CN109693247B - 一种应用于公共空间的智能感光机器人 - Google Patents

一种应用于公共空间的智能感光机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于公共空间的智能感光机器人，包括底座、转动设置在底座上的支杆、固设在支杆顶部的主控盒、设置在主控盒腔体中的驱动机构以及设置在主控盒的左右两侧且与驱动机构的驱动部件相连的左前翅、左后翅、右前翅和右后翅；所述主控盒中还设置有用于对驱动部件进行操控的控制单元，所述主控盒的后端设置有尾部，尾部上设置有感光元件，主控盒的前端设置有触角，触角的前端设置有照明灯，并且感光元件的输出端与控制单元的输入端相连，控制单元的亮灯控制端与照明灯的受控端相连。本发明能够实现蝴蝶机器人四个翅膀的翻转、上下摆动以及整体旋转，并能够在光线较弱时启动照明灯。

Description

一种应用于公共空间的智能感光机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人产品，尤其是涉及一种应用于公共空间的智能感光机器人。
背景技术
在一些公共空间如广场以及旅游景点等，经常可以看到一些艺术造型的蝴蝶、鸽子、工艺造型等机器人产品，然而这些展品大都不能够实现运动，虽然也有一些仿蝴蝶类型的机器人能够实现蝴蝶翅膀的伸展，但是由于技术问题，不能够实现蝴蝶翅膀的开合，仅仅是静态的特征下显示，也有一些能够模拟蝴蝶动作的产品，但是蝴蝶翅膀直接采用电机驱动，这种方式容易导致电机主轴的损坏，还有一些蝴蝶机器人虽然能够实现简单的运动，但是却不能够随着太阳光的移动而改变状态，实现照明功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种应用于公共空间的智能感光机器人，能够实现蝴蝶机器人翅膀的运动，并能够根据光线强弱启动照明。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种应用于公共空间的智能感光机器人，包括底座、转动设置在底座上的支杆、固设在支杆顶部的主控盒、设置在主控盒腔体中的驱动机构以及设置在主控盒的左右两侧且与驱动机构的驱动部件相连的左前翅、左后翅、右前翅和右后翅；所述主控盒中还设置有用于对驱动部件进行操控的控制单元，所述主控盒的后端设置有尾部，尾部上设置有感光元件，主控盒的前端设置有触角，触角的前端设置有照明灯，并且感光元件的输出端与控制单元的输入端相连，控制单元的亮灯控制端与照明灯的受控端相连。
进一步的，所述驱动机构设置在主控盒的腔体底板上，包括前后向固设在底板上中间位置的双头空心电机、相对于双头空心电机对称设置在底板上前后两端的前翅驱动和后翅驱动；
所述前翅驱动用于驱动左前翅和右前翅开合及旋转，包括与双头空心电机的前电机轴固定连接的前主轴、固设在底板前端且为倒梯形的前支架、分别转动设置在前支架的底部前端左右两侧的前主齿轮和第一前副齿轮以及分别转动设置在前支架的顶部前端左右两侧的第二前副齿轮和第三前副齿轮，并且前主齿轮固设在穿过前支架底部的前主轴的前端部上，前主齿轮分别与第一前副齿轮和第二前副齿轮相啮合，第一前副齿轮与第三前副齿轮相啮合；所述第二前副齿轮和第三前副齿轮均为扇形齿轮；所述第二前副齿轮的圆心处固设有向左伸展的左前支板，并且左前支板的左端横向开设有且其内配合设有左前滑块的左前滑槽，第三前副齿轮的圆心处固设有向右伸展的右前支板，并且右前支板的右端横向开设有且其