CN113664806A - 一种青少年学习编程用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种青少年学习编程用机器人，涉及机器人技术领域，以解决现有的青少年学习编程用机器人在使用时，摄像头连接结构复杂，不易进行更换和维护，并且机器人使用锂离子电池作为驱动能源，而其通常使用螺栓进行固定，致使拆卸和充电比较麻烦，同时常规教学机器人结构和功能比较单一，难以满足青少年学习和操作的问题，包括机器人本体；所述机器人本体底部两侧设有履带，且履带通过履带轮与机器人本体传动连接；所述机器人本体前端中间位置设有摄像头。本发明中利用第二齿轮与第二齿条传动，滑动架能够沿安装盒的第二滑槽向后滑动，使锂离子电池从安装盒内滑出，从而对锂离子电池快速安装和拆卸，因此其充电更加方便快捷。

Description

一种青少年学习编程用机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，更具体地说，特别涉及一种青少年学习编程用机器人。

背景技术

随着科技的进步，机器人技术在人类生活和工业生产制造中发挥着越来越重要的作用。其中机器人编程为使机器人完成某种任务而设置的动作顺序描述。机器人运动和作业的指令都是由程序进行控制，常见的编制方法有两种，示教编程方法和离线编程方法。

例如申请号：CN201721049565.4公开了一种方便青少年学习编程的可编程机器人，包括示教盒和机器人，所述示教盒包括处理器，所述处理器的输入端电连接有数据传输模块，所述数据传输模块的输入端电连接有程序整合模块，所述程序整合模块的输入端电连接有编程模块，所述编程模块的输入端电连接有用户编程界面。本发明解决了现有编程教学用具的编程语言过于复杂，由于刚接触编程的青少年对编程的了解较少，青少年在学习认识过程中比较困难的问题，该方便青少年学习编程的可编程机器人，具备方便青少年学习编程的优点，青少年通过编程让机器人按照程序进行活动，使青少年对编程的学习更加容易，方便了青少年的使用。

现有的青少年学习编程用机器人在使用时，摄像头连接结构复杂，不易进行更换和维护，并且机器人使用锂离子电池作为驱动能源，而其通常使用螺栓进行固定，致使拆卸和充电比较麻烦，同时常规教学机器人结构和功能比较单一，内部缺少多组驱动机构，难以满足青少年学习和操作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种青少年学习编程用机器人，以解决现有的青少年学习编程用机器人在使用时，摄像头连接结构复杂，不易进行更换和维护，并且机器人使用锂离子电池作为驱动能源，而其通常使用螺栓进行固定，致使拆卸和充电比较麻烦，同时常规教学机器人结构和功能比较单一，内部缺少多组驱动机构，难以满足青少年学习和操作的问题。

本发明一种青少年学习编程用机器人的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种青少年学习编程用机器人，包括机器人本体；所述机器人本体底部两侧设有履带，且履带通过履带轮与机器人本体传动连接；所述机器人本体前端中间位置设有摄像头，且摄像头一侧设有锁紧组件，并且锁紧组件位于机器人本体内；所述锁紧组件上设有滑套，且锁紧组件通过支撑架与机器人本体相连接；所述机器人本体右侧设有转动架，且转动架上设有安装架。

进一步的，所述机器人本体包括后罩和第一滑槽，机器人本体顶部后端设有后罩，且后罩内设有安装盒，机器人本体左侧开设有第一滑槽，且第一滑槽与锁紧组件位置相对应。

进一步的，所述摄像头包括安装座和棘齿套，摄像头后端设有安装座，且安装座滑插于机器人本体内，并且安装座外周面一侧设有棘齿套。

进一步的，所述锁紧组件包括第一齿条、第一齿轮、丝杆、拉杆和滑块，第一齿条前端设有滑块，第一齿条右侧设有拉杆，且拉杆通过第一滑槽与机器人本体滑动连接，第一齿轮上设有丝杆，且第一齿轮位于第一齿条后侧，并且第一齿条与第一齿轮啮合连接。

