CN113192387B - 一种基于microbit技术的智能硬件小车教具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，涉及microbit编程技术领域。一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，包括模拟板块和寻迹小车，所述模拟板块包括底板，所述底板顶部一侧固定连接有挡板，所述底板顶部开设有寻迹轨道，所述底板中部一侧设置有轨迹变动装置，所述底板顶部固定连接有限位框，所述轨迹变动装置包括旋转板，所述旋转板底部中央固定连接有第一锥型齿，所述第一锥型齿啮合连接有第二锥型齿。本发明通过该装置的设置，该装置能够当做正常的microbit小车教具使用，同时也能够当做孩子编程进阶材料使用，提高了小车教具的灵活性和包容性，并且该装置的小车能够基于原有的积木小车进行改装，益智性更强。

Description

一种基于microbit技术的智能硬件小车教具
技术领域
本发明涉及microbit编程技术领域，具体为一种基于microbit技术的智能硬件小车教具。
背景技术
Microbit是一种ARM架构的单片机，板载蓝牙，加速度计，电子罗盘，三个按钮，5x5LED点阵，主要用于青少年的编程教育，Microbit简单来说是一台专属孩子学习编程的工具，简单易用，目前在初高中实验课程中得到了广泛使用，通过microbit可以实现很多好玩炫酷的小发明，其中最常见的是microbit小车，可以通过microbit拓展板实现各种有趣的操作。
microbit小车车作用一种益智类编程教具，现有的小车教具在给孩子使用时对于有些孩子来说有些简单，在无特殊场地情况下小车功能及运动都很受限，没有办法开发孩子更深的潜力，为此需要一种孩子编程进阶使用的小车教具，为此，本发明提出一种新型的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，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：一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，包括模拟板块和寻迹小车，所述模拟板块包括底板，所述底板顶部一侧固定连接有挡板，所述底板顶部开设有寻迹轨道，所述底板中部一侧设置有轨迹变动装置，所述底板顶部固定连接有限位框，所述轨迹变动装置包括旋转板，所述旋转板底部中央固定连接有第一锥型齿，所述第一锥型齿啮合连接有第二锥型齿，底板底部固定连接有固定架，所述固定架一侧固定连接有第一电机，所述第一电机输出端固定连接于第二锥型齿一侧，所述旋转板顶部开设有替代轨迹，所述旋转板一侧设置有承接轨迹，所述承接轨迹开设于底板顶部。
优选的，所述寻迹小车包括车架，所述车架一端固定连接有制动装置载体，所述制动装置载体一侧设置有后轮，所述制动装置载体中部固定连接有第三电机，所述后轮之间设置有主齿轮，所述主齿轮啮合连接有副齿轮，所述第三电机输出端固定连接于副齿轮一侧，所述车架另一端设置有前轮，所述车架一端中部固定连接有转弯件，所述转弯件一侧固定连接有固定板，所述固定板顶部设置有成像装置，所述车架顶部中央固定连接有信息集成及拓展板，所述车架顶部固定连接有红外寻迹装置。
优选的，所述红外寻迹装置包括限位件，所述限位件两端固定连接有连接杆，所述连接杆一端均活动连接有旋转框，所述旋转框中部活动连接有红外发射及接受集成件，所述限位件一侧固定连接有微型电机，所述微型电机输出端固定连接有制动杆，所述制动杆一端固定连接有旋转件，所述旋转件一侧固定连接有拐角件，所述红外发射及接受集成件一端中部固定连接有限位杆，所述拐角件另一端活动套接于限位杆表面。
优选的，所述底板顶部一侧设置有轨迹移动件，所述轨迹移动件包括左支撑柱和右支撑柱，所述左支撑柱一侧开设有滑槽，所述滑槽两端活动连接有螺纹杆，所述左支撑柱顶部固定连接有第二电机，所述第二电机输出端固定连接于螺纹杆一端，所述螺纹杆表面活动连接有滑块，所述滑块一侧固定连接有横杆，所述横杆另一端活动连接于右支撑柱一侧，所述横杆表面活动连接有电动滑块。
优选的，所述底板两端均固定连接有把手，所述底板底部四个拐角处均固定连接有支撑腿。
优选的，所述信息集成及拓展板分别与红外发射及接受集成件和成像装置电性连接。
优选的，所述替代轨迹的宽度分别与寻迹轨道和承接轨迹一致，并且替代轨迹分别与寻迹轨道和承接轨迹相适配。
优选的，拐角件顶部设置有旋转电机，所述旋转电机输出端固定连接于成像装置底部。