内配合设有右前滑块的右前滑槽；所述底板的前端左右两外侧分别固设有左前翅支撑板和右前翅支撑板，并且左前翅支撑板和右前翅支撑板的顶部均开设有前插槽；所述左前翅支撑板的前插槽中沿前后向设置有左前销轴，左前销轴上设置有左前摆杆，左前摆杆的右端与左前滑块相铰接，左前摆杆的左端部径向固设有左前驱动电机，左前驱动电机的左前转轴从开设于主控盒左前侧的左前竖槽中穿出后与左前翅的右端固定连接；所述右前翅支撑板的前插槽中沿前后向设置有右前销轴，右前销轴上设置有右前摆杆，右前摆杆的左端与右前滑块相连，右前摆杆的右端部上固设有右前驱动电机，右前驱动电机的右前转轴从开设于主控盒右前侧的右前竖槽中穿出后与右前翅的左端固定连接；
所述后翅驱动用于驱动左后翅和右后翅开合及旋转，包括与双头空心电机的后电机轴固定连接的后主轴、固设在底板后端且为倒梯形的后支架、分别转动设置在后支架的底部后端左右两侧的后主齿轮和第一后副齿轮以及分别转动设置在后支架的顶部后端左右两侧的第二后副齿轮和第三后副齿轮，并且后主齿轮固设在穿过后支架底部的后主轴的后端部上，后主齿轮分别与第一后副齿轮和第二后副齿轮相啮合，第一后副齿轮与第三后副齿轮相啮合；所述第二后副齿轮和第三后副齿轮均为扇形齿轮；所述第二后副齿轮的圆心处固设有向左伸展的左后支板，并且左后支板的左端横向开设有且其内配合设有左后滑块的左后滑槽，第三后副齿轮的圆心处固设有向右伸展的右后支板，并且右后支板的右端横向开设有且其内配合设有右后滑块的右后滑槽；所述底板的后端左右两外侧分别固设有左后翅支撑板和右后翅支撑板，并且左后翅支撑板和右后翅支撑板的顶部均开设有后插槽；所述左后翅支撑板的后插槽中沿前后向设置有左后销轴，左后销轴上设置有左后摆杆，左后摆杆的右端与左后滑块相铰接，左后摆杆的左端部径向固设有左后驱动电机，左后驱动电机的左后转轴从开设于主控盒左后侧的左后竖槽中穿出后与左后翅的右端固定连接；所述右后翅支撑板的后插槽中沿前后向设置有右后销轴，右后销轴上设置有右后摆杆，右后摆杆的左端与右后滑块相连，右后摆杆的右端部上固设有右后驱动电机，右后驱动电机的右后转轴从开设于主控盒右后侧的右后竖槽中穿出后与右后翅的左端固定连接；所述控制单元的电机控制端分别与双头空心电机、左前驱动电机、右前驱动电机、左后驱动电机和右后驱动电机的受控端相连。
进一步的，所述控制单元包括单片机和电机驱动器，单片机通过电机驱动器分别与各电机相连。
进一步的，所述左前摆杆、右前摆杆、左后摆杆和右后摆杆的中间各固设有一个球轴承，所述左前销轴、右前销轴、左后销轴和右后销轴分别穿接在相应的球轴承中。
进一步的，所述底板上的中间位置固设有电机座，所述双头空心电机固设在电机座上。
进一步的，所述底板上且位于双头空心电机与前支架之间以及双头空心电机与后支架之间各固设有两个轴承座，所述前主轴和后主轴分别沿前后向穿接在相应两个轴承座中的滚珠轴承中。
进一步的，所述主控盒的顶部设置有盖板。
进一步的，所述左前驱动电机、右前驱动电机、左后驱动电机和右后驱动电机均为24V供电的步进电机。
进一步的，所述底座的顶部固设有外支撑管，支杆的底部固设有内支撑管，并且内支撑管通过轴承设置在外支撑管中；所述内支撑管的内壁上固设有内齿轮，外支撑管中竖直设置有转动驱动电机，并且转动驱动电机的转轴上固设有与内齿轮相啮合的转动驱动齿轮；所述转动驱动电机通过穿设在支杆中的导线与控制单元的输出端连接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明结构简单，稳定可靠，采用机械结构与步进电机相结合，通过四个步进电机分别控制蝴蝶机器人的前后左右四个翅膀的转动，通过双头空心电机控制四个翅膀的上下摆动，通过驱动转动驱动电机可以控制蝴蝶机器人整体在水平面内旋转；还能够随着环境光线强弱启动设置于蝴蝶头部的照明灯给周围照明，方便人们观赏。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明驱动机构的结构示意图；
