CN109015700B - 一种儿童教育用堆沙机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种儿童教育用堆沙机器人,包括基座、横向行走装置、纵向行走装置和堆沙装置,所述的基座上安装有横向行走装置，横向行走装置的数量为二，横向行走装置上各安装有一个纵向行走装置，纵向行走装置上各安装有一个堆沙装置，本发明可以解决孩子在动手玩沙子的同时，沙子可能会进入眼睛、嘴巴等地方，对孩子造成伤害，不方便也不够安全和卫生的问题，两个堆沙装置在控制下配合工作，实现铲沙和压沙动作，并且可以相互辅助，采用双堆沙装置，操控更加方便，可以使机器人操作更加多样化和趣味化。

Description

一种儿童教育用堆沙机器人

技术领域

本发明涉及教育机器人领域，具体的是一种儿童教育用堆沙机器人。

背景技术

沙子具有很好的可塑性，在玩沙子的过程中，孩子可以方便地塑造简单的形状，这种即时反馈的感觉给了孩子很好的体验，玩沙子还可以满足孩子的创造欲，孩子的想象力是非常丰富的，他们喜欢通过自己动手创造出各种各样的形状，并且与这些形象一起玩游戏。但是，孩子在动手玩沙子的同时，沙子可能会进入眼睛、嘴巴等地方，对孩子造成伤害，既不方便也不够安全和卫生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够满足儿童玩沙需求的堆沙教育机器人，并且实现手动控制和按程序执行的两种控制方法，解决孩子在动手玩沙子的同时，沙子可能会进入眼睛、嘴巴等地方，对孩子造成伤害，不方便也不够安全和卫生的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种儿童教育用堆沙机器人，包括基座、横向行走装置、纵向行走装置和堆沙装置,所述的基座上安装有横向行走装置，横向行走装置的数量为二，横向行走装置上各安装有一个纵向行走装置，纵向行走装置上各安装有一个堆沙装置，工作时两个堆沙装置在控制下配合工作，实现铲沙和压沙动作，并且可以相互辅助，采用双堆沙装置，操控更加方便，可以使机器人操作更加多样化和趣味化。

所述的横向行走装置包括横向行走电机、横向同步轮、横向惰轮、同步轴、横向同步带、横向直线导轨和横向滑块，所述横向行走电机通过电机座安装在基座上，横向行走电机上安装有横向同步轮，横向惰轮通过轴承安装在基座上，横向惰轮上安装有同步轴，横向同步轮和横向惰轮通过横向同步带啮合，基座上固定有横向直线导轨，横向直线导轨与横向滑块通过滑动配合方式连接，工作过程中，横向行走电机通过横向同步轮与横向同步带啮合的方式带动横向同步带转动，横向惰轮与横向同步带啮合并张紧横向同步带，前后地称的两个横向惰轮通过同步轴保持同速转动，这样可以保证前后对称的一对横向同步带同速转动，在带动纵向行走装置的时候可以确保前后两边同步运行而不会使姿态歪斜，这样的设计可以使机器人的运行更加精确和安全。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的纵向行走装置包括纵向平台、纵向行走电机、纵向同步轮、纵向惰轮、纵向同步带、纵向直线导轨和纵向滑块，所述纵向平台安装在横向滑块上，纵向平台的侧板固定在横向同步带上，纵向行走电机安装在纵向平台上，纵向行走电机上安装有纵向同步轮，纵向惰轮通过轴承安装在纵向平台上，纵向同步轮和纵向惰轮与纵向同步带啮合，纵向平台上固定有纵向直线导轨，纵向直线导轨与纵向滑块通过滑动配合方式连接，工作时，前后两边的横向同步带带动一个纵向平台横向移动，前后两边的横向滑块和横向直线导轨的滑动配合保证了安装在横向滑块上的纵向平台在横向行走时方向的准确，纵向行走电机通过纵向同步轮与纵向同步带啮合的方式带动纵向同步带转动，纵向惰轮与纵向同步带啮合并张紧纵向同步带，同时，上下两层横向行走装置带动同一平面上的两个纵向平台分别横向行走，互不干涉，使机器人的操作更加灵活多样。

