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一种移动稳定性高的教育机器人的制作方法

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

一种移动稳定性高的教育机器人的制作方法

1.本发明属于教育机器人技术领域,尤其涉及一种移动稳定性高的教育机器人。


背景技术:

2.机器人也在飞速的发展,因此有关机器人的教育也逐步开展到中小学阶段,大量的机器人教具面市,称之为教育机器人。这些教育机器人始于国外早期的创客作品,基本都是基于开源主控中心作为主控中心,配有几种常用传感器,这种类型的产品在社会上已经存在多年。
3.但是现有的教育机器人存在着移动稳定性不高的问题,在教育机器人移动的过程中,当其经过非完全水平,带有一定坡度的地面时,教育机器人会产生相应的倾斜,从而使得教育机器人的重心产生偏移,进而教育机器人具有倾倒的可能性,影响使用者的使用体验。


技术实现要素:

4.基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种移动稳定性高的教育机器人。
5.本发明提出的一种移动稳定性高的教育机器人,包括:
6.底座,所述底座内部设置有安装腔,所述安装腔内可滑动的配置有配重块,所述配重块在所述安装腔内移动时,可调节所述底座的重心位置;
7.机器人主体,所述机器人主体固定配置于所述底座的上方;
8.移动轮,所述移动轮配置于所述底座的下方,且所述移动轮用于带动所述底座移动,以实现所述教育机器人的移动;
9.重心调节结构,所述重心调节结构配置于所述底座上,所述重心调节结构可检测所述底座是否处于水平状态,当所述底座与水平面之间存在夹角时,所述安装腔内的最高点位置为目标位置,所述重心调节结构驱动所述配重块向所述目标位置移动,以平衡所述底座的重心。
10.优选地,所述安装腔为圆形结构,所述重心调节结构包括径向调节组件和旋转调节组件,所述径向调节组件配置于所述安装腔内,且一端与所述安装腔的中心点可转动的连接,所述配重块可滑动的配置于所述径向调节组件上,所述径向调节组件可驱动所述配置块沿所述安装腔径向滑动,并锁定其位置,所述旋转调节组件可驱动所述径向调节组件绕所述安装腔的中点旋转,并锁定其位置。
11.优选地,所述重心调节结构还包括感应控制组件,所述感应控制组件包括重力感应器和控制器,所述径向调节组件和旋转调节组件被配置于受所述控制器控制,所述重力感应器可感应所述底座的重力变化,以判断其是否保持水平,当所述底座为非水平状态时,所述重力感应器向所述控制器发出电信号,所述控制器对所述径向调节组件和旋转调节组件发出控制信号,以控制其调节所述配重块位置。
12.优选地,所述旋转调节组件包括转动柱和第一驱动件,所述底座下方中部固定连
接有安装板,所述安装板为中空结构,所述转动柱可转动的配置于所述底座中心处,且所述转动柱的上端与所述径向调节组件的端部固定连接,下端伸入所述安装板内部,所述第一驱动组件固定安装于所述安装板内部,且通过传动组件与所述转动柱连接,用于驱动所述转动柱旋转,所述第一驱动件被配置于受所述控制器控制。
13.优选地,所述控制器固定配置于所述安装板内部,所述重力感应器固定配置于所述安装板中部下方。
14.优选地,所述第一驱动件为驱动电机,所述传动组件包括蜗轮和蜗杆,所述蜗轮固定套接于所述转动柱的下端,所述蜗杆与所述第一驱动件的输出轴同轴固定连接,且与所述蜗轮啮合连接。
15.优选地,所述径向调节组件包括旋转板和第二驱动件以及螺纹杆和限位件,第二驱动件被配置于受所述控制器控制,所述旋转板的下侧与所述转动柱的上端固定连接,所述第二驱动件固定安装在所述旋转板的上侧,且输出轴与所述螺纹杆同轴固定连接,所述螺纹杆沿所述安装腔径向延伸,所述配重块螺纹套接于所述螺纹杆上,所述限位件用于限制所述配重块旋转。
