一种智能儿童玩具车的制作方法

1.本公开涉及一种儿童车，特别涉及一种智能儿童玩具车。


背景技术：

2.国内传统的儿童电动车其结构外形一般仿制汽车，偏于保守，缺少新意。传统儿童电动车一般选用铅酸蓄电池作为供电电源，允许用户自行加装电池以提高电机功率，容易发生安全事故。传统儿童电动车依靠方向盘或者由家长手持专用遥控器控制，如果外出时专用遥控器丢失、损坏或者仅由孩子来操控方向盘，家长就会失去对电动车的控制权，孩子操控的车辆有可能会发生碰撞、跌落、挤压等意外事故。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种智能儿童玩具车，具有自主安全行走和家长便携式安全控制等两种功能，能够较好的适应周边环境。
4.为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
5.一种智能儿童玩具车，包括：
6.主体，主体包括外壳和车罩，外壳上设置有把手，
7.主体内设置有安全座椅，座椅重心与主体中心重叠，座椅下方设置有底盘，底盘包括上底盘和下底盘，其中，
8.上底盘包括上底板，上底板上设置有油门，
9.上底盘通过连接杆连接下底盘，
10.下底盘包括上底板和下底板，
11.上底板和下底板通过铝方管连接，上底板与下底板之间设置有信号接收器和发射器和主控装置以及驱动装置，并且，
12.所述信号接收器用于接收移动终端发送的控制信号并反馈至主控装置，
13.所述主控装置用于控制信号发射器向移动终端发送问询信号进行问询，
14.所述信号接收器用于接收移动终端发送的确认信号并反馈至主控装置后，
15.所述主控装置进一步用于向驱动装置发送驱动指令控制儿童车自主行走。
16.优选的，所述主控装置包括单片机最小系统。
17.优选的，所述驱动装置包括驱动机构和执行机构。
18.优选的，所述儿童车还包括信号采集装置，信号采集装置与主控装置电连接。
19.优选的，所述主控装置中设置有模式切换模块。
20.优选的，所述儿童车还包括无线通信装置，信号接收器及信号发射器通过该无线通信装置与移动终端传递信号。
21.优选的，所述儿童车还包括减震装置，所述减震装置与驱动装置连接。
22.优选的，所述儿童车还包括报警装置，所述报警装置和主控装置电连接。
23.优选的，所述儿童车内还设置有滑梯。
24.优选的，所述儿童车还包括挡泥板，挡泥板设置于下底板上。
25.与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
26.1、外观采用椭圆飞碟式设计，设计新颖；
27.2、采用主动轮和万向轮双轮驱动，具有多方位转向的功能；
28.3、设计有避震装置，能够增加车身的稳定性；
29.4、采用多种行走模式，对周边环境有较强的适应性；
30.5、采用两级中断信号控制，增大了安全性。
附图说明
31.图1是本公开一个实施例提供的一种智能儿童玩具车的结构示意图；
32.图2是本公开另一个实施例提供的儿童车的内部结构示意图；
33.图3是本公开另一个实施例提供的儿童车的内部结构剖面图；
34.图4是本公开另一个实施例提供的儿童车的底盘结构示意图；
35.图5是本公开另一个实施例提供的单片机最小系统的整体电路框图；
36.图6是本公开另一个实施例提供的usb供电回路的电路框图；
37.图7是本公开另一个实施例提供的系统供电稳压电路的电路框图；
38.图8是本公开另一个实施例提供的滤波电路的电路框图；
39.图9(a)-图9(b)是本公开另一个实施例提供的晶振电路的电路框图；
40.图10是本公开另一个实施例提供的复位电路的电路框图；
41.图11是本公开另一个实施例提供的扩展供电接口电路的电路框图；
42.图12是本公开另一个实施例提供的调试jtag、swd接口电路的电路框图；
43.图13是本公开另一个实施例提供的通用i/o口电路的电路框图；
