一种多功能平衡实验装置及平衡小车制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多功能平衡实验装置及平衡小车，包括自平衡车本体和装载自平衡车本体的箱体，在箱体内设置有嵌入式最小系统通信板，该自平衡车本体包括左防滑轮、右防滑轮、左电机及编码器、右电机及编码器、嵌入式最小系统接口板和插接在嵌入式最小系统接口板上的嵌入式最小系统控制板，在嵌入式最小系统接口板的两端分别设置所述左防滑轮和右防滑轮，在嵌入式最小系统接口板的上表面两端分别横向固定左电机及编码器和右电机及编码器，左电机及编码器的输出轴与左防滑轮传动连接，右电机及编码器的输出轴与右防滑轮传动连接。本实用新型专利技术具有较高的集成度，且拆卸和更换简单，能实现对小车进行不同功能的实验操作控制。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能平衡实验装置及平衡小车
本技术属于嵌入式教学实训设备
，尤其涉及一种多功能平衡实验装置及平衡小车。
技术介绍
在机器人自动控制技术在各个领域的应用与日俱增，吸引着世界众多机器人爱好者的研究兴趣，成为验证各种控制理论的理想平台。两轮自平衡小车由于其不稳定的动态性能和系统所具有的强非线性，而两轮自平衡小车是集成机械、电子、通信、自动化、人工智能、嵌入式等技术于一体的小型智能机器人，涉及到传感器应用、姿态计算、自动控制等领域知识；然而在机器人自动控制应用的教学非常枯燥乏味，而且难以直观演示。现有的自平衡小车对于单个或少个功能的实现已经趋近完善，例如寻迹、避障、翻转、编队、加减速和转弯，并且可以通过遥控进行控制，已经能够很好的实现自身的功能价值；但自平衡小车结构复杂、功能单一、集成度差、小车空间利用率低、重量大，续航能力差、中心高，坑干扰性能差、成本昂贵，并且小车结构强度得不到保证，摔倒时极易造成小车损坏。现有的自平衡小车无法作为教学实验设备应用于教育教学领域，从而无法将许多抽象的控制概念都通过两轮自平衡小车直观地表达出来。为此，开发一种全新的适合在校学生课程和学术研究的智能平衡小车，以提高趣味性和直观演示性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多功能平衡实验装置及平衡小车，本技术的实验装置及平衡小车具有较高的集成度，且拆卸和更换简单，能实现对小车进行不同功能的实验操作控制，提高实验的趣味性和直观演示性。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：根据本技术的一个方面，提供了一种多功能平衡实验装置，所述多功能平衡装置包括自平衡车本体和用于装载自平衡车本体的箱体，在箱体内设置有嵌入式最小系统通信板，该自平衡车本体包括左防滑轮、右防滑轮、左电机及编码器、右电机及编码器、嵌入式最小系统接口板和插接在嵌入式最小系统接口板上的嵌入式最小系统控制板，在所述嵌入式最小系统接口板的两端分别设置所述左防滑轮和右防滑轮，在所述嵌入式最小系统接口板的上表面两端分别横向固定所述左电机及编码器和右电机及编码器，所述左电机及编码器的输出轴向外垂直伸出与左防滑轮进行传动连接，所述右电机及编码器的输出轴向外垂直伸出与所述右防滑轮传动连接，在所述嵌入式最小系统接口板的下表面插接所述嵌入式最小系统控制板，所述嵌入式最小系统接口板的信号控制端分别与所述左电机及编码器、右电机及编码器电气连接，所述嵌入式最小系统控制板与所述嵌入式最小系统通信板进行通信连接。上述方案优选的，在所述平衡车最小系统接口板的上下表面分别设置有若干平衡车实验接口，在平衡车接口上分别插接有功能试验模块，所述功能试验模块通过平衡车实验接口、平衡车最小系统接口板与所述嵌入式最小系统控制板进行通信连接，在平衡车最小系统接口板的下表面两端分别固定左电池盒和右电池盒，在左电池盒和右电池盒之间插接所述嵌入式最小系统控制板，所述左电池盒和右电池盒通过导线进行收尾串联连接，所述左电池盒和右电池盒首尾相互串行连接后的正极分别与嵌入式最小系统接口板的电源正极端、嵌入式最小系统控制板的电源正极端、左电机及编码器的电源正极输入端和右电机及编码器的电源正极输入端连接，所述左电池盒和右电池盒首尾相互串行连接后的负极分别与嵌入式最小系统接口板的电源负极端、嵌入式最小系统控制板的电源负极端、左电机及编码器的电源正极输入端和右电机及编码器的电源正极输入端连接。