CN112537191B - 一种行走轮可切换的教育机器人底盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种行走轮可切换的教育机器人底盘，涉及机器人技术领域，包括底盘，底盘下端面上矩阵分布设置有侧立柱，侧立柱下端固定连接有支撑板，支撑板上端安置有第一电机，第一电机输出轴上设置有第一行走轮，所述的底盘下端内部前后对称开设有导滑轨，导滑轨内部均设置有导杆，导杆左右两端均移动连接有滑块，滑块下端转动连接有连接杆，连接杆另一端内部安置有弹簧。本发明装置结构清晰，原理明了，当遇到光滑地面或者坡面时，可通过启动第二电机，最终实现第二行走轮高度下移，借助第二行走轮外表面的大粗糙度增加与地面间的摩擦力，保证机器人移动稳定行进，行走高效，且利用弹簧的缓冲作用，实现减震，防止装置倾倒。

Description

一种行走轮可切换的教育机器人底盘
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体是一种行走轮可切换的教育机器人底盘。
背景技术
随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，对智能机器人的研究越来越多。在教育领域，许多院校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程。为了满足机器人学方面的有关课程教学示范和实验教学的需求，我们研制开发了全方位的轮式移动机器人，可以作为各种智能控制方法的良好载体，教育机器人的开发和运用，激发了学生学习的兴趣，也有助于培养学生的科学素养。
现有的教育机器人都是由头部和体部组成，对于教育机器人本体来说，其在转运过程中需要更为的小心谨慎，尤其是路面光滑甚至有坡度的时候，要保证机器人的重心稳定，以防止倾斜过度摔倒，造成不可逆的经济损失。所以就需要在教育机器人的底部安置提高转运效率的底盘，以保证教育机器人在移动过程中保持平稳。现有的教育机器人底盘结构较为单一，行走轮外表面粗糙度不够，无法适用于不同地面的粗糙程度，使得遇到有坡度的地面时行走轮无法满足灵活进行切换，不便行走。
发明内容
本发明的目的在于提供一种行走轮可切换的教育机器人底盘，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种行走轮可切换的教育机器人底盘，包括底盘，底盘下端面上矩阵分布设置有侧立柱，侧立柱下端固定连接有支撑板，支撑板上端安置有第一电机，第一电机输出轴上设置有第一行走轮，所述的底盘下端内部前后对称开设有导滑轨，导滑轨内部均设置有导杆，导杆左右两端均移动连接有滑块，滑块下端转动连接有连接杆，连接杆另一端内部安置有弹簧，弹簧另一端固定连接在压板上，压板外端固定连接有伸缩杆，伸缩杆远离压板的一端设置有第二行走轮，所述的连接杆内部开设有限位槽，限位槽内移动连接有限位柱，限位柱固定设置在转盘端面上，转盘输入轴上设置有从动锥齿轮，从动锥齿轮啮合传动有主动锥齿轮，主动锥齿轮键连接在主轴上，主轴输入端连接有安置于底盘下端内部的第二电机。
作为本发明进一步的方案：所述的从动锥齿轮的安置轴和主轴均轴承转动连接在支撑座上，支撑座上端固定连接在底盘下端面上。
作为本发明进一步的方案：所述的底盘下端前后方的第二电机启动时转动方向相反。
作为本发明进一步的方案：所述的第二行走轮的外表面粗糙度比第一行走轮的外表面粗糙度大。
作为本发明进一步的方案：所述的限位槽长度大于转盘的内径。
作为本发明进一步的方案：所述的支撑座采用H型结构，支撑座上端中部辅助支撑第二电机。
作为本发明进一步的方案：所述的导杆表面以及导滑轨内表面足够光滑。
作为本发明进一步的方案：所述的弹簧始终处于压缩状态。
作为本发明进一步的方案：所述的支撑板与连接杆之间预留足够的间隙。