44.图14是本公开另一个实施例提供的电源指示灯的电路框图；
45.图15是本公开另一个实施例提供的一级中断程序的示意图；
46.图16是本公开另一个实施例提供的二级中断程序的示意图；
47.附图标记说明如下：
48.1、主体(1.1、方向盘；1.2、外壳；1.3、把手；1.4、滑梯；1.5、前端方向板)；2、上底盘(2.1、安全座椅；2.2、油门；2.3、连接杆；2.4、上底板)；3、下底盘(3.1、挡泥板；3.21、上底板；3.22、铝方管；3.23下底板、3.24、底盘架；3.3、万向轮；3.4、主动轮；3.5、碳板；3.6、驱动机构；3.7、避震器；3.8、滑动轴承支架与滑动轴承；3.91、陀螺仪；3.92、磁感传感器；3.93、编码器；3.94、超声波与微波传感器；3.95红外传感器；3.96、无线通信装置)；4、车罩。
具体实施方式
49.下面将参照附图图1至图16详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
50.需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利
要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
51.为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
52.一个实施例中，如图1所示，一种智能儿童玩具车，包括：
53.主体1，主体1包括外壳1.2和车罩4，外壳1.2上设置有把手1.3，
54.主体1内设置有安全座椅2.1，座椅重心与主体中心重叠，座椅下方设置有底盘，底盘2包括上底盘和下底盘3，其中，
55.上底盘2包括上底板2.4，上底板2.4上设置有油门2.2，
56.上底盘2通过连接杆2.3连接下底盘3，
57.下底盘3包括上底板3.21和下底板3.23，
58.上底板3.21和下底板3.23通过铝方管3.22连接，上底板3.21和下底板3.23之间设置有信号接收器和发射器和主控装置以及驱动装置，并且，
59.所述信号接收器用于接收移动终端发送的控制信号并反馈至主控装置，
60.所述主控装置用于控制信号发射器向移动终端发送问询信号进行问询，
61.所述信号接收器用于接收移动终端发送的确认信号并反馈至主控装置后，
62.所述主控装置进一步用于向驱动装置发送驱动指令控制儿童车自主行走。
63.本实施例中，由于儿童车主体呈椭圆类飞碟状，且无明显尖锐棱角，椭圆体结构较为稳定牢固，且车体重心居中，类似于不倒翁，即使儿童在车内随意扭动，也不会造成车身倾倒，相比传统的儿童车设计在安全性方面有很大提升。此外，该款儿童车可由移动终端进行控制，且控制权限大于儿童自我控制，因此能够避免周边环境带来的不安全隐患。
64.另一个实施例中，所述主控装置包括单片机最小系统。
65.本实施例中，如图5所示，单片机最小系统包括单片机、usb供电回路、系统供电稳压电路、滤波电路、外接晶振电路和系统复位回路；其中，单片机选用意法半导体公司的stm32f103c8t6。
66.下面，结合电路图对其余电路进行详细描述。
67.如图6所示，usb供电回路包括mini-usb接口，其中，引脚1接入5v电源作为最小系统供电接口，引脚2串联阻值为22ω的电阻r1并与stm32f103c8t6的pa11相连接，引脚3串联阻值为22ω的电阻r2后分为两条支路，其中一条支路与stm32f103c8t6的pa12引脚相连，另一条支路与阻值为10kω的电阻r3串联后接入系统供电稳压电路的3.3v输出端。
68.如图7所示，系统供电稳压电路包括ams11117-3.3芯片，其中，引脚3作为输入端与usb供电回路中的引脚1相连，同时并联电容c2和c3，引脚2作为输出端并联电容c4和c5，引出3.3v供电总线，引脚1接地。该供电稳压电路能够把5v输入电压转换为3.3v输出电压，从而能够达到保护单片机最小系统安全稳定供电的作用。