上述方案优选的，所述嵌入式最小系统控制板包括嵌入式最小系统板本体以及设置在嵌入式最小系统板本体正面的主控芯片和晶体振荡器，在嵌入式最小系统板本体的背面两端设置有使嵌入式最小系统板本体水平插接在平衡车最小系统接口板上的水平插接头，在所述嵌入式最小系统板本体的前侧设置有使嵌入式最小系统板本体垂直插接在平衡车最小系统接口板上的竖直插接头，在所述嵌入式最小系统板本体的后侧设置有程序烧录接口。上述方案优选的，在所述箱体内可拆卸嵌套有防护支撑块，在防护支撑块内分别设置有电源母板放置槽、第一功能模块存放槽、第二功能模块存放槽、套件存放槽和车本体存放槽，靠近所述箱体前侧边缘的防护支撑块内设置所述电源母板放置槽，在所述电源母板放置槽后侧的防护支撑块内设置所述车本体存放槽，所述自平衡车本体设置在所述车本体存放槽内，车本体存放槽的两侧设置所述套件存放槽，在电源母板放置槽的两侧分别设置有第一功能模块存放槽和第二功能模块存放槽，在电源母板放置槽内设置有电源母板，在电源母板上可插接有两块呈镜像对称的嵌入式最小系统通信板，在所述电源母板放置槽与车本体存放槽之间设置有多个呈横向分布的最小系统板存放槽。上述方案优选的，在所述箱体的正面中央设置有提手，在箱体的底部外壁上以及后侧外壁上分别设置有支撑脚垫。根据本技术的一个方面，提供了一种多功能平衡小车，所述平衡小车包括自平衡车本体，该自平衡车本体包括左防滑轮、右防滑轮、左电机及编码器、右电机及编码器、嵌入式最小系统接口板和插接在嵌入式最小系统接口板上的嵌入式最小系统控制板，在所述嵌入式最小系统接口板的两端分别设置所述左防滑轮和右防滑轮，在所述嵌入式最小系统接口板的上表面两端中央分别横向固定所述左电机及编码器和右电机及编码器，所述左电机及编码器的输出轴向外垂直伸出与左防滑轮进行传动连接，所述右电机及编码器的输出轴向外垂直伸出与所述右防滑轮传动连接，在所述嵌入式最小系统接口板的下表面插接所述嵌入式最小系统控制板，所述嵌入式最小系统接口板的信号控制端分别与所述左电机及编码器、右电机及编码器电气连接。上述方案优选的，在所述平衡车最小系统接口板的上下表面分别设置有若干平衡车实验接口，在平衡车接口上分别插接有功能试验模块，所述功能试验模块通过平衡车实验接口、平衡车最小系统接口板与所述嵌入式最小系统控制板进行通信连接，在平衡车最小系统接口板的下表面两端分别固定左电池盒和右电池盒，在左电池盒和右电池盒之间插接所述嵌入式最小系统控制板，所述左电池盒和右电池盒通过导线进行收尾串联连接，所述左电池盒和右电池盒首尾相互串行连接后的正极分别与嵌入式最小系统接口板的电源正极端、嵌入式最小系统控制板的电源正极端、左电机及编码器的电源正极输入端和右电机及编码器的电源正极输入端连接，所述左电池盒和右电池盒首尾相互串行连接后的负极分别与嵌入式最小系统接口板的电源负极端、嵌入式最小系统控制板的电源负极端、左电机及编码器的电源正极输入端和右电机及编码器的电源正极输入端连接。上述方案优选的，在平衡车最小系统接口板的下表面两端设置有双排母座，在所述平衡车最小系统接口板上表面的前侧边缘插接设置有OLED液晶显示屏，所述嵌入式最小系统控制板上通过双排母座水平匹配插接在平衡车最小系统接口板上，该所述嵌入式最小系统控制板通过双排母座与所述OLED液晶显示屏进行电气连接。上述方案优选的，在所述左电机及编码器和左电池盒与平衡车最小系统接口板之间以及右电机及编码器和右电池盒与平衡车最小系统接口板之间还通过铜柱呈上下水平平行固定连接。