一种可扩展的多功能小车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可扩展的多功能小车，包括车体外壳和插装于外壳内的电机盖板，外壳插接安装有扩展模块、车轮模组、控制模块与驱动模块。扩展模块包括多种快装支架和多种功能组件，可以用于组装推铲小车、机械手小车、循迹小车和超声波避障小车等不同功能小车。车轮模组包括多种车轮类型，可以用于组装用于不同路面和设计轨迹的麦克纳姆小车、履带小车和四驱小车等。控制模块包括驱动板和多种连接接口，驱动板上装有开源硬件、芯片和单片机。驱动模块包括卡装于外壳内的一个电池和四个电机。扩展模块、驱动模块与驱动板之间由HY2.0

【技术实现步骤摘要】
一种可扩展的多功能小车


[0001]本技术涉及电子
教学所使用的教具设备，尤其涉及一种用于编程控制和实践教学的可扩展的多功能小车。

技术介绍

[0002]随着互联网时代的发展，科学技术的变革正在改变着传统教育观念和教育方式。近年来，在素质教育教学中，许多学校里设置了创客教育课程和创客教育空间。融合科学、技术、工程、艺术、数学等知识与技能，通过动手实践培养学生的创新能力、探究力和创造力，趣味性很强，在玩耍的同时，也可以对玩家起到启迪和智力开发的作用。
[0003]创客教学中对于机器人的智能编程和控制，常用到各类创客小车为载体，加深学生对于编程控制系统的理解，同时也培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力。创客小车采用主控编程或人机交互来控制其执行器机构，因为其功能典型、演示教学生动形象等特点深受师生们的喜欢。但在实际教学使用过程中，存在一些安全隐患和使用不便的问题。
[0004]一方面，当前教学所用的小车设备中多采用螺钉固定其车体结构，但是小车设备的使用对象多为中小学生，因其年龄、动手能力等方面的限制，在使用螺丝刀等工具固定车体结构的过程中存在较大的伤害风险；另一方面，使用工具固定车体的操作所占用的时间，对于整节教学课时来说占用比例过大，不益于教师的教学安排；另外，由于小车设备采用单排排针和排线来连接其电路线路，但是在教学实践中了解到，单排针线连接电路的要求对于零基础的学生来说，较难以理解，且容易插错针脚导致产生错误结果，此类在成人认知中很容易解决的问题，学生难以记忆理解并操作；还有，当前使用的小车设备，车型单一，仅为单一功能的循迹小车或超声波避障小车等，无法在小车主体不变的情况下快速变换小车的类型，不能作为多种教学案例使用。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本技术提供了一种可扩展的多功能小车，车体安装方便，可搭建的车型种类众多，功能模块更换快捷，线路连接清晰不易错。
[0006]本技术采用的技术方案是：一种可扩展的多功能小车，包括车体组件和与车体组件插接连接的扩展模块、车轮模组；
[0007]所述车体组件包括上部开口、内部中空的外壳，所述外壳前后侧壁均开设有安装扩展模块的拆装接口，外壳左右侧壁的上部开设有驱动板卡槽，外壳内底部设置有四个电机预装槽位和一个电池预装槽位；
[0008]所述扩展模块包括与拆装接口插接连接的多种快装支架和与快装支架配套的多种功能组件，所述快装支架与功能组件可拆卸式连接；
[0009]所述车轮模组安装于车体外壳的两侧。
[0010]作为对上述技术方案的进一步限定，所述车体组件还包括插装于电机预装槽位上方的电机盖板。
[0011]作为对上述技术方案的进一步限定，所述快装支架选用通用支架、循迹支架和超声波支架中的一种或两种，所述功能组件选用推铲、机械手组件、循迹组件和超声波组件中的一种或两种，所述功能组件与快装支架一一对应安装。所述推铲和机械手组件可以分别与通用支架安装组合成推铲功能和机械手功能的扩展模块，所述循迹组件可以与循迹支架安装组合成循迹功能的扩展模块，所述超声波组件可以与超声波支架安装组合成超声波避障功能的扩展模块。
[0012]作为对上述技术方案的进一步限定，所述车轮模组的车轮类型包括麦克纳姆轮、四驱轮和履带，所述履带配备有履带从动轴。多功能小车可选择车轮模组中的一种车轮来安装。
[0013]作为对上述技术方案的进一步限定，所述多功能小车还包括控制模块和驱动模块。
[0014]所述驱动模块包括卡装于电池预装槽位内的一个电池和卡装于电机预装槽位内的四个电机，所述电机的输出轴贯穿外壳侧壁，伸向于外壳外部，所述车轮模组中的一种车轮安装于电机的输出轴上。
[0015]所述控制模块包括与电池电连的驱动板和小车的遥控器，所述驱动板插装于驱动板卡槽内。所述驱动板上设置有用于连接扩展模块的若干个 HY2.0
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4P扩展接口、用于连接主控模块的一组主控标准接口、用于连接电机的四个HY2.0
‑
2P接口和用于连接机械手组件的一组Header2.54
‑
3P接口。
[0016]所述HY2.0