16.优选地,所述径向调节组件还包括滑块,所述滑块与所述安装腔的侧壁滑动连接,所述螺纹杆远离第二驱动件的一端与所述滑块转动连接。
17.优选地,所述限位件为限位杆,所述限位杆与所述螺纹杆平行设置,所述限位杆的一端与所述滑块固定连接,另一端与所述旋转板固定连接,且所述限位杆可滑动的贯穿所述配重块。
18.优选地,所述安装腔的侧壁上固定设置有环形的导轨,所述滑块滑动配置于所述导轨上。
19.与现有技术相比,本发明的有益效果是:
20.1、当底座向一侧倾斜一定角度时,该智能机器人整体的重心则会向该侧偏移,从而只能机器人具有向该侧倾倒的趋势,但是此时重心调节结构,驱动配重块在安装腔内向位置更高的另一侧移动,从而使得底座的重心向另一侧偏移,进而使得智能机器人整体的重心保持平衡;
21.2、通过设置径向调节组件和旋转调节组件,形成一个极坐标体系,其中旋转调节组件驱动径向调节组件绕安装腔的中点旋转,以使配重块处于安装腔的不同径线上,而径向调节组件驱动配重块滑动,进而调节其在安装腔某一径线上的位置,从而通过两者配合,可将配重块调节至安装腔内任一位置。
附图说明
22.图1为本发明提出的移动稳定性高的教育机器人的整体结构示意图;
23.图2为本发明提出的移动稳定性高的教育机器人的安装板内部结构示意图;
24.图3为本发明提出的移动稳定性高的教育机器人的底座内部结构示意图;
25.图4为图3中a处结构放大图。
26.图中:1底座、2移动轮、3机器人主体、4安装板、5重力感应器、6控制器、7蜗轮、8第一驱动件、9蜗杆、10转动柱、11旋转板、12第二驱动件、13螺纹杆、14配重块、15导轨、16滑块、17限位杆、18安装腔。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
28.参照图1-4,一种移动稳定性高的教育机器人,包括:
29.底座1,底座1内部设置有安装腔18,安装腔18内可滑动的配置有配重块14,配重块14在安装腔18内移动时,可调节底座1的重心位置;
30.机器人主体3,机器人主体3固定配置于底座1的上方;
31.移动轮2,移动轮2配置于底座1的下方,且移动轮2用于带动底座1移动,以实现教育机器人的移动;
32.重心调节结构,重心调节结构配置于底座1上,重心调节结构可检测底座1是否处于水平状态,当底座1与水平面之间存在夹角时,安装腔18内的最高点位置为目标位置,重心调节结构驱动配重块14向目标位置移动,以平衡底座1的重心。
33.应用上述技术方案的实施例中,通过在底座1上设置重心调节结构以及在内部设置配重块14,重心调节结构可调节配重块14的位置,来平衡底座1的重心;当底座1向一侧倾斜一定角度时,该智能机器人整体的重心则会向该侧偏移,从而只能机器人具有向该侧倾倒的趋势,但是此时重心调节结构,驱动配重块14在安装腔18内向位置更高的另一侧移动,从而使得底座1的重心向另一侧偏移,进而使得智能机器人整体的重心保持平衡。
34.本实施例中优选的技术方案,安装腔18为圆形结构,重心调节结构包括径向调节组件和旋转调节组件,径向调节组件配置于安装腔18内,且一端与安装腔18的中心点可转动的连接,配重块14可滑动的配置于径向调节组件上,径向调节组件可驱动配置块沿安装腔18径向滑动,并锁定其位置,旋转调节组件可驱动径向调节组件绕安装腔18的中点旋转,并锁定其位置;本实施例中具体的,通过设置径向调节组件和旋转调节组件,形成一个极坐标体系,其中旋转调节组件驱动径向调节组件绕安装腔18的中点旋转,以使配重块14处于安装腔18的不同径线上,而径向调节组件驱动配重块14滑动,进而调节其在安装腔18某一径线上的位置,从而通过两者配合,可将配重块14调节至安装腔18内任一位置。
