CN110948520A - 一种人工智能教育机器人的平衡组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工智能教育机器人的平衡组件，包括智能教育机器人、平衡底座和平衡件，所述智能教育机器人下侧安装有支撑座，所述平衡底座内部开设有腔室，且腔室上侧开设有圆形孔，所述支撑座下侧穿过圆形孔插设在腔室内上部，所述支撑板上侧安装有压力感应器，所述腔室内中部安装有中心柱，所述中心柱外侧通过第一铰接件铰接有多个平衡件，所述平衡件安装有八个，且平衡件等夹角分布在中心柱外侧的八个方位上，所述平衡件一端下侧通过第二铰接件安装有第一电动推杆。本发明平衡件等夹角分布在中心柱外侧的八个方位上，能够实现对机器人下侧的八个方向进行平衡处理，平衡效果好，有利于提高智能教育机器人使用时下部的稳定性。

Description

一种人工智能教育机器人的平衡组件

技术领域

本发明涉及机器人配件技术领域，具体为一种人工智能教育机器人的平衡组件。

背景技术

教育机器人是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。它除了机器人机体本身之外，还有相应的控制软件和教学课本等。近年来，我国的机器人教育在全国中小学计算机教育研究中心及众多知名专家以及一些发达省市的大力推动下，有了很大的发展。教育机器人逐步成为中小学技术课程和综合实践课程的良好载体。新的高中课程标准在“信息技术”科目中也设立了“人工智能初步”选修模块，迈出了我国高中阶段开展人工智能教育的第一步，这也意味着我国的人工智能教育在大众化、普及化层面上跃上了一个新的台阶。教育机器人分为面向大学的学习型机器人，和面向中小学的比赛型机器人。学习型机器人提供多种编程平台，并能够允许用户自由拆卸和组合，允许用户自行设计某些部件；比赛型机器人一般提供一些标准的器件和程序，只能够进行少量的改动。适用于水平不高的爱好者来使用，参加各种竞赛使用。教育机器人也用于教学。教育机器人在使用过程中需要用到平衡组件进行调节平衡，防止教育机器人倾倒。

但是，现有技术中CN201821802795.8的一种机器人平衡结构，底座上设置有固定部和受力自助平衡装置，受力自助平衡的受力机构与移动装置对应设置，受力机构包括导向筒、受力件和驱动件，受力件包括下活动板、连杆和受力脚，受力脚与机器人的移动面之间预设有受力间隙，驱动件包括上活动板和驱动杆，上活动板和下活动板之间通过第一压缩弹簧相连接，平衡调节机构包括支杆和平衡杆，支杆与平衡杆转动连接，平衡杆两端的受压凹槽，受压凹槽内设置有弧形受压板、第二压缩弹簧和压力感应板，平衡杆的中间位置的重力调节槽内设置有重力调节件和驱动机构。本发明提供的机器人平衡结构，能够使机器人保持平衡，且结构简单，便于操作和维修，但是只能进行前后或者左右的平衡调节，不能对多个方向进行平衡调节处理，降低了机器人平衡结构的适用率，不便于进行全方位的平衡调节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人工智能教育机器人的平衡组件，以解决上述背景技术中提到的只能进行前后或者左右的平衡调节，不能对多个方向进行平衡调节处理，降低了机器人平衡结构的适用率，不便于进行全方位的平衡调节的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种人工智能教育机器人的平衡组件，包括智能教育机器人、平衡底座和平衡件，所述智能教育机器人下侧安装有支撑座，所述平衡底座内部开设有腔室，且腔室上侧开设有圆形孔，所述支撑座下侧穿过圆形孔插设在腔室内上部，所述支撑座下侧安装有限位板，所述腔室上侧壁安装有支撑板，所述支撑板上侧安装有压力感应器，所述腔室内中部安装有中心柱，所述中心柱外侧通过第一铰接件铰接有多个平衡件，所述平衡件安装有八个，且平衡件等夹角分布在中心柱外侧的八个方位上，所述平衡件一端下侧通过第二铰接件安装有第一电动推杆，第一电动推杆下侧通过第三铰接件与腔室内底部铰接，所述腔室侧壁安装有控制器，且压力感应器和第一电动推杆通过导线均与控制器电性连接。