图中：101、底座，102、支杆，103、主控盒，104、驱动机构，105、左前翅，106、左后翅，107、右前翅，108、右后翅，109、照明灯；1、前主轴，2、前支架，3、前主齿轮，4、第一前副齿轮，5、第二前副齿轮，6、第三前副齿轮，7、左前翅支撑板，8、右前翅支撑板，9、前插槽，10、双头空心电机，11、轴承座，12、电机座，13、滚珠轴承，14、左前支板，15、右前支板，16、左前滑槽，17、右前滑槽，18、左前滑块，19、右前滑块，20、左前驱动电机，21、左前转轴，22、右前驱动电机，23、右前转轴，24、后主齿轮，25、第一后副齿轮，26、第二后副齿轮，27、第三后副齿轮，28、左后翅支撑板，29、右后翅支撑板，30、后插槽，31、左后摆杆，32、左后驱动电机，33、左后转轴，34、右后驱动电机，35、右后转轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明公开了一种应用于公共空间的智能感光机器人，包括底座101、转动设置在底座101上的支杆102、固设在支杆102顶部的主控盒103、设置在主控盒103腔体中的驱动机构104以及设置在主控盒103的左右两侧且与驱动机构104的驱动部件相连的左前翅105、左后翅106、右前翅107和右后翅108；主控盒103的顶部设置有盖板，主控盒103中还设置有用于对驱动部件进行操控的控制单元；主控盒的后端设置有尾部，尾部上设置有感光元件，主控盒的前端设置有触角，触角的前端设置有照明灯109，并且感光元件的输出端与控制单元的输入端相连，控制单元的亮灯控制端与照明灯109的受控端相连。本发明中，主控盒103、左前翅105、左后翅106、右前翅107、右后翅108、尾部和触角形成蝴蝶形状，供人们参观。
底座101的顶部固设有外支撑管，支杆102的底部固设有内支撑管，并且内支撑管通过轴承转动设置在外支撑管中；内支撑管的内壁上固设有内齿轮，外支撑管中竖直设置有转动驱动电机，并且转动驱动电机的转轴上固设有与内齿轮相啮合的转动驱动齿轮；转动驱动电机通过穿设在支杆中的导线与控制单元的输出端连接。底座上方的支杆以及顶部的机器人整体在控制单元的指令下在底座上旋转。
如图2所示，本发明的驱动机构设置在主控盒103的腔体底板上，包括沿前后向固设在底板上中间位置的双头空心电机10、相对于双头空心电机10对称设置在底板上前后两端的前翅驱动和后翅驱动；底板上的中间位置固设有电机座12，双头空心电机10固设在电机座12上；底板上且位于双头空心电机10与前支架2之间以及双头空心电机10与后支架之间各固设有两个轴承座11，前主轴1和后主轴分别沿前后向穿接在相应两个轴承座11中的滚珠轴承13中。