69.如图8所示，滤波电路由无极性电容c10、c11、c12、c13和c14两两并联连接，电容c10、c11、c12、c13和c14的一端共同接地，另一端连接系统供电稳压电路的输出电压3.3v引
脚，使供电电流更加平滑。
70.如图9(a)-图9(b)所示，晶振电路包括8m晶振电路和32.768k晶振电路，其中，8m晶振电路由并联连接的8m晶振x1和电容c6和c7组成，x1的两端分别接入stm32f103c8t6芯片的oscin和oscout引脚；32.768k晶振电路由并联连接的32.768k晶振y1和电容c8和c9组成，y1的两端分别接入stm32f103c8t6芯片的pc14和pc15引脚。
71.如图10所示，复位电路包括并联连接的按钮开关s1和电容c1，s1的一侧连接电阻r4的一侧，电阻r4的另一侧连接3.3v，电阻r4和按钮开关s1之间引出输入端，该输入端与stm32f103c8t6芯片的nrst相连，当按钮开关s1按下时，能够起到对单片机最小系统进行复位的作用。
72.此外，所述单片机最小系统还包括扩展供电接口电路、调试jtag、swd接口电路、通用i/o口电路和指示灯，其中，
73.如图11所示，扩展供电接口电路采用2*3排母，引脚1和2接5v电源，引脚3和4接stm32f103c8t6芯片的3.3v引脚，引脚5和6接地，用于给单片机最小系统接入外设预留供电电源接口。
74.如图12所示，调试jtag、swd接口电路采用2*20插槽，能够将写好的程序编译好形成hex文件后写入stm32f103c8t6芯片。
75.如图13所示，通用i/o口电路采用两个1*20排母，排母上的每个端子分别与信号采集装置中的某一个传感器连接，担负起信号传输的任务。
76.如图14所示，单片机最小系统还包括电源指示灯，指示灯由串联的二极管d1和电阻r5构成，电阻r5的一端连接系统供电稳压电路的3.3v输出端，二极管d1的另一端接地，能够检验儿童车是否通电。
77.另一个实施例中，所述驱动装置包括驱动机构3.6和执行机构。
78.本实施例中，驱动机构3.6包括电机驱动器、直流电机和继电器，执行机构包括主动轮3.4和万向轮3.3。主动轮包括前主动轮和后主动轮，分别设置于儿童车的前端和后端，万向轮包括左万向轮和右万向轮，分别设置于儿童车的左端和右端。当主控装置发出驱动指令以后，电机驱动器驱动直流电机开始工作并控制驱动轮向前或向后移动。当儿童车在行驶过程中需要小角度转动时，驱动机构3.6控制万向轮3.3实现差速转动，由于万向轮3.3自身带有360度的旋转功能，万向轮3.3跟随主动轮3.4一起转动，从而能够实现小角度转动甚至原地自转。此外，当主控装置接收到信号采集装置发送的异常信号时，主控模块发出断开指令控制继电器开关断开，使得驱动装置停止运行，从而达到保护儿童车的作用。
79.另一个实施例中，所述儿童车还包括信号采集装置，信号采集装置与主控装置电连接。
80.本实施例中，信号采集装置包括传感器组件以及编码器3.93；其中，传感器组件包括超声波与微波传感器3.94、红外传感器3.95、磁感传感器3.92和陀螺仪3.91；超声波与微波传感器3.94置于靠近前主动轮的底盘架3.24上，用于探测电动车运行过程中前方是否有障碍物，当前方有障碍物时，超声波传感器和微波传感器输出第一信号到主控装置，主控装置发送转向指令，使儿童车转向，从而避开障碍物。磁感传感器置于下底板上且靠近后主动轮，用于探测地面是否有磁条，当探测到磁条，输出第二信号到主控装置，主控装置再通过程序判断，发出后退并转向的执行指令，使儿童车后退后转向，从而在磁条圈定范围内运