进一步的，所述支撑架包括限位套环和滑轨，支撑架为矩形框架结构，且支撑架固定安装于机器人本体内，支撑架左侧设有限位套环，且丝杆位于限位套环中心位置，并且丝杆通过轴承与支撑架转动连接，支撑架前侧设有滑轨，且第一齿条通过滑块与滑轨滑动连接。

进一步的，所述滑套包括棘齿爪，滑套为柱形通腔结构，且滑套左端设有棘齿爪，当滑套与摄像头呈连接状态时，滑套滑插于限位套环内，且滑套通过螺纹的方式与丝杆滑动连接，并且棘齿爪卡接于棘齿套内。

进一步的，所述转动架包括固定架、第一电机、转动杆和第二电机，转动架上设有固定架，且固定架后部设有第一电机，第一电机的转轴上设有转动杆，且转动杆通过轴承与固定架转动连接，并且安装架固定安装于转动杆上，转动架通过销轴与机器人本体转动连接，且转动架的销轴与第二电机的转轴相连接，并且第二电机固定安装于机器人本体内。

进一步的，所述安装架包括第三电机、夹板和缺齿，安装架内设有两处夹板，且两处夹板呈上下对称方式分布，两处夹板端部均设有缺齿，且两处缺齿通过缺齿传动连接，并且夹板通过销轴与安装架转动连接，安装架左侧固定安装有第三电机，且第三电机的转轴与上方夹板相连接。

进一步的，所述安装盒包括第二滑槽、连接杆和第二齿轮，安装盒为矩形空腔结构，且安装盒空腔内设有滑动架，并且安装盒空腔的左右侧壁均开设有第二滑槽，安装盒空腔内设有连接杆，且连接杆通过阻尼套与安装盒转动连接，连接杆上设有两处第二齿轮，且两处第二齿轮呈对称方式分布。

进一步的，所述滑动架包括第二齿条、锂离子电池和滑条，滑动架顶端设有锂离子电池，滑动架底部左右两侧设有第二齿条，且第二齿条与第二齿轮啮合连接，滑动架左右两侧设有滑条，且滑条通过第二滑槽与安装盒滑动连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、由于滑套为柱形通腔结构，且滑套左端设有棘齿爪，当滑套与摄像头呈连接状态时，滑套滑插于限位套环内，且滑套通过螺纹的方式与丝杆滑动连接，并且棘齿爪卡接于棘齿套内，向下拉动拉杆，使第一齿条沿滑轨滑动，利用第一齿条和第一齿轮传动，通过丝杆转动，滑套能够带动棘齿爪沿丝杆滑动，使棘齿爪从棘齿套内脱离，进而解除摄像头的锁紧状态，从而方便对摄像头进行更换和维护；

2、由第一电机提供动力，使转动架以销轴为轴心做弧线运动，同时通过开启第二电机，转动杆能够带动安装架旋转，并且利用第三电机提供动力，由于第三电机的转轴与上方夹板相连接，其中两处夹板通过端部的缺齿进行传动，实现夹板对物品的夹持，由此可见，其结构简单，通过设置多组驱动机构，便于学生进行学习和操作；

3、由于滑动架底部左右两侧设有第二齿条，且第二齿条与第二齿轮啮合连接，滑动架左右两侧设有滑条，且滑条通过第二滑槽与安装盒滑动连接，其中锂离子电池安装在滑动架上，并设置于安装盒内，保证锂离子电池安装连接更加稳定；当打开机器人本体的后罩，通过转动连接杆的旋钮，利用第二齿轮与第二齿条传动，滑动架能够沿安装盒的第二滑槽向后滑动，使锂离子电池从安装盒内滑出，从而对锂离子电池快速安装和拆卸，因此其充电更加方便快捷。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的轴视结构示意图。