35.本实施例中优选的技术方案,重心调节结构还包括感应控制组件,感应控制组件包括重力感应器5和控制器6,径向调节组件和旋转调节组件被配置于受控制器6控制,重力感应器5可感应底座1的重力变化,以判断其是否保持水平,当底座1为非水平状态时,重力感应器5向控制器6发出电信号,控制器6对径向调节组件和旋转调节组件发出控制信号,以控制其调节配重块14位置;本实施例中优选的技术方案,通过设置重力感应器5和控制器6,可自动化判断底座1是否产生了倾斜,从而控制器6控制径向调节组件和旋转调节组件运行,最终控制配重块14的位置,调节底座1的重心位置。
36.本实施例中优选的技术方案,旋转调节组件包括转动柱10和第一驱动件8,底座1下方中部固定连接有安装板4,安装板4为中空结构,转动柱10可转动的配置于底座1中心处,且转动柱10的上端与径向调节组件的端部固定连接,下端伸入安装板4内部,第一驱动组件固定安装于安装板4内部,且通过传动组件与转动柱10连接,用于驱动转动柱10旋转,第一驱动件8被配置于受控制器6控制;具体的本实施例中,旋转调节组件由第一驱动件8和转动柱10以及传动组件构成,其中控制器6可控制第一驱动件8运行,而第一驱动件8可驱动转动柱10旋转,进而带动径向调节组件以旋转柱为轴旋转。
37.本实施例中优选的技术方案,控制器6固定配置于安装板4内部,重力感应器5固定配置于安装板4中部下方;具体的本实施例中,控制器6设置在安装板4内部,可受到安装板4的保护,而重力感应器5设置在安装板4的中部下方,也就是底座1的中部正下方,能够更高的感应底座1的重力变化。
38.本实施例中优选的技术方案,第一驱动件8为驱动电机,传动组件包括蜗轮7和蜗杆9,蜗轮7固定套接于转动柱10的下端,蜗杆9与第一驱动件8的输出轴同轴固定连接,且与蜗轮7啮合连接;具体的,第一驱动件8带动蜗杆9旋转,进而通过蜗轮7带动转动柱10旋转,同时蜗轮7蜗杆9的配合,具有自锁定的效果。
39.本实施例中优选的技术方案,径向调节组件包括旋转板11和第二驱动件12以及螺纹杆13和限位件,第二驱动件12被配置于受控制器6控制,旋转板11的下侧与转动柱10的上端固定连接,第二驱动件12固定安装在旋转板11的上侧,且输出轴与螺纹杆13同轴固定连接,螺纹杆13沿安装腔18径向延伸,配重块14螺纹套接于螺纹杆13上,限位件用于限制配重块14旋转;具体的本实施例中,第二驱动件12为驱动电机,其控制螺纹杆13旋转,在限位件的限位作用下,配重块14不可旋转,进而通过螺纹配合,使得配重块14顺着螺纹杆13延伸方向移动,并且螺纹配合具有自锁的效果。
40.本实施例中优选的技术方案,径向调节组件还包括滑块16,滑块16与安装腔18的侧壁滑动连接,螺纹杆13远离第二驱动件12的一端与滑块16转动连接;具体的本实施例中,通过设置滑块16,滑块16与安装腔18的侧壁转动连接,进而使得径向调节组件的旋转更加稳定。
41.本实施例中优选的技术方案,限位件为限位杆17,限位杆17与螺纹杆13平行设置,限位杆17的一端与滑块16固定连接,另一端与旋转板11固定连接,且限位杆17可滑动的贯穿配重块14;具体的本实施例中,通过设置限位杆17,限位杆17可限制配重块14绕螺纹杆13旋转。
42.本实施例中优选的技术方案,安装腔18的侧壁上固定设置有环形的导轨15,滑块16滑动配置于导轨15上;具体的通过设置导轨15,使得滑块16的滑动更加稳定。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。