作为本发明的一种优选技术方案，所述堆沙装置包括滑台、双轴气缸、平板、转台电机、转台电机同步轮、转台、转台同步轮、转台同步带、挖斗电机、挖斗电机同步轮、挖斗、挖斗同步轮和挖斗同步带，所述滑台安装在纵向滑块上，滑台侧壁固定在纵向同步带上，双轴气缸固定在滑台上，双轴气缸的顶端固定有平板，平板上安装有转台电机，转台电机上安装有转台电机同步轮，转台通过销轴安装在平板上，转台上安装有转台同步轮，转台电机同步轮和转台同步轮通过转台同步带啮合，转台上安装有挖斗电机，挖斗电机上安装有挖斗电机同步轮，挖斗通过销轴安装在转台上，挖斗上安装有挖斗同步轮，挖斗电机同步轮和挖斗同步轮通过挖斗同步带啮合，工作时过程中，纵向同步带带动堆沙装置纵向移动，双轴气缸推动平板上下运动，转台电机通过转台电机同步轮与转台同步带啮合的方式带动转台同步带转动，转台同步带通过与转台同步轮啮合的方式带动转台转动，挖斗电机通过挖斗电机同步轮与挖斗同步带啮合的方式带动挖斗同步带转动，挖斗同步带通过与挖斗同步轮啮合的方式带动挖斗转动，滑台通过纵向滑块与纵向平台上的上下两个纵向直线导轨滑动配合的方式保持姿态不发生歪斜，这样的设计可以使机器人在执行堆沙操作时运行更加精确和安全。

工作时，横向行走电机通过横向同步轮与横向同步带啮合的方式带动横向同步带转动，横向惰轮与横向同步带啮合并张紧横向同步带，前后地称的两个惰轮通过同步轴保持同速转动，这样可以保证前后对称的一对横向同步带同速转动，前后两边的横向同步带带动一个纵向平台横向移动，前后两边的横向滑块和横向直线导轨的滑动配合保证了安装在横向滑块上的纵向平台在横向行走时方向的准确，纵向行走电机通过纵向同步轮与纵向同步带啮合的方式带动纵向同步带转动，纵向惰轮与纵向同步带啮合并张紧纵向同步带，同时，上下两层横向行走装置带动同一平面上的两个纵向平台分别横向行走，互不干涉，纵向同步带带动堆沙装置纵向移动，双轴气缸推动平板上下运动，转台电机通过转台电机同步轮与转台同步带啮合的方式带动转台同步带转动，转台同步带通过与转台同步轮啮合的方式带动转台转动，挖斗电机通过挖斗电机同步轮与挖斗同步带啮合的方式带动挖斗同步带转动，挖斗同步带通过与挖斗同步轮啮合的方式带动挖斗转动，由此实现挖斗以各种姿态铲沙和压沙的动作，操作灵活多样，方便安全，富有趣味。

本发明的有益效果是：

1、本发明可以解决孩子在动手玩沙子的同时，沙子可能会进入眼睛、嘴巴等地方，对孩子造成伤害，不方便也不够安全和卫生的问题。

2、本发明设计了上下双层横向行走装置分别带动两个纵向平台横向行走，互不干涉，使操作更加灵活多样，富有趣味。

3、本发明设计了一对具有五自由度的挖斗，可以实现灵活的挖沙、压沙以及相互配合等操作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明基座与横向行走装置的结构示意图；

图3是本发明纵向行走装置的结构示意图；

图4是本发明堆沙装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1到图4所示， 一种儿童教育用堆沙机器人，其特征在于该机器人主要包括基座1、横向行走装置2、纵向行走装置3和堆沙装置4,所述的基座1上安装有横向行走装置2，横向行走装置2的数量为二，横向行走装置2上各安装有一个纵向行走装置3，纵向行走装置3上各安装有一个堆沙装置4，工作时两个堆沙装置4在控制下配合工作，实现铲沙和压沙动作，并且可以相互辅助，采用双堆沙装置，操控更加方便，可以使机器人操作更加多样化和趣味化。

所述的横向行走装置2包括横向行走电机21、横向同步轮22、横向惰轮23、同步轴24、横向同步带25、横向直线导轨26和横向滑块27，所述横向行走电机21通过电机座安装在基座1上，横向行走电机21上安装有横向同步轮22，横向惰轮23通过轴承安装在基座1上，横向惰轮23上安装有同步轴24，横向同步轮22和横向惰轮23通过横向同步带25啮合，基座1上固定有横向直线导轨26，横向直线导轨26与横向滑块27通过滑动配合方式连接，工作过程中，横向行走电机21通过横向同步轮22与横向同步带25啮合的方式带动横向同步带25转动，横向惰轮23与横向同步带25啮合并张紧横向同步带25，前后地称的两个横向惰轮23通过同步轴24保持同速转动，这样可以保证前后对称的一对横向同步带25同速转动，在带动纵向行走装置3的时候可以确保前后两边同步运行而不会使姿态歪斜，这样的设计可以使机器人的运行更加精确和安全。

