速機(jī)再通過傳動(dòng)軸插接在與其相鄰的摩擦轉(zhuǎn)輪31，由第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32通過減速機(jī)帶動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)輪31進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，再由摩擦轉(zhuǎn)輪31的外輪轂底端部利用摩擦力帶動(dòng)球殼10滾動(dòng)。兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32相對(duì)獨(dú)立工作，其各有一套控制單元，來分別控制摩擦轉(zhuǎn)輪31的轉(zhuǎn)速，當(dāng)兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32朝向同側(cè)輸出相同轉(zhuǎn)速時(shí)，球殼10能夠直線前進(jìn)或后退；當(dāng)兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32朝向同側(cè)輸出不同轉(zhuǎn)速時(shí)，球殼10能夠進(jìn)行曲線前進(jìn)或后退；當(dāng)兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32朝向不同側(cè)輸出相同轉(zhuǎn)速時(shí)，球殼10能夠以其中心為軸原地自轉(zhuǎn)；當(dāng)兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32朝向不同側(cè)輸出不同轉(zhuǎn)速時(shí)，球殼10能夠以其轉(zhuǎn)速低的一側(cè)為軸原地轉(zhuǎn)圈，從而使得本裝置能夠在平面上按照任意指令進(jìn)行通暢無阻的行走滾動(dòng)。在行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心還設(shè)置有重心鐵塊33，重心鐵塊33使得整個(gè)球形裝置具有一個(gè)平穩(wěn)的重心，運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠保持平衡、穩(wěn)定。
[0019]進(jìn)一步地，在摩擦轉(zhuǎn)輪31的外輪轂上還加裝有橡膠條34，橡膠條34是為了增加摩擦轉(zhuǎn)輪31的外輪轂與球殼10內(nèi)表面之間的摩擦力，使得第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32帶動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)輪31能夠輸出足夠大的驅(qū)動(dòng)力。
[0020]具體地，球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在球殼10的內(nèi)部上側(cè)，球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括:安裝腔體41、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)42以及球內(nèi)磁模塊43，安裝腔體41安裝在行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方，安裝腔體41用于支撐安裝整個(gè)機(jī)構(gòu)，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)42設(shè)置在安裝腔體41內(nèi)，其動(dòng)力輸出端朝向上方，并傳動(dòng)連接于球內(nèi)磁模塊43，由第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)42帶動(dòng)球內(nèi)磁模塊43旋轉(zhuǎn)。球內(nèi)磁模塊43內(nèi)設(shè)置有磁性構(gòu)件44，球內(nèi)磁模塊43旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。
[0021]具體地，球帽20的底端面呈向內(nèi)凹入的球形弧面，球帽20能夠扣在球殼10的正上方，在球帽20內(nèi)設(shè)置有球外磁模塊21，球外磁模塊21內(nèi)也設(shè)置有磁性構(gòu)件，球外磁模塊21與球內(nèi)磁模塊43相互對(duì)應(yīng)上下設(shè)置，兩者之間僅相隔一層球殼10。球內(nèi)磁模塊43旋轉(zhuǎn)時(shí)，球外磁模塊21在磁場(chǎng)的作用下，也能夠進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)，使得球殼10滾動(dòng)過程中，球帽20始終相對(duì)懸浮于球殼10的上方，不會(huì)掉下來。
[0022]請(qǐng)參見圖2，本裝置的控制系統(tǒng)主要包括:M⑶微控單元51、電源模塊52、通信模塊53、傳感器模塊54、行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊55以及球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊56。
[0023]M⑶微控單元51為本裝置的中央處理單元，其設(shè)置在球殼10的內(nèi)部J⑶微控單元51用于接收傳感器模塊54的各種檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算處理后，發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)給行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊55以及球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊56，控制兩個(gè)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。
[0024]電源模塊52設(shè)置在球殼10的內(nèi)部，電源模塊52為可充電式鋰電池，為本裝置提供電力。
[0025]通信模塊53可以是藍(lán)牙模塊，藍(lán)牙模塊用于與操控端之間傳輸各種控制信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)。通信模塊53并不只限于藍(lán)牙模塊，也可以是其他通信方式。
[0026]傳感器模塊54包括設(shè)置在球殼10內(nèi)部的陀螺儀傳感器和加速度傳感器等，陀螺儀傳感器和加速度傳感器等傳感器能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)球殼10或者球帽20的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。傳感器模塊54并不只限于上述兩種傳感器，也可以是其他用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或空間方位的其他運(yùn)動(dòng)傳感器。