优选的，所述平衡底座设置成圆台状，且平衡底座上侧圆形孔的直径大于支撑座的外直径。

优选的，所述限位板的外直径大于支撑座的外直径，所述支撑座外侧通过连接件安装有伸缩弹簧，且伸缩弹簧的另一端与平衡底座内顶部固定连接。

优选的，所述伸缩弹簧和连接件数量为八组，且伸缩弹簧和连接件设置的方向与每个平衡件的方向相同。

优选的，所述支撑板和压力感应器数量为八组，且每组支撑板和压力感应器设置的方向同样与每个平衡件的方向相同。

优选的，所述平衡件内部开设有平衡腔，所述平衡腔内部安装有平行重力球，且平行重力球的直径略小于平衡腔的内直径。

优选的，所述平行重力球设置的数量为五个，且平行重力球采用不锈钢球，平行重力球外侧包裹有防护层。

优选的，五个平行重力球的直径长度小于平衡腔长度的一半。

优选的，所述平衡件上侧中部通过支架安装有第二电动推杆，所述第二电动推杆下侧输出端安装有挡板，且挡板贯穿平衡件上侧的插孔设置。

优选的，所述平衡件设有的的八个方位分别为正前方、正后方、正左方、正右方、左前方、右前方、左后方和右后方。

本发明提供了一种人工智能教育机器人的平衡组件，具备以下有益效果：

(1)本发明通过平衡件安装有八个，且平衡件等夹角分布在中心柱外侧的八个方位上，平衡件设有的的八个方位分别为正前方、正后方、正左方、正右方、左前方、右前方、左后方和右后方，能够实现对机器人下侧的八个方向进行平衡处理，满足机器人向不同方向倾斜时，均能进行平衡调节，相比于现有技术中只能前后或者左右平衡调节，调节更加全面，平衡效果好，有利于提高智能教育机器人使用时下部的稳定性，便于更好的进行教育教学使用。

(2)本发明通过腔室上侧壁安装有支撑板，支撑板上侧安装有压力感应器，当智能教育机器人向某个方向倾斜时，支撑座外侧对应方向的连接件一端向下倾斜压设在压力感应器上，压力感应器能够将信号传递给控制器，控制器将控制对应方向和对向方向的两组平衡件动作，通过平衡件一端下侧的第一电动推杆伸缩驱动平衡件向倾斜方向的反方向倾斜，使平衡件内的平行重力球滑动到平衡腔的倾斜底端，从而对平衡底座的另一侧进行增重平衡处理，而且支撑板和压力感应器数量为八组，且每组支撑板和压力感应器设置的方向同样与每个平衡件的方向相同，便于对不同方位进行准确感应平衡处理。

(3)本发明平行重力球设置的数量为五个，且平行重力球采用不锈钢球，平行重力球能够在平衡腔往复移动对平衡底座的另一侧进行增重平衡处理，平行重力球外侧包裹有防护层，防止平行重力球之间移动时撞击产生噪音，五个平行重力球的直径长度小于平衡腔长度的一半，使得平行重力球能够完全滑动到平衡件的两端，便于更好的进行平衡重力处理。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的平衡底座内部结构示意图；