优选的，所述底板中部一侧开设有孔，所述旋转板与孔相适配，所述旋转板外壁活动连接于孔内壁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)、一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，该装置通过模拟板块的设置，附带需要的场景与地形，避免传统小车教具使用时需要临时搭建或寻找场地的麻烦。
(2)、一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，通过该装置的设置，该装置能够当做正常的microbit小车教具使用，同时也能够当做孩子编程进阶材料使用，提高了小车教具的灵活性和包容性，并且该装置的小车能够基于原有的积木小车进行改装，益智性更强。
(3)、一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，通过该装置的设置，该装置能够通过各电机实现功能，避免手动操作，并且各个旋转或可以对孩子有危险的零件都在看不见或隐蔽的地方，安全性强。
附图说明
图1为本发明的主结构示意图；
图2为本发明的模拟板块侧面结构示意图；
图3为本发明的模拟板块俯视结构示意图；
图4为本发明的轨迹移动件结构示意图；
图5为本发明的寻迹小车右轴侧结构示意图；
图6为本发明的寻迹小车左轴侧结构示意图；
图7为本发明的红外寻迹装置结构示意图；
图8为本发明的红外寻迹装置俯视结构示意图。
图中：1、支撑腿；2、寻迹小车；3、轨迹移动件；301、左支撑柱；302、右支撑柱；303、横杆；304、电动滑块；305、滑槽；306、螺纹杆；307、第二电机；4、把手；5、模拟板块；501、底板；502、寻迹轨道；503、限位框；504、挡板；505、承接轨迹；506、轨迹变动装置；507、替代轨迹；5061、旋转板；5062、第一锥型齿；5063、第二锥型齿；5064、第一电机；5065、固定架；6、车架；601、前轮；602、后轮；603、制动装置载体；604、第三电机；605、红外寻迹装置；6051、限位件；6052、红外发射及接受集成件；6053、旋转框；6054、连接杆；6055、微型电机；6056、制动杆；6057、旋转件；6058、拐角件；6059、限位杆；606、转弯件；607、固定板；608、成像装置；609、主齿轮；6091、副齿轮；7、信息集成及拓展板。
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。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“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，并不是指示或暗示所指的装置或元件所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，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。
如图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，包括模拟板块5和寻迹小车2，模拟板块5包括底板501，底板501顶部一侧固定连接有挡板504，挡板504防止寻迹小车2跑出模拟板块5，底板501顶部开设有寻迹轨道502，该寻迹轨道502，用于成像寻迹；底板501中部一侧设置有轨迹变动装置506，底板501顶部固定连接有限位框503，限位框503用来观察寻迹小车2是否偏移路线；轨迹变动装置506包括旋转板5061，旋转板5061底部中央固定连接有第一锥型齿5062，第一锥型齿5062啮合连接有第二锥型齿5063，底板501底部固定连接有固定架5065，固定架5065一侧固定连接有第一电机5064，通过第一电机5064作用第一锥型齿5062和第二锥型齿5063带动旋转板5061旋转，第一电机5064输出端固定连接于第二锥型齿5063一侧，旋转板5061顶部开设有替代轨迹507，旋转板5061一侧设置有承接轨迹505，承接轨迹505开设于底板501顶部，当旋转板5061旋转，使替代轨迹507对接寻迹轨道502时，使轨迹路线变动，寻迹小车2包括车架6，车架6一端固定连接有制动装置载体603，制动装置载体603一侧设置有后轮602，制动装置载体603中部固定连接有第三电机604，通过