CN116059654B - 一种可拆式玩具机器人保护装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于玩具机器人技术领域，具体涉及一种可拆式玩具机器人保护装置及其工作方法，本机构包括：控制模块；拆卸机构，其中所述拆卸机构包括：防护板，所述防护板的一侧设置有螺纹杆；安装组件，所述安装组件由控制模块控制，将防护板与玩具机器人连接或拆卸；高度调节组件，所述高度调节组件由控制模块控制，调节防护板的高度抵御不同高度的撞击。

Description

一种可拆式玩具机器人保护装置及其工作方法

技术领域

本发明属于玩具机器人技术领域，具体涉及一种可拆式玩具机器人保护装置及其工作方法。

背景技术

乐高机器人是集合了可编程主机、电动马达、传感器、Lego Technic部分的统称，乐高机器人起源于益智玩具中可编程传感器模具，是针对12岁以上的小孩或大人，对机器人有兴趣，这项产品计划始于1986，由丹麦乐高公司和美国麻省理工学院的媒体实验室进行的一项的合作案。

乐高机器人在移动的过程中，可根据操作者发出的指令做出夹取物体进行移动或其他动作，亦会在移动过程中遭受其他移动中的物体的撞击，对于撞击防护，现有申请号为202010143735.5的专利，通过设置有保护组件，通过连接布带动转动板转动，从而带动卡板在限位孔中移动，此时卡板从第一弹簧中移出，此时第一弹簧中拉伸，此时橡胶块与地面接触，通过第一弹簧减少掉落时产生的震动，同时避免乐高机器人直接与地面接触，防止乐高机器人损坏，然而该专利为解决撞击额外添加结构，增加乐高机器人的自重，结构复杂，且对于多个乐高机器人在一起移动时，无法应对被其他玩具机器人追尾的情况而导致尾部易损。

因此，设计一种对当前乐高机器人尾部进行不同高度的撞击防护且可自由拆卸不影响玩具机器人自重的一种可拆式玩具机器人保护装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种可拆式玩具机器人保护装置及其工作方法，以解决现有技术中防撞机构结构复杂增加乐高机器人自重的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可拆式玩具机器人保护装置，包括：控制模块；拆卸机构，其中所述拆卸机构包括：防护板，所述防护板的一侧设置有螺纹杆；安装组件，所述安装组件由控制模块控制，将防护板与玩具机器人连接或拆卸；高度调节组件，所述高度调节组件由控制模块控制，调节防护板的高度抵御不同高度的撞击。

另一方面，本发明还提供了一种可拆式玩具机器人保护装置的工作方法，包括：

通过控制模块控制夹爪控制单元，根据当前玩具机器人处于主动前行或被动撞击状态从而控制夹爪打开或闭合；

通过重心调节单元与夹爪控制单元配合运作，根据当前夹爪的开合状态而对玩具机器人的重心位置进行调节，配合玩具机器人即将做出的动作；

通过控制模块控制动力调节单元，用于调节玩具机器人的驱动轮位置。

本发明的有益效果是，本发明通过设置有动力调节单元用于为玩具机器人的移动提供动力，且当玩具机器人即将遭受撞击时，闭合夹爪同时使得玩具机器人重心前移抵御撞击，避免玩具机器人损坏，当玩具机器人需要夹取物体时，后移重心，使得玩具机器人更容易夹取重物，同时根据重心位置的前后变化，添加前、后驱动轮，用于辅助玩具机器人进行移动，避免重心变化导致前后轮受压增加与底面的摩擦而降低玩具机器人的移速。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的玩具机器人整体立体图；

图2是本发明的内部部分立体结构示意图；

图3是本发明的玩具机器人内部剖视结构立体图；

图4是本发明的驱动锥齿轮部分立体结构示意图；

图5是本发明的拆卸机构立体结构示意图；

图6是本发明的图5中A部分放大结构示意图。

图中：

1、夹爪控制单元；10、驱动锥齿轮；11、电机一；12、套筒；13、伸缩杆；14、限位板；15、连杆；16、夹爪；17、短轴；

2、重心调节单元、20、调节锥齿轮；21、转轴；22、配重块；23、T形杆；24、驱动齿轮；

3、动力调节单元；30、电机二；31、主动齿轮；32、驱动轴；33、从动齿轮；34、长齿轮；

4、移动部；41、辅助轮；411、中旋转轴；412、中齿轮；42、前轮；421、前旋转轴；422、前齿轮；43、后轮；431、后旋转轴；432、后齿轮；

5、玩具壳；51、滑槽；52、空腔；

6、拆卸机构；61、气缸；62、双轴电机；621、转接齿轮；63、T型杆；64、转筒；641、配合齿轮；65、滑块；651、连接块；66、防护板；661、螺纹杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

本实施例提供一种可拆式玩具机器人保护装置，包括控制模块；拆卸机构6，其中所述拆卸机构6包括：防护板66，所述防护板66的一侧设置有螺纹杆661；安装组件，所述安装组件由控制模块控制，将防护板66与玩具机器人连接或拆卸；高度调节组件，所述高度调节组件由控制模块控制，调节防护板66的高度抵御不同高度的撞击。

在本实施例中，所述安装组件包括：双轴电机62；所述双轴电机62的输出轴上设置有转接齿轮621；配合齿轮641，与转接齿轮621啮合，所述配合齿轮641的一侧设置有转筒64，所述转筒64内开设有内螺纹；