图3为本发明的平衡件内部结构示意图；

图4为本发明的平衡件与中心柱连接结构俯视图。

图中：1、智能教育机器人；2、支撑座；3、平衡底座；4、腔室；5、限位板；6、圆形孔；7、伸缩弹簧；8、压力感应器；9、支撑板；10、控制器；11、平衡件；12、中心柱；13、第三铰接件；14、第一电动推杆；15、平衡腔；16、平行重力球；17、第一铰接件；18、第二铰接件；19、第二电动推杆；20、支架；21、挡板；22、插孔；23、连接件。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种人工智能教育机器人的平衡组件，包括智能教育机器人1、平衡底座3和平衡件11，所述智能教育机器人1下侧安装有支撑座2，用于连接支撑智能教育机器人1下部与平衡底座3上部，所述平衡底座3内部开设有腔室4，用于安装平衡件11进行平衡调节，且腔室4上侧开设有圆形孔6，所述支撑座2下侧穿过圆形孔6插设在腔室4内上部，所述支撑座2下侧安装有限位板5，用于对插设在腔室4内上部的支撑座2进行限位处理，防止支撑座2从平衡底座3内抽出，所述腔室4上侧壁安装有支撑板9，所述支撑板9上侧安装有压力感应器8，压力感应器8采用的型号为PT124G-210的标准型工控压力传感器，用于感知压力，便于进行智能平衡调节，所述腔室4内中部安装有中心柱12，所述中心柱12外侧通过第一铰接件17铰接有多个平衡件11，所述平衡件11安装有八个，且平衡件11等夹角分布在中心柱12外侧的八个方位上，能够实现对机器人下侧的八个方向进行平衡处理，满足机器人向不同方向倾斜时，均能进行平衡调节，所述平衡件11一端下侧通过第二铰接件18安装有第一电动推杆14，第一电动推杆14下侧通过第三铰接件13与腔室4内底部铰接，所述腔室4侧壁安装有控制器10，控制器10采用型号为AT89S51的单片机，且压力感应器8和第一电动推杆14通过导线均与控制器10电性连接，便于进行整体调控。

所述平衡底座3设置成圆台状，有利于提高平衡底座3支撑时的稳定性，且平衡底座3上侧圆形孔6的直径大于支撑座2的外直径，使得支撑座2下端能够插设在平衡底座3上侧内部；所述限位板5的外直径大于支撑座2的外直径，所述支撑座2外侧通过连接件23安装有伸缩弹簧7，且伸缩弹簧7的另一端与平衡底座3内顶部固定连接，使得支撑座2能够相对平衡底座3进行上下压缩，同时便于伸缩后的支撑座2进行归位；所述伸缩弹簧7和连接件23数量为八组，且伸缩弹簧7和连接件23设置的方向与每个平衡件11的方向相同，便于准确压设在对应方位的压力感应器8上；所述支撑板9和压力感应器8数量为八组，且每组支撑板9和压力感应器8设置的方向同样与每个平衡件11的方向相同，便于不同方位的压力感应器8进行感知压力，便于进行平衡调节；所述平衡件11内部开设有平衡腔15，所述平衡腔15内部安装有平行重力球16，且平行重力球16的直径略小于平衡腔15的内直径，使得平行重力球16能够在平衡腔15往复移动对平衡底座3的另一侧进行增重平衡处理；所述平行重力球16设置的数量为五个，且平行重力球16采用不锈钢球，平行重力球16外侧包裹有防护层，防止平行重力球16之间移动时撞击产生噪音；五个平行重力球16的直径长度小于平衡腔15长度的一半，使得平行重力球16能够完全滑动到平衡件11的两端，便于更好的进行平衡重力处理；平衡件11上侧中部通过支架20安装有第二电动推杆19，所述第二电动推杆19下侧输出端安装有挡板21，且挡板21贯穿平衡件11上侧的插孔22设置，通过第二电动推杆19驱动挡板21升降调节，从而能够对平衡腔15内的平行重力球16进行限位处理，防止平行重力球16误移动；平衡件11设有的的八个方位分别为正前方、正后方、正左方、正右方、左前方、右前方、左后方和右后方，能够实现对机器人下侧的八个方向进行平衡处理，满足机器人向不同方向倾斜时，均能进行平衡调节。