第三电机604带动副齿轮6091和主齿轮609旋转，进而带动后轮602旋转，使寻迹小车2前进，后轮602之间设置有主齿轮609，主齿轮609啮合连接有副齿轮6091，第三电机604输出端固定连接于副齿轮6091一侧，车架6另一端设置有前轮601，车架6一端中部固定连接有转弯件606，通过转弯件606实现寻迹小车2的转弯，转弯件606一侧固定连接有固定板607，固定板607顶部设置有成像装置608，车架6顶部中央固定连接有信息集成及拓展板7，车架6顶部固定连接有红外寻迹装置605，通过红外寻迹装置605发射红外线及接收红外线并形成轨迹路线，红外寻迹装置605包括限位件6051，限位件6051两端固定连接有连接杆6054，连接杆6054一端均活动连接有旋转框6053，旋转框6053中部活动连接有红外发射及接受集成件6052，限位件6051一侧固定连接有微型电机6055，微型电机6055输出端固定连接有制动杆6056，制动杆6056一端固定连接有旋转件6057，旋转件6057一侧固定连接有拐角件6058，红外发射及接受集成件6052一端中部固定连接有限位杆6059，拐角件6058另一端活动套接于限位杆6059表面，底板501顶部一侧设置有轨迹移动件3，轨迹移动件3包括左支撑柱301和右支撑柱302，左支撑柱301一侧开设有滑槽305，滑槽305两端活动连接有螺纹杆306，左支撑柱301顶部固定连接有第二电机307，第二电机307输出端固定连接于螺纹杆306一端，螺纹杆306表面活动连接有滑块，滑块一侧固定连接有横杆303，横杆303另一端活动连接于右支撑柱302一侧，横杆303表面活动连接有电动滑块304，底板501两端均固定连接有把手4，底板501底部四个拐角处均固定连接有支撑腿1，信息集成及拓展板7分别与红外发射及接受集成件6052和成像装置608电性连接，替代轨迹507的宽度分别与寻迹轨道502和承接轨迹505一致，并且替代轨迹507分别与寻迹轨道502和承接轨迹505相适配，拐角件6058顶部设置有旋转电机，旋转电机输出端固定连接于成像装置608底部，底板501中部一侧开设有孔，旋转板5061与孔相适配，旋转板5061外壁活动连接于孔内壁。
该装置是一种用于孩子编程进阶用载有microbit拓展板的小车教具，该装置包含一个寻迹小车2和一个模拟板块5，该寻迹小车2上装载了一个红外寻迹装置605，该装置通过微型电机6055制动，通过微型电机6055带动制动杆6056旋转，而制动杆6056与旋转件6057相连接，旋转件6057与拐角件6058相连接，并与之铰接，所以微型电机6055通过旋转件6057和拐角件6058能够带动红外发射及接受集成件6052旋转，使之辐射面积更广，红外发射及接受集成件6052与旋转框6053活动连接，所以旋转框6053在满足红外发射及接受集成件6052旋转的情况下同时为其限位，该装置与轨迹移动件3相互作用，轨迹移动件3包括一个电动滑块304，红外发射及接受集成件6052用于捕捉电动滑块304的轨迹，电动滑块304在横杆303上移动，而横杆303通过第二电机307带动螺纹杆306旋转，横杆303一端通过滑块活动连接于螺纹杆306表面并且会被滑槽305限位，所述横杆303通过滑块上下移动，在此作用下，电动滑块304既能够左右移动也能够上下移动，这样捕捉电动滑块304的轨迹无疑更难，所以需要更复杂的程序实现，同时该寻迹小车2同时搭载成像装置608，用于成像寻迹使用，该模拟板块5上设置有寻迹轨道502，用于成像寻迹，当需要更高难度时进阶使用时，通过第一电机5064作用第一锥型齿5062和第二锥型齿5063带动旋转板5061旋转，使替代轨迹507对接寻迹轨道502，这样在小车按照成像寻迹移动时，移动轨迹突然改变则需要更好的程序，该装置提高了microbit编程难度，但是难度在适当范围，可以有效当做孩子编程进阶使用的教具。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，包括模拟板块(5)和寻迹小车(2)，其特征在于：所述模拟板块(5)包括底板(501)，所述底板(501)顶部一侧固定连接有挡板(504)，所述底板(501)顶部开设有寻迹轨道(502)，所述底板(501)中部一侧设置有轨迹变动装置(506)，所述底板(501)顶部固定连接有限位框(503)，所述轨迹变动装置(506)包括旋转板(5061)，所述旋转板(5061)底部中央固定连接有第一锥型齿(5062)，所述第一锥型齿(5062)啮合连接有第二锥型齿(5063)，底板(501)底部固定连接有固定架(5065)，所述固定架(5065)一侧固定连接有第一电机(5064)，所述第一电机(5064)输出端固定连接于第二锥型齿(5063)一侧，所述旋转板(5061)顶部开设有替代轨迹(507)，所述旋转板(5061)一侧设置有承接轨迹(505)，所述承接轨迹(505)开设于底板(501)顶部。
