CN110435340A - 一种快速响应的智能写字绘画机械装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能机器人领域，尤其是一种快速响应的智能写字绘画机械装置，针对现有的绘画机械装置结构复杂、体积大、成本高、绘画精度低、反应时间长的问题，现提出如下方案，其包括外外壳体、抬笔支架、摆臂一和摆臂二，所述外壳体的内壁上固定有提升机构，外壳体竖直设置的外壁上设有缺口，抬笔支架在竖直方向上滑动连接于缺口内，抬笔支架上固定有驱动电机一，摆臂一的一端与驱动电机一的输出端固定连接，摆臂一的另一端顶部内嵌有驱动电机二，驱动电机二的输出端固定有定位销。本发明结构简单，体积小巧，适用范围广，反应快，绘画精度高，稳定性强，摆臂便于拆卸更换，尤其适用于儿童教学机器人领域适用。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，尤其涉及一种快速响应的智能写字绘画机械装置。
背景技术
智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。智能机器人是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。机器人已进入智能时代，不少发达国家都将智能机器人作为未来技术发展的制高点。美国、日本和德国目前在智能机器人研究领域占有明显优势。近年来，中国大力研发智能机器人，并取得了可喜的成就。
其中绘图机械装置主要的使用场景在于教学领域，用以进行教学实验，同时也能服务于学生创新实践。然而当前市场环境下的教学用绘图机械手实验仪器大多采用纵横移动的驱动方式，设备结构庞大，系统的复杂度高，市场应用范围小。
公开(公告)号：CN108437663A，公开(公告)日：20180824公开了名为“一种机械臂绘图机构”的文件，虽然通过主臂、辅臂、连杆和工作臂协同作用能够实现绘图的功能，但是通过马达与连杆铰接的结构，其结构较为复杂，占地空间大，反应时间慢，成本高，绘画精度低，适用范围窄。
因此，我们有必要设计一种快速响应的智能写字绘画机械装置用于解决上述问题。
发明内容
本发明提出的一种快速响应的智能写字绘画机械装置，解决了现有的绘画机械装置结构复杂、体积大、反应时间长，绘画精度低的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种快速响应的智能写字绘画机械装置，包括外壳体、抬笔支架、摆臂一和摆臂二，所述外壳体的内壁上固定有提升机构，外壳体竖直设置的外壁上设有缺口，抬笔支架在竖直方向上滑动连接于缺口内，抬笔支架上固定有驱动电机一，摆臂一的一端与驱动电机一的输出端固定连接，摆臂一的另一端顶部内嵌有驱动电机二，驱动电机二的输出端固定有定位销，摆臂二的一端底部与定位销固定，摆臂二的另一端设有夹笔机构。
优选的，所述外壳体包括由下至上依次固定的底部外壳、中部外壳和顶部外壳，提升机构包括固定于中部外壳上的驱动电机三、以及固定于驱动电机三输出端的摆杆，摆杆的顶部穿过缺口的底部并滑动连接于抬笔支架的底部。
优选的，所述中部外壳上缺口处的正上方设有与中部外壳固定的稳定支架，稳定支架的顶部贯穿有限位通道，摆臂一与驱动电机一固定的一端顶部滑动连接于限位通道内。
优选的，所述中部外壳内设置有控制模块和语音交互模块，外壳体的内部设置有信号收发模块，底部外壳内安装有供电模块。
优选的，所述抬笔支架的顶部贯穿有安装通道，安装通道内滑动连接有位于中部外壳顶部的导向柱，导向柱的顶部和安装通道的内壁之间安装有弹簧，使抬笔支架受到弹簧向下的压力。
优选的，所述定位销上设有快拆螺母，摆臂二通快拆螺母与定位销固定。所述定位销的外壁底部设有定位面，避免更换装反。
本发明的有益效果为：
1：将摆臂一直接与驱动电机一连接、将摆臂二直接与驱动电机二连接，通过驱动电机直连的方式，简化了装置的结构，缩短了装置反应时间短，提高了装置稳定性与绘画精度，同时，便于机械臂的维修和更换，适用方便；
2：相比较传统的纵横移动机械臂而言，本装置结构简单，体积小，使用时和存放时占用空间小，生产成本低，稳定性高，适用范围广，尤其适用于儿童教学机器人领域适用。
附图说明
图1为本发明提出的一种快速响应的智能写字绘画机械装置的主视图。
图2为本发明提出的一种快速响应的智能写字绘画机械装置的剖视图。
图3为本发明提出的一种快速响应的智能写字绘画机械装置的爆炸图。
图4为本发明提出的一种快速响应的智能写字绘画机械装置的工作原理框图。
图5为本发明提出的一种快速响应的智能写字绘画机械装置中，抬笔支架和中部外壳连接处的结构示意图。
图中标号：1外壳体、11底部外壳、111驱动电机三、112摆杆、12中部外壳、121稳定支架、13顶部外壳、2抬笔支架、21弹簧、3摆臂一、4摆臂二、5驱动电机一、6驱动电机二、7定位销、71快拆螺母、8夹笔机构、9控制模块、91语音交互模块、92信号收发模块。
具体实施方式