图2是本发明的摄像头、锁紧组件、支撑架和滑套结构示意图。

图3是由图2引出的爆炸状态结构示意图。

图4是由图1引出的拆除后罩后结构示意图。

图5是本发明的转动架和安装架结构示意图。

图6是本发明的转动架结构示意图。

图7是本发明的安装架结构示意图。

图8是本发明的安装盒和滑动架分离状态结构示意图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1、机器人本体；101、后罩；102、第一滑槽；2、摄像头；201、安装座；202、棘齿套；3、锁紧组件；301、第一齿条；302、第一齿轮；303、丝杆；304、拉杆；305、滑块；4、支撑架；401、限位套环；402、滑轨；5、滑套；501、棘齿爪；6、转动架；601、固定架；602、第一电机；603、转动杆；604、第二电机；7、安装架；701、第三电机；702、夹板；703、缺齿；8、安装盒；801、第二滑槽；802、连接杆；803、第二齿轮；9、滑动架；901、第二齿条；902、锂离子电池；903、滑条；10、履带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

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；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如附图1至附图8所示：

本发明提供一种青少年学习编程用机器人，包括机器人本体1；机器人本体1底部两侧设有履带10，且履带10通过履带轮与机器人本体1传动连接；机器人本体1前端中间位置设有摄像头2；摄像头2包括安装座201和棘齿套202，摄像头2后端设有安装座201，且安装座201滑插于机器人本体1内，并且安装座201外周面一侧设有棘齿套202；摄像头2一侧设有锁紧组件3，且锁紧组件3位于机器人本体1内；机器人本体1包括后罩101和第一滑槽102，机器人本体1顶部后端设有后罩101，且后罩101内设有安装盒8，机器人本体1左侧开设有第一滑槽102，且第一滑槽102与锁紧组件3位置相对应；锁紧组件3上设有滑套5，且锁紧组件3通过支撑架4与机器人本体1相连接；机器人本体1右侧设有转动架6，且转动架6上设有安装架7。

如图2和图3所示，锁紧组件3包括第一齿条301、第一齿轮302、丝杆303、拉杆304和滑块305，第一齿条301前端设有滑块305，第一齿条301右侧设有拉杆304，且拉杆304通过第一滑槽102与机器人本体1滑动连接，第一齿轮302上设有丝杆303，且第一齿轮302位于第一齿条301后侧，并且第一齿条301与第一齿轮302啮合连接；

支撑架4包括限位套环401和滑轨402，支撑架4为矩形框架结构，且支撑架4固定安装于机器人本体1内，支撑架4左侧设有限位套环401，且丝杆303位于限位套环401中心位置，并且丝杆303通过轴承与支撑架4转动连接，支撑架4前侧设有滑轨402，且第一齿条301通过滑块305与滑轨402滑动连接；

滑套5包括棘齿爪501，滑套5为柱形通腔结构，且滑套5左端设有棘齿爪501，当滑套5与摄像头2呈连接状态时，滑套5滑插于限位套环401内，且滑套5通过螺纹的方式与丝杆303滑动连接，并且棘齿爪501卡接于棘齿套202内，向下拉动拉杆304，使第一齿条301沿滑轨402滑动，利用第一齿条301和第一齿轮302传动，通过丝杆303转动，滑套5能够带动棘齿爪501沿丝杆303滑动，使棘齿爪501从棘齿套202内脱离，进而解除摄像头2的锁紧状态，从而方便对摄像头2进行更换和维护。

如图5、图6和图7所示，转动架6包括固定架601、第一电机602、转动杆603和第二电机604，转动架6上设有固定架601，且固定架601后部设有第一电机602，第一电机602的转轴上设有转动杆603，且转动杆603通过轴承与固定架601转动连接，并且安装架7固定安装于转动杆603上，转动架6通过销轴与机器人本体1转动连接，且转动架6的销轴与第二电机604的转轴相连接，并且第二电机604固定安装于机器人本体1内；

安装架7包括第三电机701、夹板702和缺齿703，安装架7内设有两处夹板702，且两处夹板702呈上下对称方式分布，两处夹板702端部均设有缺齿703，且两处缺齿703通过缺齿703传动连接，并且夹板702通过销轴与安装架7转动连接，安装架7左侧固定安装有第三电机701，由第一电机602提供动力，使转动架6以销轴为轴心做弧线运动，同时通过开启第二电机604，转动杆603能够带动安装架7旋转，并且利用第三电机701提供动力，由于第三电机701的转轴与上方夹板702相连接，其中两处夹板702通过端部的缺齿703进行传动，实现夹板702对物品的夹持，由此可见，其结构简单，通过设置多组驱动机构，便于学生进行学习和操作。