2.根据权利要求1所述的一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，其特征在于：所述寻迹小车(2)包括车架(6)，所述车架(6)一端固定连接有制动装置载体(603)，所述制动装置载体(603)一侧设置有后轮(602)，所述制动装置载体(603)中部固定连接有第三电机(604)，所述后轮(602)之间设置有主齿轮(609)，所述主齿轮(609)啮合连接有副齿轮(6091)，所述第三电机(604)输出端固定连接于副齿轮(6091)一侧，所述车架(6)另一端设置有前轮(601)，所述车架(6)一端中部固定连接有转弯件(606)，所述转弯件(606)一侧固定连接有固定板(607)，所述固定板(607)顶部设置有成像装置(608)，所述车架(6)顶部中央固定连接有信息集成及拓展板(7)，所述车架(6)顶部固定连接有红外寻迹装置(605)。
3.根据权利要求2所述的一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，其特征在于：所述红外寻迹装置(605)包括限位件(6051)，所述限位件(6051)两端固定连接有连接杆(6054)，所述连接杆(6054)一端均活动连接有旋转框(6053)，所述旋转框(6053)中部活动连接有红外发射及接受集成件(6052)，所述限位件(6051)一侧固定连接有微型电机(6055)，所述微型电机(6055)输出端固定连接有制动杆(6056)，所述制动杆(6056)一端固定连接有旋转件(6057)，所述旋转件(6057)一侧固定连接有拐角件(6058)，所述红外发射及接受集成件(6052)一端中部固定连接有限位杆(6059)，所述拐角件(6058)另一端活动套接于限位杆(6059)表面。
4.根据权利要求1所述的一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，其特征在于：所述底板(501)顶部一侧设置有轨迹移动件(3)，所述轨迹移动件(3)包括左支撑柱(301)和右支撑柱(302)，所述左支撑柱(301)一侧开设有滑槽(305)，所述滑槽(305)两端活动连接有螺纹杆(306)，所述左支撑柱(301)顶部固定连接有第二电机(307)，所述第二电机(307)输出端固定连接于螺纹杆(306)一端，所述螺纹杆(306)表面活动连接有滑块，所述滑块一侧固定连接有横杆(303)，所述横杆(303)另一端活动连接于右支撑柱(302)一侧，所述横杆(303)表面活动连接有电动滑块(304)。
5.根据权利要求1所述的一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，其特征在于：所述底板(501)两端均固定连接有把手(4)，所述底板(501)底部四个拐角处均固定连接有支撑腿(1)。
6.根据权利要求2所述的一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，其特征在于：所述信息集成及拓展板(7)分别与红外发射及接受集成件(6052)和成像装置(608)电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，其特征在于：所述替代轨迹(507)的宽度分别与寻迹轨道(502)和承接轨迹(505)一致，并且替代轨迹(507)分别与寻迹轨道(502)和承接轨迹(505)相适配。
8.根据权利要求3所述的一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，其特征在于：拐角件(6058)顶部设置有旋转电机，所述旋转电机输出端固定连接于成像装置(608)底部。
9.根据权利要求1所述的一种基于microbit技术的智能硬件小车教具，其特征在于：所述底板(501)中部一侧开设有孔，所述旋转板(5061)与孔相适配，所述旋转板(5061)外壁活动连接于孔内壁。
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