[0027]行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊55在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32上各設(shè)置有一套控制單元，分別控制兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)32相對(duì)獨(dú)立工作。球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊56為設(shè)置在第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)42上的控制單元，控制第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)42工作。
[0028]進(jìn)一步地，本套控制系統(tǒng)還包括設(shè)置在球帽20內(nèi)的球帽模塊(圖中未標(biāo)示)，球帽模塊無線連接于MCU微控單元51，球帽模塊可以包括攝像頭和紅外探頭傳感器等，攝像頭能夠進(jìn)行多角度拍攝和錄像，然后將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的操控端顯示界面，紅外探頭傳感器能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)本裝置所處周圍環(huán)境，當(dāng)檢測(cè)到周圍有障礙物時(shí)，會(huì)及時(shí)進(jìn)行避讓。本發(fā)明所涉及的傳感器并不限于本實(shí)施例，也可以根據(jù)需要設(shè)置其他的能夠達(dá)到相同功能效果的傳感器。由于球殼10要進(jìn)行滾動(dòng)前進(jìn)，因此，像攝像頭和紅外探頭傳感器這樣要進(jìn)行嵌裝的構(gòu)件就必須要設(shè)置在球帽20上。
[0029]進(jìn)一步地，在球殼10上還設(shè)置有音箱(圖中未標(biāo)示)，通過音箱能夠播放音樂。
[0030]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)介修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，包括:球殼、球帽以及控制系統(tǒng)，所述球殼內(nèi)部設(shè)有行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述球帽內(nèi)設(shè)有球外磁模塊； 所述行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:對(duì)稱設(shè)置的摩擦轉(zhuǎn)輪、分別驅(qū)動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的一對(duì)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及設(shè)于中部的重心鐵塊，所述摩擦轉(zhuǎn)輪的外輪轂呈截頂半球弧結(jié)構(gòu)，由外輪轂利用摩擦力帶動(dòng)球殼滾動(dòng)； 所述球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:裝在行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的安裝腔體、設(shè)于安裝腔體內(nèi)的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及由第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的球內(nèi)磁模塊，所述球內(nèi)磁模塊與球外磁模塊下上相互對(duì)應(yīng)，球內(nèi)磁模塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，球外磁模塊在磁場(chǎng)的作用下使球帽可相對(duì)懸浮于球殼之上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括:控制工作狀態(tài)的MCU微控單元、電源模塊、用于與操控端之間傳輸信號(hào)的通信模塊、用于檢測(cè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳感器模塊以及行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊和球帽驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊，所述行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制模塊在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)上各設(shè)置有一套控制單元，分別控制兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)相對(duì)獨(dú)立工作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括設(shè)在球帽內(nèi)且無線連接于MCU微控單元的球帽模塊，所述球帽模塊包括多角度拍攝和錄像的攝像頭。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述球帽模塊包括用于檢測(cè)附近障礙物的紅外探頭傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述傳感器模塊包括陀螺儀傳感器和加速度傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述通信模塊為藍(lán)牙模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電源模塊為可充電式鋰電池。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述摩擦轉(zhuǎn)輪的外輪轂上加裝有增大摩擦驅(qū)動(dòng)力的橡膠條。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述球殼內(nèi)設(shè)置有音箱。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的球形驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出端分別連接有減速機(jī)，減速機(jī)再通過傳動(dòng)軸插接在與其相鄰的摩擦轉(zhuǎn)輪上。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK105911998SQ201610450883
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】肖軍, 彭國(guó)輝, 王燕輝
【申請(qǐng)人】深圳市希頓科技有限公司