前翅驱动用于驱动左前翅和右前翅开合及旋转，包括与双头空心电机10的前电机轴固定连接的前主轴1、固设在底板前端且为倒梯形的前支架2、分别转动设置在前支架2的底部前端左右两侧的前主齿轮3和第一前副齿轮4以及分别转动设置在前支架2的顶部前端左右两侧的第二前副齿轮5和第三前副齿轮6，并且前主齿轮3固设在穿过前支架2底部的前主轴1的前端部上，前主齿轮3分别与第一前副齿轮4和第二前副齿轮5相啮合，第一前副齿轮4与第三前副齿轮6相啮合；第二前副齿轮5和第三前副齿轮6均为扇形齿轮；第二前副齿轮5的圆心处固设有向左伸展的左前支板14，并且左前支板14的左端横向开设有且其内配合设有左前滑块18的左前滑槽16，第三前副齿轮6的圆心处固设有向右伸展的右前支板15，并且右前支板15的右端横向开设有且其内配合设有右前滑块19的右前滑槽17；底板的前端左右两外侧分别固设有左前翅支撑板7和右前翅支撑板8，并且左前翅支撑板7和右前翅支撑板8的顶部均开设有前插槽9；左前翅支撑板7的前插槽9中沿前后向设置有左前销轴，左前销轴上设置有左前摆杆，左前摆杆的右端与左前滑块18相铰接，左前摆杆的左端部径向固设有左前驱动电机20，左前驱动电机20的左前转轴21从开设于主控盒103左前侧的左前竖槽中穿出后与左前翅105的右端固定连接；右前翅支撑板8的前插槽9中沿前后向设置有右前销轴，右前销轴上设置有右前摆杆，右前摆杆的左端与右前滑块19相连，右前摆杆的右端部上固设有右前驱动电机22，右前驱动电机22的右前转轴23从开设于主控盒103右前侧的右前竖槽中穿出后与右前翅107的左端固定连接。
如图2所示，本发明的后翅驱动用于驱动左后翅和右后翅开合及旋转，包括与双头空心电机10的后电机轴固定连接的后主轴、固设在底板后端且为倒梯形的后支架、分别转动设置在后支架的底部后端左右两侧的后主齿轮24和第一后副齿轮25以及分别转动设置在后支架的顶部后端左右两侧的第二后副齿轮26和第三后副齿轮27，并且后主齿轮24固设在穿过后支架底部的后主轴的后端部上，后主齿轮24分别与第一后副齿轮25和第二后副齿轮26相啮合，第一后副齿轮25与第三后副齿轮27相啮合；第二后副齿轮26和第三后副齿轮27均为扇形齿轮；第二后副齿轮26的圆心处固设有向左伸展的左后支板，并且左后支板的左端横向开设有且其内配合设有左后滑块的左后滑槽，第三后副齿轮的圆心处固设有向右伸展的右后支板，并且右后支板的右端横向开设有且其内配合设有右后滑块的右后滑槽；底板的后端左右两外侧分别固设有左后翅支撑板28和右后翅支撑板29，并且左后翅支撑板28和右后翅支撑板29的顶部均开设有后插槽30；左后翅支撑板28的后插槽30中沿前后向设置有左后销轴，左后销轴上设置有左后摆杆31，左后摆杆31的右端与左后滑块相铰接，左后摆杆31的左端部径向固设有左后驱动电机32，左后驱动电机32的左后转轴33从开设于主控盒103左后侧的左后竖槽中穿出后与左后翅106的右端固定连接；右后翅支撑板29的后插槽30中沿前后向设置有右后销轴，右后销轴上设置有右后摆杆，右后摆杆的左端与右后滑块相连，右后摆杆的右端部上固设有右后驱动电机34，右后驱动电机34的右后转轴35从开设于主控盒103右后侧的右后竖槽中穿出后与右后翅108的左端固定连接。
上述左前摆杆、右前摆杆、左后摆杆31和右后摆杆的中间各固设有一个球轴承，所述左前销轴、右前销轴、左后销轴和右后销轴分别穿接在相应的球轴承中。左前驱动电机20、右前驱动电机22、左后驱动电机32和右后驱动电机34均为24V供电的步进电机。
控制单元包括单片机和电机驱动器，单片机通过电机驱动器分别与双头空心电机10、左前驱动电机20、右前驱动电机22、左后驱动电机32、右后驱动电机34和转动驱动电机的受控端相连。
