实验室用两轮平衡车
技术领域
本实用新型涉及平衡车技术领域，尤其指一种实验室用两轮平衡车。
背景技术
随着人类社会的发展，越来越多的场合开始用到移动机器人，面对狭窄空间的场合，移动机器人的体积大小受到了较为明显的限制，两轮平衡车凭借着体积小、占地面积少的优点成为了新的研究方向。
目前，越来越多的制造商、研究机构和高校开始对两轮平衡车进行研究试验以寻求突破新的产品高度。在高校实验室内进行两轮平衡车研究的过程中，为了对其进行远程操控，往往需要用到辅助的遥控设备，而遥控设备由于存在一定的体积和重量，不便于随身携带，而且对于不同的实验室研究人员而言，都需要共用一个统一的遥控设备，非常不方便，当遥控设备发生故障或者遗失的时候，会导致所有研究人员都无法远程操控两轮平衡车，对实验室研究进展造成阻碍。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种实验室用两轮平衡车，可通过蓝牙模块连接手机来对两轮平衡车进行遥控，无需使用统一的遥控设备，操作方便。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种实验室用两轮平衡车，包括车架和车轮，所述车架包括水平设置的底板和位于底板上方的支撑板，所述底板与支撑板之间通过四根支撑柱连接，所述支撑板的上方设有盖板，所述支撑板与盖板通过四根支撑杆连接，所述底板底部的左、右两侧分固定安装有左电机和右电机，所述左电机传动连接有左车轮，所述右电机传动连接有右车轮，所述底板上设置有电路控制板，所述支撑板上设置有蓄电装置，所述左电机、右电机以及蓄电装置均与电路控制板连接，所述电路控制板上设有单片机模块以及和单片机模块连接的稳压电路模块、姿态传感器模块、电机驱动模块、蓝牙模块。
优选地，所述蓝牙模块为HC-05蓝牙模块，所述HC-05蓝牙模块包括用于设置蓝牙模式的EN引脚、模块供电正极引脚VCC、模块供电负极引脚GND、模块接收端RXD以及模块发送端TXD。
更优选地，所述左电机和右电机均连接有电机测速模块，所述电机测速模块包括安装在各电机尾部的光耦以及与各电机传动连接从而可同步转动的栅格码盘，所述电机测速模块连接单片机模块。
更优选地，所述单片机模块采用STC12C5A60S2型号单片机制成。
更优选地，所述稳压电路模块为采用LM7805芯片制成的5V稳压电路模块。
更优选地，所述姿态传感器模块采用MPU6050六轴传陀螺仪感器制成。
更优选地，所述电机驱动模块选用为TB6612FNG模块。
更优选地，所述蓄电装置包括3节串联的18650锂电池。
更优选地，所述底板和支撑板均采用亚克力材料制成。
本实用新型的有益效果在于：通过在该实验室用两轮平衡车的电路控制板中设置蓝牙模块，可利用蓝牙模块的串行口进行数据传输来实现人机交互控制，使得手机端下载蓝牙控制端软件就可以对该平衡车发送遥控指令了，无需使用统一的遥控设备，操作更方便。
附图说明
图1为本实用新型的原理图；
图2为本实用新型的整体结构示意图；
图3为本实用新型实施例中的电路原理图；
图4为实施例中单片机模块的电路原理图；
图5为实施例中蓝牙模块的电路原理图；
图6为实施例中稳压电路模块的电路原理图。
附图标记为：
1——底板 2——支撑板 3——支撑柱
4——盖板 5——支撑杆 6a——左电机
6b——右电机7a——左车轮7b——右车轮
8——电路控制板 9——蓄电装置 10——光耦
11——栅格码盘。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1-6所示，实验室用两轮平衡车，包括车架和车轮，车架包括水平设置的底板1和位于底板1上方的支撑板2，底板1与支撑板2之间通过四根支撑柱3连接，支撑板2的上方设有盖板4，支撑板2与盖板4通过四根支撑杆5连接，底板1底部的左、右两侧分固定安装有左电机6a和右电机6b，左电机6a传动连接有左车轮7a，右电机6b传动连接有右车轮7b，底板1上设置有电路控制板8，支撑板2上设置有蓄电装置9，左电机6a、右电机6b以及蓄电装置9均与电路控制板8连接，电路控制板8上设有单片机模块以及和单片机模块连接的稳压电路模块、姿态传感器模块、电机驱动模块、蓝牙模块。