所述的纵向行走装置3包括纵向平台31、纵向行走电机32、纵向同步轮33、纵向惰轮34、纵向同步带35、纵向直线导轨36和纵向滑块37，所述纵向平台31安装在横向滑块27上，纵向平台31的侧板固定在横向同步带25上，纵向行走电机32安装在纵向平台31上，纵向行走电机32上安装有纵向同步轮33，纵向惰轮34通过轴承安装在纵向平台31上，纵向同步轮33和纵向惰轮34与纵向同步带35啮合，纵向平台31上固定有纵向直线导轨36，纵向直线导轨36与纵向滑块37通过滑动配合方式连接，工作时，前后两边的横向同步带25带动一个纵向平台31横向移动，前后两边的横向滑块27和横向直线导轨26的滑动配合保证了安装在横向滑块27上的纵向平台31在横向行走时方向的准确，纵向行走电机32通过纵向同步轮33与纵向同步带35啮合的方式带动纵向同步带35转动，纵向惰轮34与纵向同步带35啮合并张紧纵向同步带35，同时，上下两层横向行走装置2带动同一平面上的两个纵向平台31分别横向行走，互不干涉，使机器人的操作更加灵活多样。

所述堆沙装置4包括滑台41、双轴气缸42、平板43、转台电机44、转台电机同步轮45、转台46、转台同步轮47、转台同步带48、挖斗电机49、挖斗电机同步轮410、挖斗411、挖斗同步轮412和挖斗同步带413，所述滑台41安装在纵向滑块37上，滑台41侧壁固定在纵向同步带35上，双轴气缸42固定在滑台41上，双轴气缸42的顶端固定有平板43，平板43上安装有转台电机44，转台电机44上安装有转台电机同步轮45，转台46通过销轴安装在平板43上，转台46上安装有转台同步轮47，转台电机同步轮45和转台同步轮47通过转台同步带48啮合，转台46上安装有挖斗电机49，挖斗电机49上安装有挖斗电机同步轮410，挖斗411通过销轴安装在转台46上，挖斗411上安装有挖斗同步轮412，挖斗电机同步轮410和挖斗同步轮412通过挖斗同步带413啮合，工作时过程中，纵向同步带35带动堆沙装置4纵向移动，双轴气缸42推动平板43上下运动，转台电机44通过转台电机同步轮45与转台同步带48啮合的方式带动转台同步带48转动，转台同步带48通过与转台同步轮47啮合的方式带动转台46转动，挖斗电机49通过挖斗电机同步轮410与挖斗同步带413啮合的方式带动挖斗同步带413转动，挖斗同步带413通过与挖斗同步轮412啮合的方式带动挖斗411转动，滑台41通过纵向滑块37与纵向平台31上的上下两个纵向直线导轨36滑动配合的方式保持姿态不发生歪斜，这样的设计可以使机器人在执行堆沙操作时运行更加精确和安全。

工作时，两个堆沙装置4在控制下配合工作，实现铲沙和压沙动作，并且可以相互辅助，横向行走电机21通过横向同步轮22与横向同步带25啮合的方式带动横向同步带25转动，横向惰轮23与横向同步带25啮合并张紧横向同步带25，前后地称的两个横向惰轮23通过同步轴24保持同速转动，保证前后对称的一对横向同步带25同速转动，前后两边的横向同步带25带动一个纵向平台31横向移动，前后两边的横向滑块27和横向直线导轨26的滑动配合保证了安装在横向滑块27上的纵向平台31在横向行走时方向的准确，纵向行走电机32通过纵向同步轮33与纵向同步带35啮合的方式带动纵向同步带35转动，纵向惰轮34与纵向同步带35啮合并张紧纵向同步带35，同时，上下两层横向行走装置2带动同一平面上的两个纵向平台31分别横向行走，互不干涉，纵向同步带35带动堆沙装置4纵向移动，双轴气缸42推动平板43上下运动，转台电机44通过转台电机同步轮45与转台同步带48啮合的方式带动转台同步带48转动，转台同步带48通过与转台同步轮47啮合的方式带动转台46转动，挖斗电机49通过挖斗电机同步轮410与挖斗同步带413啮合的方式带动挖斗同步带413转动，挖斗同步带413通过与挖斗同步轮412啮合的方式带动挖斗411转动，由此实现挖斗411以各种姿态铲沙和压沙的动作，操作灵活多样，方便安全，富有趣味。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种儿童教育用堆沙机器人，其特征在于该机器人主要包括基座（1）、横向行走装置（2）、纵向行走装置（3）和堆沙装置（4）,所述的基座（1）上安装有横向行走装置（2），横向行走装置（2）的数量为二，横向行走装置（2）上各安装有一个纵向行走装置（3），纵向行走装置（3）上各安装有一个堆沙装置（4），且其中：

所述的横向行走装置（2）包括横向行走电机（21）、横向同步轮（22）、横向惰轮（23）、同步轴（24）、横向同步带（25）、横向直线导轨（26）和横向滑块（27），所述横向行走电机（21）通过电机座安装在基座（1）上，横向行走电机（21）上安装有横向同步轮（22），横向惰轮（23）通过轴承安装在基座（1）上，横向惰轮（23）上安装有同步轴（24），横向同步轮（22）和横向惰轮（23）通过横向同步带（25）啮合，基座（1）上固定有横向直线导轨（26），横向直线导轨（26）与横向滑块（27）通过滑动配合方式连接；