上述方案优选的，所述平衡车实验接口包括但不限于无线通信接口、蓝牙通信接口、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能平衡实验装置，其特征在于：所述多功能平衡装置包括自平衡车本体和用于装载自平衡车本体的箱体，在箱体内设置有嵌入式最小系统通信板，该自平衡车本体包括左防滑轮、右防滑轮、左电机及编码器、右电机及编码器、嵌入式最小系统接口板和插接在嵌入式最小系统接口板上的嵌入式最小系统控制板，在所述嵌入式最小系统接口板的两端分别设置所述左防滑轮和右防滑轮，在所述嵌入式最小系统接口板的上表面两端分别横向固定所述左电机及编码器和右电机及编码器，所述左电机及编码器的输出轴向外垂直伸出与左防滑轮进行传动连接，所述右电机及编码器的输出轴向外垂直伸出与所述右防滑轮传动连接，在所述嵌入式最小系统接口板的下表面插接所述嵌入式最小系统控制板，所述嵌入式最小系统接口板的信号控制端分别与所述左电机及编码器、右电机及编码器电气连接，所述嵌入式最小系统控制板与所述嵌入式最小系统通信板进行通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能平衡实验装置，其特征在于：所述多功能平衡装置包括自平衡车本体和用于装载自平衡车本体的箱体，在箱体内设置有嵌入式最小系统通信板，该自平衡车本体包括左防滑轮、右防滑轮、左电机及编码器、右电机及编码器、嵌入式最小系统接口板和插接在嵌入式最小系统接口板上的嵌入式最小系统控制板，在所述嵌入式最小系统接口板的两端分别设置所述左防滑轮和右防滑轮，在所述嵌入式最小系统接口板的上表面两端分别横向固定所述左电机及编码器和右电机及编码器，所述左电机及编码器的输出轴向外垂直伸出与左防滑轮进行传动连接，所述右电机及编码器的输出轴向外垂直伸出与所述右防滑轮传动连接，在所述嵌入式最小系统接口板的下表面插接所述嵌入式最小系统控制板，所述嵌入式最小系统接口板的信号控制端分别与所述左电机及编码器、右电机及编码器电气连接，所述嵌入式最小系统控制板与所述嵌入式最小系统通信板进行通信连接。


2.根据权利要求1所述的一种多功能平衡实验装置，其特征在于：在所述平衡车最小系统接口板的上下表面分别设置有若干平衡车实验接口，在平衡车接口上分别插接有功能试验模块，所述功能试验模块通过平衡车实验接口、平衡车最小系统接口板与所述嵌入式最小系统控制板进行通信连接，在平衡车最小系统接口板的下表面两端分别固定左电池盒和右电池盒，在左电池盒和右电池盒之间插接所述嵌入式最小系统控制板，所述左电池盒和右电池盒通过导线进行收尾串联连接，所述左电池盒和右电池盒首尾相互串行连接后的正极分别与嵌入式最小系统接口板的电源正极端、嵌入式最小系统控制板的电源正极端、左电机及编码器的电源正极输入端和右电机及编码器的电源正极输入端连接，所述左电池盒和右电池盒首尾相互串行连接后的负极分别与嵌入式最小系统接口板的电源负极端、嵌入式最小系统控制板的电源负极端、左电机及编码器的电源正极输入端和右电机及编码器的电源正极输入端连接。


3.根据权利要求2所述的一种多功能平衡实验装置，其特征在于：所述嵌入式最小系统控制板包括嵌入式最小系统板本体以及设置在嵌入式最小系统板本体正面的主控芯片和晶体振荡器，在嵌入式最小系统板本体的背面两端设置有使嵌入式最小系统板本体水平插接在平衡车最小系统接口板上的水平插接头，在所述嵌入式最小系统板本体的前侧设置有使嵌入式最小系统板本体垂直插接在平衡车最小系统接口板上的竖直插接头，在所述嵌入式最小系统板本体的后侧设置有程序烧录接口。


4.根据权利要求1所述的一种多功能平衡实验装置，其特征在于：在所述箱体内可拆卸嵌套有防护支撑块，在防护支撑块内分别设置有电源母板放置槽、第一功能模块存放槽、第二功能模块存放槽、套件存放槽和车本体存放槽，靠近所述箱体前侧边缘的防护支撑块内设置所述电源母板放置槽，在所述电源母板放置槽后侧的防护支撑块内设置所述车本体存放槽，所述自平衡车本体设置在所述车本体存放槽内，车本体存放槽的两侧设置所述套件存放槽，在电源母板放置槽的两侧分别设置有第一功能模块存放槽和第二功能模块存放槽，在电源母板放置槽内设置有电源母板，在电源母板上可插接有两块呈镜像对称的嵌入式最小系统通信板，在所述电源母板放...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗晓星，苏廉钦，梁旺德，
申请(专利权)人：广西南宁市晨启科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广西;45