上述实施方式提供的实验室用两轮平衡车中，蓝牙模块为HC-05蓝牙模块，HC-05蓝牙模块是一种既可作为主机也可作为从机的串口透传蓝牙模块，当两设备通过蓝牙配对连接成功后，蓝牙模块相当于中转站，两者数据可以互相实时传输通信，HC-05蓝牙模块接线简单，HC-05蓝牙模块包括用于设置蓝牙模式的EN引脚、模块供电正极引脚VCC、模块供电负极引脚GND、模块接收端RXD以及模块发送端TXD，HC-05蓝牙模块工作所需的供电电源为3.3V~5V，能够直接与单片机串行口进行连接，无需RS232接口转换，一般在空旷无阻碍的情况下，模块的有效无线传输距离为10米左右，传输波特率范围宽达4800~1382400波特率，抗干扰能力强。蓝牙模块HC-05的串行接口与主控制器单片机的串口相连，通过串行口进行数据传输实现人机交互控制，手机端下载一个蓝牙控制端APP就可以对平衡小车发送控制指令，实现小车的前进后退及左右转动作。
作为优选地，左电机6a和右电机6b均连接有电机测速模块，电机测速模块包括安装在各电机尾部的光耦10以及与各电机传动连接从而可同步转动的栅格码盘11，电机测速模块连接单片机模块，通过设置电机测速模块来对平衡车的速度进行检测，可实时掌握平衡车的车速情况，具体地，电机转动时带动栅格码盘11同步转动，栅格码盘11上的光栅经过光耦10时会形成相应的脉冲信号。
作为更优选地，单片机模块采用STC12C5A60S2型号单片机制成，该单片机内部指令寄存器还可以兼容传统8051的指令，并且处理速度较快，性能也稳定，抗干扰能力较强。这种单片机开发对设备要求低，只需串口转CH340的TTL电平就可对程序进行改写，最小系统的外部电路简单，内部还有自带分频时钟，用户可根据自己的需要选择需要的工作晶振频率，自带两路PWM模块，由于市场价格一般在3块钱左右一片，性价比高，是本实验室用两轮平衡车的系统最佳选择。
作为更优选地，稳压电路模块为采用LM7805芯片制成的5V稳压电路模块，LM7805集成稳压芯片的外围使用4个电容器就可以获得稳定5V的电压，刚好可满足本实施例的单片机及各模块工作所需电源，如图6所示，蓄电装置9总电源通过IN引脚输入，通过C4和C5两个滤波电容将高频波与低频波虑掉，得到稳定的输入电压，由于集成内部电路工作中出出现自激振荡产生纹波，所以在输出端OUT也需加上C6和C7两个滤波电容，使得输出电压更稳定。
作为更优选地，姿态传感器模块采用MPU6050六轴传陀螺仪感器制成，这是一种精度较高的加速度传感器和陀螺仪的运动处理器件，可同时检测物体的倾斜角度和运动的加速度，并且能实时对小车运动的状态进行检测，通过MPU6050内部的AD转换就可将小车的角度及加速度转换为数字量，使用IIC通信协议读取便于单片机的处理，接线简单。
作为更优选地，电机驱动模块选用为TB6612FNG模块，TB6612FNG是一种新型的集成电路直流电机驱动器件，相比传统的L298驱动电路它的性能更加稳定，输出电流大，PWM频率响应快，可同时驱动两路直流电机的正反转与启停控制， PWM支持频率高达100 kHz，片内包含有低压检测电路与热停机保护电路，其工作温度在-20~ 85°C，以其小型贴片封装的形式而言非常适合设置到本实施例的电路控制板8结构上来。
另外，在本实施例中，作为更优选地，蓄电装置9包括3节串联的18650锂电池，18650锂电池是现在很多移动设备的主流电池，该电池内部存放电能的密度很大，而且可循环充电次数超过一千次，使用18650 锂电池级联可得到任何想要的电压范围，而本实施例的左电机6a和右电机6b均选用25GA370直流电机，其扭力大，同时具有良好的调速性能和制动，足以提供本实施例的平衡车对大电流、高灵敏度快速响应的要求，25GA370直流电机额定工作电压为12V，由于单节18650锂电池的电压为3.75V（满电状态最高可达4.2V），因此使用3节18650锂电池串联就能达到12V左右。
除此之外，底板1和支撑板2均可采用亚克力材料制成，其质地坚硬，成本非常低，作为实验室用两轮平衡车而言足够耐用。
上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内容。