本发明在使用过程中，通过控制双头空心电机10的正反转角度，能够实现四个蝴蝶翅膀的上下摆动幅度，通过驱动四个驱动电机可以分别控制四个蝴蝶翅膀的展翅角度，通过驱动转动驱动电机可以控制蝴蝶机器人整体在水平面内旋转。利用感光元件能够检测周围环境的光线强度，在光线强度较弱时，可以启动蝴蝶机器人头部位置的照明灯109，以对环境进行照明，方便人们观赏。

Claims (8)

1.一种应用于公共空间的智能感光机器人，其特征在于：包括底座(101)、转动设置在底座(101)上的支杆(102)、固设在支杆(102)顶部的主控盒(103)、设置在主控盒(103)腔体中的驱动机构(104)以及设置在主控盒(103)的左右两侧且与驱动机构(104)的驱动部件相连的左前翅(105)、左后翅(106)、右前翅(107)和右后翅(108)；所述主控盒(103)中还设置有用于对驱动部件进行操控的控制单元，所述主控盒的后端设置有尾部，尾部上设置有感光元件，主控盒的前端设置有触角，触角的前端设置有照明灯(109)，并且感光元件的输出端与控制单元的输入端相连，控制单元的亮灯控制端与照明灯(109)的受控端相连；所述驱动机构设置在主控盒(103)的腔体底板上，包括前后向固设在底板上中间位置的双头空心电机(10)、相对于双头空心电机(10)对称设置在底板上前后两端的前翅驱动和后翅驱动；
所述前翅驱动用于驱动左前翅和右前翅开合及旋转，包括与双头空心电机(10)的前电机轴固定连接的前主轴(1)、固设在底板前端且为倒梯形的前支架(2)、分别转动设置在前支架(2)的底部前端左右两侧的前主齿轮(3)和第一前副齿轮(4)以及分别转动设置在前支架(2)的顶部前端左右两侧的第二前副齿轮(5)和第三前副齿轮(6)，并且前主齿轮(3)固设在穿过前支架(2)底部的前主轴(1)的前端部，前主齿轮(3)分别与第一前副齿轮(4)和第二前副齿轮(5)相啮合，第一前副齿轮(4)与第三前副齿轮(6)相啮合；所述第二前副齿轮(5)和第三前副齿轮(6)均为扇形齿轮；所述第二前副齿轮(5)的圆心处固设有向左伸展的左前支板(14)，并且左前支板(14)的左端横向开设有且其内配合设有左前滑块(18)的左前滑槽(16)，第三前副齿轮(6)的圆心处固设有向右伸展的右前支板(15)，并且右前支板(15)的右端横向开设有且其内配合设有右前滑块(19)的右前滑槽(17)；所述底板的前端左右两外侧分别固设有左前翅支撑板(7)和右前翅支撑板(8)，并且左前翅支撑板(7)和右前翅支撑板(8)的顶部均开设有前插槽(9)；所述左前翅支撑板(7)的前插槽(9)中沿前后向设置有左前销轴，左前销轴上设置有左前摆杆，左前摆杆的右端与左前滑块(18)相铰接，左前摆杆的左端部径向固设有左前驱动电机(20)，左前驱动电机(20)的左前转轴(21)从开设于主控盒(103)左前侧的左前竖槽中穿出后与左前翅(105)的右端固定连接；所述右前翅支撑板(8)的前插槽(9)中沿前后向设置有右前销轴，右前销轴上设置有右前摆杆，右前摆杆的左端与右前滑块(19)相连，右前摆杆的右端部上固设有右前驱动电机(22)，右前驱动电机(22)的右前转轴(23)从开设于主控盒(103)右前侧的右前竖槽中穿出后与右前翅(107)的左端固定连接；