作为本发明再进一步的方案：所述的限位柱长度大于限位槽深度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明装置结构清晰，原理明了，仅通过启动教育机器人的底盘下方的第一电机实现行走，当遇到光滑地面或者坡面路面时，为了保证教育机器人的移动稳定，行走高效，可通过启动第二电机，利用主动锥齿轮啮合传动从动锥齿轮，实现转盘带动限位柱沿着限位槽移动，并在滑块沿着导杆和导滑轨的约束传动下，实现连接杆摆动，使得第二行走轮高度下移，借助第二行走轮外表面的大粗糙度增加与地面间的摩擦力，保证机器人移动稳定行进，且利用弹簧的缓冲作用，实现减震，防止装置倾倒。
附图说明
图1为一种行走轮可切换的教育机器人底盘的左视内部结构示意图。
图2为一种行走轮可切换的教育机器人底盘的正视内部结构示意图。
图3为图1中A处的结构放大示意图。
图4为一种行走轮可切换的教育机器人底盘中转盘组件的立体结构示意图。
图5为一种行走轮可切换的教育机器人底盘中连接杆的立体结构示意图。
图中：1-底盘、2-导滑轨、3-导杆、4-滑块、5-转盘、6-连接杆、7-限位槽、8-限位柱、9-第一行走轮、10-第二行走轮、11-第二电机、12-支撑座、13-支撑板、14-主动锥齿轮、15-主轴、16-从动锥齿轮、17-第一电机、18-侧立柱、19-伸缩杆、20-压板、21-弹簧。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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装置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”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一：参阅图1～5，本发明实施例中，一种行走轮可切换的教育机器人底盘，包括底盘1，底盘1下端面上矩阵分布设置有侧立柱18，侧立柱18下端固定连接有支撑板13，支撑板13上端安置有第一电机17，提供动力源，第一电机17输出轴上设置有第一行走轮9，实现平稳移走，所述的底盘1下端内部前后对称开设有导滑轨2，导滑轨2内部均设置有导杆3，导杆3左右两端均移动连接有滑块4，通过导杆3和导滑轨2的双重约束导向作用，实现滑块4的稳定移动，保证滑块4传动稳定，滑块4下端转动连接有连接杆6，连接杆6另一端内部安置有弹簧21，弹簧21另一端固定连接在压板20上，压板20外端固定连接有伸缩杆19，伸缩杆19远离压板20的一端设置有第二行走轮10，实现在第二行走轮10放下时，更好的在平滑地面或者坡面上行走，且利用弹簧21有效进行减震缓冲作用，保证对教育机器人的平稳转移，防止其倾倒，所述的连接杆6内部开设有限位槽7，限位槽7内移动连接有限位柱8，限位柱8固定设置在转盘5端面上，转盘5输入轴上设置有从动锥齿轮16，从动锥齿轮16啮合传动有主动锥齿轮14，主动锥齿轮14键连接在主轴15上，主轴15输入端连接有安置于底盘1下端内部的第二电机11，提供动力源，通过主动锥齿轮14和从动锥齿轮16的啮合传动，实现转盘5带动限位柱8沿着限位槽7移动，实现连接杆6的摆动，从而操控第二行走轮10的升降，整体结构原理清晰明了，灵活实现底盘1的行走轮切换自如。
本实施例中，所述的从动锥齿轮16的安置轴和主轴15均轴承转动连接在支撑座12上，支撑座12上端固定连接在底盘1下端面上，实现对相关传动部件的支撑，保证部件相互之间传动稳定。
本实施例中，所述的第二行走轮10的外表面粗糙度比第一行走轮9的外表面粗糙度大，实现第二行走轮10放下使用，增大与平滑地面间的摩擦力，行走稳定。
本实施例中，所述的限位槽7长度大于转盘5的内径，保证连接杆6摆动时，转盘5上的限位柱8始终传动连接在限位槽7内。
本实施例中，所述的支撑座12采用H型结构，支撑座12上端中部辅助支撑第二电机11，保证底盘1行走过程中，第二电机11稳定安置，提供动力源，传动各部件稳定运行。
本实施例中，所述的导杆3表面以及导滑轨2内表面足够光滑，使得滑块4沿着导滑轨2左右移动平稳，不会发生卡死的状况。