需要说明的是，一种人工智能教育机器人的平衡组件，在工作时，当智能教育机器人1向某个方向倾斜时，支撑座2外侧对应方向的连接件23一端向下倾斜并压设在对应方位的压力感应器8上，压力感应器8感受压力信号后能够将信号传递给控制器10，控制器10将控制对应方向和对向方向的两组平衡件11动作，平衡件11动作时，通过平衡件11一端下侧的第一电动推杆14伸缩进行驱动平衡件11向倾斜方向的反方向倾斜，使平衡件11内的平行重力球16滑动到平衡腔15的倾斜底端，从而对平衡底座3的另一侧进行增重平衡处理，防止智能教育机器人1倾斜时侧翻。而且通过平衡件11安装有八个能够实现对智能教育机器人1下侧的八个方向进行平衡处理，满足智能教育机器人1向不同方向倾斜时，均能进行平衡调节，相比于现有技术中只能前后或者左右平衡调节，调节更加全面，平衡效果好，有利于提高智能教育机器人1使用时下部的稳定性，便于更好的进行教育教学使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种人工智能教育机器人的平衡组件，包括智能教育机器人(1)、平衡底座(3)和平衡件(11)，其特征在于：所述智能教育机器人(1)下侧安装有支撑座(2)，所述平衡底座(3)内部开设有腔室(4)，且腔室(4)上侧开设有圆形孔(6)，所述支撑座(2)下侧穿过圆形孔(6)插设在腔室(4)内上部，所述支撑座(2)下侧安装有限位板(5)，所述腔室(4)上侧壁安装有支撑板(9)，所述支撑板(9)上侧安装有压力感应器(8)，所述腔室(4)内中部安装有中心柱(12)，所述中心柱(12)外侧通过第一铰接件(17)铰接有多个平衡件(11)，所述平衡件(11)安装有八个，且平衡件(11)等夹角分布在中心柱(12)外侧的八个方位上，所述平衡件(11)一端下侧通过第二铰接件(18)安装有第一电动推杆(14)，所述腔室(4)侧壁安装有控制器(10)，且压力感应器(8)和第一电动推杆(14)通过导线均与控制器(10)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：所述平衡底座(3)设置成圆台状，且平衡底座(3)上侧圆形孔(6)的直径大于支撑座(2)的外直径。

3.根据权利要求1所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：所述限位板(5)的外直径大于支撑座(2)的外直径，所述支撑座(2)外侧通过连接件(23)安装有伸缩弹簧(7)，且伸缩弹簧(7)的另一端与平衡底座(3)内顶部固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：所述伸缩弹簧(7)和连接件(23)数量为八组，且伸缩弹簧(7)和连接件(23)设置的方向与每个平衡件(11)的方向相同。

5.根据权利要求1所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：所述支撑板(9)和压力感应器(8)数量为八组，且每组支撑板(9)和压力感应器(8)设置的方向同样与每个平衡件(11)的方向相同。

6.根据权利要求1所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：所述平衡件(11)内部开设有平衡腔(15)，所述平衡腔(15)内部安装有平行重力球(16)，且平行重力球(16)的直径略小于平衡腔(15)的内直径。

7.根据权利要求6所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：所述平行重力球(16)设置的数量为五个，且平行重力球(16)采用不锈钢球，平行重力球(16)外侧包裹有防护层。

8.根据权利要求7所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：五个平行重力球(16)的直径长度小于平衡腔(15)长度的一半。

9.根据权利要求1所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：所述平衡件(11)上侧中部通过支架(20)安装有第二电动推杆(19)，所述第二电动推杆(19)下侧输出端安装有挡板(21)，且挡板(21)贯穿平衡件(11)上侧的插孔(22)设置。

10.根据权利要求1所述的一种人工智能教育机器人的平衡组件，其特征在于：所述平衡件(11)设有的的八个方位分别为正前方、正后方、正左方、正右方、左前方、右前方、左后方和右后方。

Images