所述后翅驱动用于驱动左后翅和右后翅开合及旋转，包括与双头空心电机(10)的后电机轴固定连接的后主轴、固设在底板后端且为倒梯形的后支架、分别转动设置在后支架的底部后端左右两侧的后主齿轮(24)和第一后副齿轮(25)以及分别转动设置在后支架的顶部后端左右两侧的第二后副齿轮(26)和第三后副齿轮(27)，并且后主齿轮(24)固设在穿过后支架底部的后主轴的后端部上，后主齿轮(24)分别与第一后副齿轮(25)和第二后副齿轮(26)相啮合，第一后副齿轮(25)与第三后副齿轮(27)相啮合；所述第二后副齿轮(26)和第三后副齿轮(27)均为扇形齿轮；所述第二后副齿轮(26)的圆心处固设有向左伸展的左后支板，并且左后支板的左端横向开设有且其内配合设有左后滑块的左后滑槽，第三后副齿轮的圆心处固设有向右伸展的右后支板，并且右后支板的右端横向开设有且其内配合设有右后滑块的右后滑槽；所述底板的后端左右两外侧分别固设有左后翅支撑板(28)和右后翅支撑板(29)，并且左后翅支撑板(28)和右后翅支撑板(29)的顶部均开设有后插槽(30)；所述左后翅支撑板(28)的后插槽(30)中沿前后向设置有左后销轴，左后销轴上设置有左后摆杆(31)，左后摆杆(31)的右端与左后滑块相铰接，左后摆杆(31)的左端部径向固设有左后驱动电机(32)，左后驱动电机(32)的左后转轴(33)从开设于主控盒(103)左后侧的左后竖槽中穿出后与左后翅(106)的右端固定连接；所述右后翅支撑板(29)的后插槽(30)中沿前后向设置有右后销轴，右后销轴上设置有右后摆杆，右后摆杆的左端与右后滑块相连，右后摆杆的右端部上固设有右后驱动电机(34)，右后驱动电机(34)的右后转轴(35)从开设于主控盒(103)右后侧的右后竖槽中穿出后与右后翅(108)的左端固定连接；
所述控制单元的电机控制端分别与双头空心电机(10)、左前驱动电机(20)、右前驱动电机(22)、左后驱动电机(32)和右后驱动电机(34)的受控端相连。
2.根据权利要求1所述的一种应用于公共空间的智能感光机器人，其特征在于：所述控制单元包括单片机和电机驱动器，单片机通过电机驱动器分别与各电机相连。
3.根据权利要求1所述的一种应用于公共空间的智能感光机器人，其特征在于：所述左前摆杆、右前摆杆、左后摆杆(31)和右后摆杆的中间各固设有一个球轴承，所述左前销轴、右前销轴、左后销轴和右后销轴分别穿接在相应的球轴承中。
4.根据权利要求1所述的一种应用于公共空间的智能感光机器人，其特征在于：所述底板上的中间位置固设有电机座(12)，所述双头空心电机(10)固设在电机座(12)上。
5.根据权利要求1所述的一种应用于公共空间的智能感光机器人，其特征在于：所述底板上且位于双头空心电机(10)与前支架(2)之间以及双头空心电机(10)与后支架之间各固设有两个轴承座(11)，所述前主轴(1)和后主轴分别沿前后向穿接在相应两个轴承座(11)中的滚珠轴承(13)中。
6.根据权利要求1所述的一种应用于公共空间的智能感光机器人，其特征在于：所述主控盒(103)的顶部设置有盖板。
7.根据权利要求1所述的一种应用于公共空间的智能感光机器人，其特征在于：所述左前驱动电机(20)、右前驱动电机(22)、左后驱动电机(32)和右后驱动电机(34)均为24V供电的步进电机。
8.根据权利要求1所述的一种应用于公共空间的智能感光机器人，其特征在于：所述底座(101)的顶部固设有外支撑管，支杆(102)的底部固设有内支撑管，并且内支撑管通过轴承设置在外支撑管中；所述内支撑管的内壁上固设有内齿轮，外支撑管中竖直设置有转动驱动电机，并且转动驱动电机的转轴上固设有与内齿轮相啮合的转动驱动齿轮；所述转动驱动电机通过穿设在支杆中的导线与控制单元的输出端连接。
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