动。红外传感器置于下底板上且靠近前主动轮，用于探测地面落差情况，当儿童车遇到如台阶等有明显高度差的区域，红外传感器输出第三信号到主控装置，主控装置通过程序判断是否存在落差，如果存在落差，则发出指令让儿童车后退并转向。陀螺仪置于下底板中间位置，用于探测车体运行稳定情况，当车身出现剧烈晃动、重心不稳等情况时，陀螺仪输出第四信号到主控装置，主控装置发送车身重心纠正指令，调节电机转动，使得车身恢复稳定。编码器与驱动装置电连接，用于检测电机的输出功率，当电机的输出功率大于预定值时，编码器发送第五信号至主控装置，主控装置发送限速指令至驱动装置降低电机的输出功率。
81.另一个实施例中，所述主控装置中设置有模式切换模块。
82.本实施例中，儿童车设置有三种操作模式，模式一是受控模式，模式二是手动模式，模式三是自动跟随模式，这三种模式可以通过模式切换模块进行切换，以应对不同的操控需求。下面，针对这三种模式进行具体描述：
83.当移动终端与儿童车建立信号连接后，模式二失效，此时，可以通过移动终端选择儿童车进入模式一或模式三，进入模式一或模式三之后，儿童车启动，如图15所示，一级中断程序开始执行，移动终端每500ms循环发送广播信号至接收器，主控装置判断是否接收到广播信号，如果没有接收到广播信号，则主控装置发送一级中断信号至驱动装置，驱动装置停止运行，儿童车原地停车；若主控装置能够接收到广播信号，如图16所示，二级中断程序开始执行，信号采集装置持续采集周边信息，若遇到异常，则主控装置发送二级中断信号至驱动装置，儿童车进行车体纠偏、转向和后退等调整。
84.当儿童车进入模式二的时候，儿童通过设置于前端方向板1.5上的方向盘1.1对车辆进行自由操控，但是，当信号采集装置探测到周边环境有异常时，主控装置会强行控制驱动装置停止动作，当驱动装置停止动作后，模式切换装置会自动切换至模式一。若儿童年龄过小，没有自由操控儿童车的能力时，可以将儿童车设定为模式三，此时，信号采集装置会持续对周边环境进行探测，并自动规划与移动终端之间的路径，如果在跟随过程中，遇到难以避开的障碍物或需要上下台阶等状况，主控装置通过发射器发送报警信号至移动终端并自动切换为模式一。
85.另一个实施例中，所述儿童车还包括无线通信装置3.96，信号接收器及信号发射器通过该无线通信装置与移动终端传递信号。
86.本实施例中，无线通信模块可以采用包括蓝牙、5g、zigbee、lora等现有的任何一种无线通信模式。
87.另一个实施例中，所述儿童车还包括减震装置，所述减震装置与驱动装置连接。
88.本实施例中，所述避震装置包括避震器，避震器3.7通过自身的孔位与底盘架3.24上的孔位连接，避震器连接有碳板，碳板与车身呈一定角度并通过滑动轴承支架与滑动轴承3.8与下底板连接，其中，碳板面向车头，避震器面向车后，当儿童车遇到有坡度的地面时，万向轮3.3上移，与万向轮连接的弹簧被压缩，从而达到避震效果。
89.另一个实施例中，所述儿童车还包括报警装置，所述报警装置和主控装置电连接。
90.本实施例中，作为对儿童车的进一步改进，还可以在底盘上增加报警装置，报警装置可以采用听觉报警器或者声光报警器，听觉报警器一般采用蜂鸣器，当传感器组件探测到周边异常信号后，除了启动一级和二级中断程序外，主控装置发送报警指令到蜂鸣器。声光报警器利用音效芯片经三极管和变压器放大，推动扬声器发出声响，并采用定时电路控
制发光二极管发出光信号，当传感器组件探测到儿童车周边异常信号后，除了启动一级和二级中断程序外，控制装置发送报警指令至声光报警器，声光报警器同时发出声、光二种报警信号，尤其适合在夜间使用。
91.另一个实施例中，所述儿童车内还设置有滑梯1.4。
92.另一个实施例中，所述儿童车还包括挡泥板3.1，挡泥板3.1设置于下底板3.23上。
93.本实施例中，挡泥板3.1为左右对称，与下底板3.23螺纹连接，可用于防尘与阻挡沙泥。
94.以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。