本实施例中，所述的弹簧21始终处于压缩状态，保证压板20始终推动伸缩杆19外移，保证第二行走轮10在使用时始终贴合地面，减震效果好。
本实施例中，所述的支撑板13与连接杆6之间预留足够的间隙，使得连接杆6带动第二行走轮10升降时不会受到支撑板13侧端的干涉，使得第一行走轮9和第二行走轮10的使用状况可灵活切换。
本实施例中，所述的限位柱8长度大于限位槽7深度，保证限位柱8始终处于限位槽7中，传动连接杆6稳定摆动。
实施例二：该发明还提供了另外一种实施例，该实施例是在上述实施例的基础上有所改进，所述的底盘1下端前后方的第二电机11启动时转动方向相反，实现装置中的底盘1下方前后位置的连接杆6相向摆动，从而实现前后部位的第二行走轮10相向升降，同步稳定操作。
综上所述，该发明工作时，本发明装置结构清晰，原理明了，仅通过启动教育机器人的底盘1下方的第一电机17实现行走，当遇到光滑地面或者坡面路面时，为了保证教育机器人的移动稳定，行走高效，可通过启动第二电机11，利用主动锥齿轮14啮合传动从动锥齿轮16，实现转盘5带动限位柱8沿着限位槽7移动，并在滑块4沿着导杆3和导滑轨2的约束传动下，实现连接杆6摆动，使得第二行走轮10高度下移，借助第二行走轮10外表面的大粗糙度增加与地面间的摩擦力，保证机器人移动稳定行进，且利用弹簧21的缓冲作用，实现减震，防止装置倾倒。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种行走轮可切换的教育机器人底盘，包括底盘（1），其特征在于，所述的底盘（1）下端面上矩阵分布设置有侧立柱（18），侧立柱（18）下端固定连接有支撑板（13），支撑板（13）上端安置有第一电机（17），第一电机（17）输出轴上设置有第一行走轮（9），所述的底盘（1）下端内部前后对称开设有导滑轨（2），导滑轨（2）内部均设置有导杆（3），导杆（3）左右两端均移动连接有滑块（4），滑块（4）下端转动连接有连接杆（6），连接杆（6）另一端内部安置有弹簧（21），弹簧（21）另一端固定连接在压板（20）上，压板（20）外端固定连接有伸缩杆（19），伸缩杆（19）远离压板（20）的一端设置有第二行走轮（10），所述的连接杆（6）内部开设有限位槽（7），限位槽（7）内移动连接有限位柱（8），限位柱（8）固定设置在转盘（5）端面上，转盘（5）输入轴上设置有从动锥齿轮（16），从动锥齿轮（16）啮合传动有主动锥齿轮（14），主动锥齿轮（14）键连接在主轴（15）上，主轴（15）输入端连接有安置于底盘（1）下端内部的第二电机（11）；所述的第二行走轮（10）的外表面粗糙度比第一行走轮（9）的外表面粗糙度大。
2.根据权利要求1所述的一种行走轮可切换的教育机器人底盘，其特征在于，所述的从动锥齿轮（16）的安置轴和主轴（15）均轴承转动连接在支撑座（12）上，支撑座（12）上端固定连接在底盘（1）下端面上。
3.根据权利要求1所述的一种行走轮可切换的教育机器人底盘，其特征在于，所述的底盘（1）下端前后方的第二电机（11）启动时转动方向相反。
4.根据权利要求1所述的一种行走轮可切换的教育机器人底盘，其特征在于，所述的限位槽（7）长度大于转盘（5）的内径。
5.根据权利要求2所述的一种行走轮可切换的教育机器人底盘，其特征在于，所述的支撑座（12）采用H型结构，支撑座（12）上端中部辅助支撑第二电机（11）。
6.根据权利要求1所述的一种行走轮可切换的教育机器人底盘，其特征在于，所述的导杆（3）表面以及导滑轨（2）内表面足够光滑。
7.根据权利要求1所述的一种行走轮可切换的教育机器人底盘，其特征在于，所述的弹簧（21）始终处于压缩状态。
8.根据权利要求1所述的一种行走轮可切换的教育机器人底盘，其特征在于，所述的支撑板（13）与连接杆（6）之间预留足够的间隙。
9.根据权利要求1或4所述的一种行走轮可切换的教育机器人底盘，其特征在于，所述的限位柱（8）长度大于限位槽（7）深度。
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