所述的纵向行走装置（3）包括纵向平台（31）、纵向行走电机（32）、纵向同步轮（33）、纵向惰轮（34）、纵向同步带（35）、纵向直线导轨（36）和纵向滑块（37），所述纵向平台（31）安装在横向滑块（27）上，纵向平台（31）的侧板固定在横向同步带（25）上，纵向行走电机（32）安装在纵向平台（31）上，纵向行走电机（32）上安装有纵向同步轮（33），纵向惰轮（34）通过轴承安装在纵向平台（31）上，纵向同步轮（33）和纵向惰轮（34）与纵向同步带（35）啮合，纵向平台（31）上固定有纵向直线导轨（36），纵向直线导轨（36）与纵向滑块（37）通过滑动配合方式连接；

所述堆沙装置（4）包括滑台（41）、双轴气缸（42）、平板（43）、转台电机（44）、转台电机同步轮（45）、转台(46）、转台同步轮(47)、转台同步带（48）、挖斗电机（49）、挖斗电机同步轮（410）、挖斗（411）、挖斗同步轮（412）和挖斗同步带（413），所述滑台（41）安装在纵向滑块（37）上，滑台（41）侧壁固定在纵向同步带（35）上，双轴气缸（42）固定在滑台（41）上，双轴气缸（42）的顶端固定有平板（43），平板（43）上安装有转台电机（44），转台电机（44）上安装有转台电机同步轮（45），转台（46）通过销轴安装在平板（43）上，转台（46）上安装有转台同步轮（47），转台电机同步轮（45）和转台同步轮（47）通过转台同步带（48）啮合，转台（46）上安装有挖斗电机（49），挖斗电机（49）上安装有挖斗电机同步轮（410），挖斗（411）通过销轴安装在转台（46）上，挖斗（411）上安装有挖斗同步轮（412），挖斗电机同步轮（410）和挖斗同步轮（412）通过挖斗同步带（413）啮合；

上下两层的横向行走装置（2）通过前后对称的一对横向同步带（25）同时连接配合同个平面上的前后两个纵向平台（31）实现前后两边同步运行而不发生干涉、歪斜的精确、稳定、安全的横向移动的工艺；

工作时，两个堆沙装置（4）在控制下配合工作，实现铲沙和压沙动作，并且可以相互辅助，横向行走电机（21）通过横向同步轮（22）与横向同步带（25）啮合的方式带动横向同步带（25）转动，横向惰轮（23）与横向同步带（25）啮合并张紧横向同步带（25），前后地称的两个横向惰轮（23）通过同步轴（24）保持同速转动，保证前后对称的一对横向同步带（25）同速转动，前后两边的横向同步带（25）带动一个纵向平台（31）横向移动，前后两边的横向滑块（27）和横向直线导轨（26）的滑动配合保证了安装在横向滑块（27）上的纵向平台（31）在横向行走时方向的准确，纵向行走电机（32）通过纵向同步轮（33）与纵向同步带（35）啮合的方式带动纵向同步带（35）转动，纵向惰轮（34）与纵向同步带（35）啮合并张紧纵向同步带（35），同时，上下两层横向行走装置（2）带动同一平面上的两个纵向平台（31）分别横向行走，互不干涉，纵向同步带（35）带动堆沙装置（4）纵向移动，双轴气缸（42）推动平板（43）上下运动，转台电机（44）通过转台电机同步轮（45）与转台同步带（48）啮合的方式带动转台同步带（48）转动，转台同步带（48）通过与转台同步轮（47）啮合的方式带动转台46转动，挖斗电机（49）通过挖斗电机同步轮（410）与挖斗同步带（413）啮合的方式带动挖斗同步带（413）转动，挖斗同步带（413）通过与挖斗同步轮（412）啮合的方式带动挖斗（411）转动，由此实现挖斗（411）以各种姿态铲沙和压沙的动作。

2.根据权利要求1所述的一种儿童教育用堆沙机器人，其特征在于：两个所述的横向行走装置（2）呈上下分布。

3.根据权利要求1所述的一种儿童教育用堆沙机器人，其特征在于：所述的横向直线导轨（26）的数量为二，且呈前后对称分布。

4.根据权利要求1所述的一种儿童教育用堆沙机器人，其特征在于：所述的横向滑块（27）的总数量为八。

5.根据权利要求1所述的一种儿童教育用堆沙机器人，其特征在于：所述的纵向直线导轨（36）的总数量为四。

6.根据权利要求1所述的一种儿童教育用堆沙机器人，其特征在于：所述的纵向滑块（37）的总数量为八。

Images