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4P扩展接口包括四个I
2 C接口、五个模拟信号接口、两个数字信号接口和一个UART串口信号接口，所述循迹组件连接于驱动板上的模拟信号接口，所述超声波组件连接于驱动板上的数字信号接口。
[0017]HY2.0
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4P扩展接口用于连接多种传感器和多种扩展模块，扩展多功能小车的更多使用功能。根据扩展模块本身的接口类型，连接于相应的 HY2.0
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4P扩展接口即可，例如，四个I
2 C接口可用于连接LCD1602屏、Si705 温度传感器、LMA75温度传感器、AM2321温湿度传感器和PU6050陀螺仪等扩展模块和扩展设备；五个模拟信号接口除了用于连接循迹组件外，还可以用于连接三轴加速度传感器等扩展模块，所连接的扩展模块需要几个接口就连接几个模拟信号接口；两个数字信号接口除了用于连接超声波组件外，还可以用于连接震动马达、蜂鸣器等功能模块；一个UART串口信号接口可用于连接WIFI模块、蓝牙模块、E
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ink墨水屏模块等。
[0018]作为对上述技术方案的进一步限定，所述驱动板上安装有一个PS2遥控接收器、一个红外遥控接收器、一个蜂鸣器和六个RGB全彩灯珠。
[0019]所述遥控器包括与PS2遥控接收器配套的PS2遥控手柄和与红外遥控接收器配套的红外遥控器。
[0020]所述主控模块选用装有AMEGA系列芯片的NANO控制板、装有STM32 系列芯片的开发板和装有STC系列芯片的51单片机开发板中的一种。NANO 控制板、STM32开发板和51单片机开发板的接口相同，与驱动板上的主控标准接口23定义相同，便于与驱动板的连接。
[0021]不同的主控模块可以配套多种不同的上位机编程软件，可适用于不同创客教学课程和教学体系中，扩展本技术小车的教学应用范围。
[0022]采用上述技术，本技术的优点在于：一方面，多功能小车的车体外壳全部采用
免螺钉安装，使用可快速拆装的结构来连接各个功能模块，直接插拔即可更换不同的模组，十分便于拆装，并且能让使用者快速变换小车的组合方案，解决了原来使用螺丝刀拆装车体的危险问题和拆装费时的问题；另一方面，驱动板电路采用统一标准的接口，插口方向明显，并且具有清晰的教学标志，解决了学生容易插错、插反的问题；另外，本技术的多功能小车作为一个多种组合方案集成的平台，通过不同功能模块的方案组合，实现小车功能的多样化。如循迹小车、超声波避障小车、机械手小车、推铲小车、麦克纳姆小车、四驱小车和履带小车等各个功能小车。并且还可以根据需要进行其它扩展，扩展使用者能想到的其他符合组装结构的功能模块，来进一步扩展小车的功能，解决了原来小车车型单一的问题。
附图说明
[0023]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可扩展的多功能小车，其特征在于：包括车体组件和与车体组件插接连接的扩展模块、车轮模组；所述车体组件包括上部开口、内部中空的外壳(1)，所述外壳(1)前后侧壁均开设有安装扩展模块的拆装接口(101)，外壳(1)左右侧壁的上部开设有驱动板卡槽(103)，外壳(1)内底部设置有电机预装槽位(104)和电池预装槽位(102)；所述扩展模块包括与拆装接口(101)插接连接的快装支架和与快装支架配套的功能组件，所述快装支架与功能组件可拆卸式连接；所述车轮模组安装于车体外壳(1)的两侧。2.根据权利要求1所述的一种可扩展的多功能小车，其特征在于：所述车体组件还包括插装于电机预装槽位(104)上方的电机盖板(9)。3.根据权利要求1所述的一种可扩展的多功能小车，其特征在于：所述快装支架选用通用支架(6)、循迹支架(10)和超声波支架(11)中的一种或两种，所述功能组件选用推铲(3)、机械手组件(5)、循迹组件(12)和超声波组件(13)中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的一种可扩展的多功能小车，其特征在于：所述车轮模组的车轮类型包括麦克纳姆轮、四驱轮和履带，所述履带配备有履带从动轴。5.根据权利要求3所述的一种可扩展的多功能小车，其特征在于：还包括控制模块和驱动模块；所述驱动模块包括卡装于电池预装槽位(102)内的电池(7)和卡装于电机预装槽位(104)内的电机(8)，所述电机(8)的输出轴贯穿外壳(1)侧壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣志刚，李晓龙，
申请(专利权)人：河北阿斑兔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：