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。
参照图1-5，一种快速响应的智能写字绘画机械装置，包括外壳体1、抬笔支架2、摆臂一3和摆臂二4，外壳体1的内壁上固定有提升机构，外壳体1竖直设置的外壁上设有缺口，抬笔支架2在竖直方向上滑动连接于缺口内，抬笔支架2上固定有驱动电机一5，摆臂一3的一端与驱动电机一5的输出端固定连接，摆臂一3的另一端顶部内嵌有驱动电机二6，驱动电机二6的输出端固定有定位销7，摆臂二4的一端底部与定位销7固定，摆臂二4的另一端设有夹笔机构8，外壳体1包括由下至上依次固定的底部外壳11、中部外壳12和顶部外壳13，提升机构包括固定于中部外壳12上的驱动电机三111、以及固定于驱动电机三111输出端的摆杆112，摆杆112的顶部穿过缺口的底部并滑动连接于抬笔支架2的底部，中部外壳12上缺口处的正上方设有与中部外壳12固定的稳定支架121，稳定支架121的顶部贯穿有限位通道，摆臂一3与驱动电机一5固定的一端顶部滑动连接于限位通道内，中部外壳12内设置有控制模块9和语音交互模块91，外壳体1的内部设置有信号收发模块92，底部外壳11内安装有供电模块，抬笔支架2的顶部贯穿有安装通道，安装通道内滑动连接有位于中部外壳12顶部的导向柱，导向柱的顶部和安装通道的内壁之间安装有弹簧21，定位销7上设有快拆螺母71，摆臂二4通快拆螺母71与定位销7固定。定位销7的外壁底部设有定位面，避免更换装反。
此处需要说明的是，控制模块9为ESP32模块，兼有蓝牙及WIFI信号收发功能，信号收发模块92为RFID射频IC卡感应模块，其采用CV520芯片或RC522芯片，语音交互模块91型号为LD3320,其采用LD3320型单片机，供电模块为USB充电模块，内置蓄电池，也可以采用无线充电模块；为提高驱动电机一5和驱动电机二6的转动精度，还可以在驱动电机一5和摆臂一3之间、驱动电机二6和摆臂二4之间加设减速齿轮；为使装置更加稳固，不易倾倒，还可以在外壳体1内加设配重块。
工作原理:将画笔通过夹笔机构8与摆臂二4固定，控制模块9收到使用者的指令信号(如WIFI信号、蓝牙信号、语音交互信号、IC卡感应信号、手机信号或红外感应信号等)，根据信号指令使驱动电机三111带动摆杆112转动，实现抬笔支架2、摆臂一3和摆臂二4的同步升降，同时，驱动电机一5和驱动电机二2完成相应角度转动，进而使得摆臂一3和摆臂二4在水平面内发生相应位移，电机一5、驱动电机二2和驱动电机三111相互配合实现相应的书写或绘图功能。装置结构简单，体积小巧，适用范围广，反应快，精度高，稳定性强，生产成本低，便于拆卸维修，尤其适用于儿童教学机器人领域适用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种快速响应的智能写字绘画机械装置，包括外壳体(1)、抬笔支架(2)、摆臂一(3)和摆臂二(4)，其特征在于，所述外壳体(1)的内壁上固定有提升机构，外壳体(1)竖直设置的外壁上设有缺口，抬笔支架(2)在竖直方向上滑动连接于缺口内，抬笔支架(2)上固定有驱动电机一(5)，摆臂一(3)的一端与驱动电机一(5)的输出端固定连接，摆臂一(3)的另一端顶部内嵌有驱动电机二(6)，驱动电机二(6)的输出端固定有定位销(7)，摆臂二(4)的一端底部与定位销(7)固定，摆臂二(4)的另一端设有夹笔机构(8)。
2.根据权利要求1所述的一种快速响应的智能写字绘画机械装置，其特征在于，所述外壳体(1)包括由下至上依次固定的底部外壳(11)、中部外壳(12)和顶部外壳(13)，提升机构包括固定于中部外壳(12)上的驱动电机三(111)、以及固定于驱动电机三(111)输出端的摆杆(112)，摆杆(112)的顶部穿过缺口的底部并滑动连接于抬笔支架(2)的底部。
3.根据权利要求2所述的一种快速响应的智能写字绘画机械装置，其特征在于，所述中部外壳(12)上缺口处的正上方设有与中部外壳(12)固定的稳定支架(121)，稳定支架(121)的顶部贯穿有限位通道，摆臂一(3)与驱动电机一(5)固定的一端顶部滑动连接于限位通道内。
4.根据权利要求2所述的一种快速响应的智能写字绘画机械装置，其特征在于，所述中部外壳(12)内设置有控制模块(9)和语音交互模块(91)，外壳体(1)的内部设置有信号收发模块(92)，底部外壳(11)内安装有供电模块。
5.根据权利要求1所述的一种快速响应的智能写字绘画机械装置，其特征在于，所述抬笔支架(2)的顶部贯穿有安装通道，安装通道内滑动连接有位于中部外壳(12)顶部的导向柱，导向柱的顶部和安装通道的内壁之间安装有弹簧(21)。
6.根据权利要求1所述的一种快速响应的智能写字绘画机械装置，其特征在于，所述定位销(7)上设有快拆螺母(71)，摆臂二(4)通快拆螺母(71)与定位销(7)固定。
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