如图8所示，安装盒8包括第二滑槽801、连接杆802和第二齿轮803，安装盒8为矩形空腔结构，且安装盒8空腔内设有滑动架9，并且安装盒8空腔的左右侧壁均开设有第二滑槽801，安装盒8空腔内设有连接杆802，且连接杆802通过阻尼套与安装盒8转动连接，并且连接杆802一侧端部设有旋钮，连接杆802上设有两处第二齿轮803，且两处第二齿轮803呈对称方式分布；

滑动架9包括第二齿条901、锂离子电池902和滑条903，滑动架9顶端设有锂离子电池902，滑动架9底部左右两侧设有第二齿条901，且第二齿条901与第二齿轮803啮合连接，滑动架9左右两侧设有滑条903，且滑条903通过第二滑槽801与安装盒8滑动连接，其中锂离子电池902安装在滑动架9上，并设置于安装盒8内，保证锂离子电池902安装连接更加稳定；当打开机器人本体1的后罩101，通过转动连接杆802的旋钮，利用第二齿轮803与第二齿条901传动，滑动架9能够沿安装盒8的第二滑槽801向后滑动，使锂离子电池902从安装盒8内滑出，从而对锂离子电池902快速安装和拆卸，因此其充电更加方便快捷。

在另一实施例中，第一齿条301远离滑轨402的一侧面中心部位设有限位圆杆，且限位圆杆上套装有压缩弹簧，并且限位圆杆与第一齿条301滑动相连接，从而使第一齿条301在进行滑动时更加平稳，并保证摄像头2的锁紧效果。

本实施例的具体使用方式与作用：

在使用过程中，首先，当滑套5与摄像头2呈连接状态时，滑套5滑插于限位套环401内，且滑套5通过螺纹的方式与丝杆303滑动连接，并且棘齿爪501卡接于棘齿套202内，向下拉动拉杆304，使第一齿条301沿滑轨402滑动，利用第一齿条301和第一齿轮302传动，通过丝杆303转动，滑套5能够带动棘齿爪501沿丝杆303滑动，使棘齿爪501从棘齿套202内脱离，进而解除摄像头2的锁紧状态，从而方便对摄像头2进行更换和维护；

其次，由第一电机602提供动力，使转动架6以销轴为轴心做弧线运动，同时通过开启第二电机604，转动杆603能够带动安装架7旋转，并且利用第三电机701提供动力，由于第三电机701的转轴与上方夹板702相连接，其中两处夹板702通过端部的缺齿703进行传动，实现夹板702对物品的夹持，由此可见，其结构简单，通过设置多组驱动机构，便于学生进行学习和操作；

此外，滑动架9底部左右两侧设有第二齿条901，且第二齿条901与第二齿轮803啮合连接，滑动架9左右两侧设有滑条903，且滑条903通过第二滑槽801与安装盒8滑动连接，其中锂离子电池902安装在滑动架9上，并设置于安装盒8内，保证锂离子电池902安装连接更加稳定；当打开机器人本体1的后罩101，通过转动连接杆802的旋钮，利用第二齿轮803与第二齿条901传动，滑动架9能够沿安装盒8的第二滑槽801向后滑动，使锂离子电池902从安装盒8内滑出，从而对锂离子电池902快速安装和拆卸，因此其充电更加方便快捷。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种青少年学习编程用机器人，其特征在于：学习编程用机器人，包括机器人本体（1）；

所述机器人本体（1）底部两侧设有履带（10），且履带（10）通过履带轮与机器人本体（1）传动连接；

所述机器人本体（1）前端中间位置设有摄像头（2），且摄像头（2）一侧设有锁紧组件（3），并且锁紧组件（3）位于机器人本体（1）内；

所述锁紧组件（3）上设有滑套（5），且锁紧组件（3）通过支撑架（4）与机器人本体（1）相连接；

所述机器人本体（1）右侧设有转动架（6），且转动架（6）上设有安装架（7）。

2.如权利要求1所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述机器人本体（1）包括后罩（101）和第一滑槽（102），机器人本体（1）顶部后端设有后罩（101），且后罩（101）内设有安装盒（8），机器人本体（1）左侧开设有第一滑槽（102），且第一滑槽（102）与锁紧组件（3）位置相对应。

