[发明专利]一种无线充电的全封闭球型机器人

权利要求书

1.一种无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述无线充电的全封闭球型机器人包括无线输电模块、无线受电模块、电池管理模块、感应开关模块、电池模块、稳压模块、主控模块、球体姿态模块、外部控制模块、无线通信模块、驱动模块、电机模块其中，

无线输电模块，在球体外部，将外部电源的电能转化成能量传输给无线受电模块；

无线受电模块，安装在球体内部，用于接收无线输电模块发送的能量，与电池管理模块连接为充电提供电能；

电池管理模块，安装在球体内部，接收无线受电模块发送的能量；控制向电池模块输入的电流及电压的大小，最终完成对电池充电的管理；

感应开关模块，用于控制整个系统电路的通断，所述开关模块由常闭型干簧管构成，通过外部磁性物质接近改变通断状态，连接电池模块以及电池管理模块；

电池模块，安装在球体内部，用于提供电能；连接到5V稳压模块产生其他模块所需求的电能，连接到驱动模块提供驱动的电能；

稳压模块，安装在球体内部，用于将电源模块电压转换为5V与3.3V电压，为无线通信模块、主控模块、球体姿态模块供电；

主控模块，接收来自无线通信模块的控制命令，向无线通信模块发送查询命令，查询外部控制模块是否在线；接收来自球体姿态模块的角度、地磁数据，并将其融合，并按照融合结果生成PWM波发送给驱动模块，所述主控模块为STM32F103C8T6；

球体姿态模块，安装在球体内部，用于检测球体在运行过程中的姿态参数，包含三轴角速度、三轴加速度、地磁方向，将其融合成角度和地磁信息发送给主控模块；

外部控制模块，在球体外部，可为包含蓝牙或者NRF24L01的设备或模块，用于产生控制命令或者采集所处平面倾斜角度，通过自身的无线通信功能发送到球内无线通信模块；

无线通信模块，安装在球体内部，用于实现无线通信，通过无线功能接收外部控制模块的控制命令或所处平面的倾斜角度；接收主控模块的查询命令，查询外部控制模块或者是否在线；将倾斜角度或控制命令发送到主控模块；

驱动模块，安装在球体内部，用于为电机提供驱动电流，接收来自主控模块的控制命令，向电机模块提供驱动电流。

2.根据权利要求1所述的无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述主控模块由STM32F103C8T6单片机组成。

3.根据权利要求3所述的无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述电机模块包括电机、电机固定装置；其中，

电机安装于电机固定装置内，电机轴与橡胶轮胎相连，橡胶轮胎与球壳直接接触从而通过电机的转动可以实现球的前进转向与平衡的控制。

4.根据权利要求1所述的无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述感应开关模块由常闭型干簧管构成，通过引线接至球壳内部电路板上，依靠感应外部磁性控制整个系统电路的通断。

5.根据权利要求1所述的无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙透传模块与NRF24L01模块的组合。

6.根据权利要求1所述的无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述球体姿态模块为整合性六轴运动处理组件与地磁计的组合。

7.根据权利要求1所述的无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述外部控制模块独立于球体，可以由人为输入、外部姿态采集两种方式以2.4GhzISM频段无线的形式发送数据。

8.根据权利要求1所述的无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述无线输电模块，由外部电源与发射线圈组成，其中，

发射线圈直径200mm，由直径0.5mm漆包铜丝绕制而成，共7匝。

9.根据权利要求1所述的无线充电的全封闭球型机器人，其特征在于，所述无线受电模块，由电源整流模块与200mm接收线圈组成，其中，

电源整流模块输出电流大小为600mA，输出电压大小为12V；

接收线圈直径200mm，由直径0.5mm漆包铜丝绕制而成，共7匝。