3.如权利要求1所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述摄像头（2）包括安装座（201）和棘齿套（202），摄像头（2）后端设有安装座（201），且安装座（201）滑插于机器人本体（1）内，并且安装座（201）外周面一侧设有棘齿套（202）。

4.如权利要求2所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述锁紧组件（3）包括第一齿条（301）、第一齿轮（302）、丝杆（303）、拉杆（304）和滑块（305），第一齿条（301）前端设有滑块（305），第一齿条（301）右侧设有拉杆（304），且拉杆（304）通过第一滑槽（102）与机器人本体（1）滑动连接，第一齿轮（302）上设有丝杆（303），且第一齿轮（302）位于第一齿条（301）后侧，并且第一齿条（301）与第一齿轮（302）啮合连接。

5.如权利要求1所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述支撑架（4）包括限位套环（401）和滑轨（402），支撑架（4）为矩形框架结构，且支撑架（4）固定安装于机器人本体（1）内，支撑架（4）左侧设有限位套环（401），且丝杆（303）位于限位套环（401）中心位置，并且丝杆（303）通过轴承与支撑架（4）转动连接，支撑架（4）前侧设有滑轨（402），且第一齿条（301）通过滑块（305）与滑轨（402）滑动连接。

6.如权利要求1所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述滑套（5）包括棘齿爪（501），滑套（5）为柱形通腔结构，且滑套（5）左端设有棘齿爪（501），当滑套（5）与摄像头（2）呈连接状态时，滑套（5）滑插于限位套环（401）内，且滑套（5）通过螺纹的方式与丝杆（303）滑动连接，并且棘齿爪（501）卡接于棘齿套（202）内。

7.如权利要求1所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述转动架（6）包括固定架（601）、第一电机（602）、转动杆（603）和第二电机（604），转动架（6）上设有固定架（601），且固定架（601）后部设有第一电机（602），第一电机（602）的转轴上设有转动杆（603），且转动杆（603）通过轴承与固定架（601）转动连接，并且安装架（7）固定安装于转动杆（603）上，转动架（6）通过销轴与机器人本体（1）转动连接，且转动架（6）的销轴与第二电机（604）的转轴相连接，并且第二电机（604）固定安装于机器人本体（1）内。

8.如权利要求7所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述安装架（7）包括第三电机（701）、夹板（702）和缺齿（703），安装架（7）内设有两处夹板（702），且两处夹板（702）呈上下对称方式分布，两处夹板（702）端部均设有缺齿（703），且两处缺齿（703）通过缺齿（703）传动连接，并且夹板（702）通过销轴与安装架（7）转动连接，安装架（7）左侧固定安装有第三电机（701），且第三电机（701）的转轴与上方夹板（702）相连接。

9.如权利要求2所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述安装盒（8）包括第二滑槽（801）、连接杆（802）和第二齿轮（803），安装盒（8）为矩形空腔结构，且安装盒（8）空腔内设有滑动架（9），并且安装盒（8）空腔的左右侧壁均开设有第二滑槽（801），安装盒（8）空腔内设有连接杆（802），且连接杆（802）通过阻尼套与安装盒（8）转动连接，连接杆（802）上设有两处第二齿轮（803），且两处第二齿轮（803）呈对称方式分布。

10.如权利要求9所述一种青少年学习编程用机器人，其特征在于，所述滑动架（9）包括第二齿条（901）、锂离子电池（902）和滑条（903），滑动架（9）顶端设有锂离子电池（902），滑动架（9）底部左右两侧设有第二齿条（901），且第二齿条（901）与第二齿轮（803）啮合连接，滑动架（9）左右两侧设有滑条（903），且滑条（903）通过第二滑槽（801）与安装盒（8）滑动连接。

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