在本实施方式中，如图5所示，当需要安装防护板66时，将螺纹杆661对准转筒64，启动双轴电机62，通过配合齿轮641与转接齿轮621啮合，带动转筒64旋转，使得转筒64与螺纹杆661螺纹啮合，将防护板66与转筒64连接。

在本实施例中，高度调节组件包括：气缸61；T型杆63，与气缸61的输出轴连接，且所述双轴电机62设置在T型杆63上；空腔52，所述空腔52的两侧位于玩具壳5上开设有滑槽51；滑块65，位于空腔52内，所述滑块65的一侧设置有连接块651，所述连接块651与配合齿轮641的另一侧轴承连接；所述T型杆63与连接块651连接；

在本实施方式中，如图6所示，当防护板66与转筒64连接后，控制模块启动气缸61，通过T型杆63带动转筒64进行上移或下移，以此实现带动防护板66上移或下移抵御不同高度的撞击。

本保护装置还包括：夹爪控制单元1，由控制模块控制，根据当前玩具机器人处于主动前行或被动撞击状态从而控制夹爪16打开或闭合；重心调节单元2，与夹爪控制单元1配合运作，根据当前夹爪16的开合状态而对玩具机器人的重心位置进行调节；动力调节单元3，由控制模块控制，用于调节玩具机器人的驱动轮位置；

在本实施方式中，当控制模块控制动力调节单元3，带动玩具机器人进行移动的过程中，根据玩具机器人在移动过程中处于的主动前行或被动撞击状态而控制夹爪控制单元1将夹爪16打开或闭合，同时调节玩具机器人的重心位置，根据当前状态更换驱动轮的位置以满足玩具机器人运动需要。

在本实施例中，所述夹爪控制单元1包括：挡板18，所述挡板18的下端与玩具壳5的内部底端连接；所述挡板18的两侧分别设置有背向的驱动锥齿轮10；电机一11，设置在挡板18上，且所述电机一11的输出端与其中一个驱动锥齿轮10连接；所述驱动锥齿轮10的一侧设置有套筒12，所述套筒12内壁开设有内螺纹；所述套筒12的内螺纹啮合有伸缩杆13，所述伸缩杆13与玩具壳5连接；短轴17，设置在伸缩杆13上；限位板14，对称设置在玩具壳5的内壁上，且所述限位板14上均开设有贯穿槽；连杆15，一端与短轴17轴承连接，另一端穿过贯穿槽与夹爪16连接；

在本实施方式中，当控制模块控制玩具机器人移动，控制电机一11启动，带动两驱动锥齿轮10以及其上设置的套筒12进行旋转，套筒12内螺纹与伸缩杆13上外螺纹啮合，使得两伸缩杆13位于套筒12内的一端旋转出两套筒12，同时带动与两伸缩杆13连接的两短轴17进行位移，两短轴17驱动两连杆15进行偏移，从而通过两连杆15带动两夹爪16靠近而闭合，用于面对玩具机器人即将被撞击的状态，控制模块控制电机一11反转则使得两夹爪16相互远离而使得玩具机器人用于对前方物品进行夹持的状态。

在本实施例中，所述重心调节单元2包括：两根转轴21，一端与玩具壳5轴承连接，所述转轴21的外侧设置有外螺纹；两个调节锥齿轮20，分别设置在两根转轴21的另一端且与驱动锥齿轮10啮合；两块配重块22，中间镂空且设置有内螺纹，两块所述配重块分别套设在两根转轴21的外侧与转轴21啮合；两根T形杆23，一端分别与两块配重块22连接，另一端两侧均轴承连接有驱动齿轮24；

在本实施方式中，当控制模块控制电机一11启动，带动两驱动锥齿轮10进行旋转时，驱动锥齿轮10带动与之啮合的调节锥齿轮20进行旋转，同时带动两转轴21进行旋转，当夹爪16闭合时，两配重块朝向调节锥齿轮20进行移动，当夹爪16张开时，两配重块22朝向远离调节锥齿轮20的方向移动，从而根据当前玩具机器人的状态实现重心进行调节，当玩具机器人即将遭受撞击时，闭合夹爪同时使得玩具机器人重心前移抵御撞击，避免玩具机器人损坏，当玩具机器人需要夹取物体时，后移重心，使得玩具机器人更容易夹取重物。

在本实施例中，所述动力调节单元3包括：电机二30，由控制模块控制，设置在玩具壳5的内壁上；主动齿轮31，与电机二30的输出端连接；驱动轴32，一端与玩具壳5的内壁轴承连接，另一端的连接有长齿轮34，所述长齿轮34与驱动齿轮24啮合；从动齿轮33，套设在驱动轴32的外侧与主动齿轮31啮合；移动部4，与驱动齿轮24啮合，用于带动玩具机器人进行移动；

在本实施方式中，当控制模块控制电机二30启动，主动齿轮31旋转带动从动齿轮33旋转，从而使得驱动轴32以及其一端连接的长齿轮34进行旋转，长齿轮34与驱动齿轮24啮合带动驱动齿轮24进行旋转，通过驱动齿轮24带动移动部4进行运动，从而实现带动玩具机器人进行移动。

在本实施例中，移动部4包括：前轮42；前旋转轴421，一端与前轮42连接；前齿轮422，套设在前旋转轴421的另一端；辅助轮41；中旋转轴411，一端与辅助轮41连接；中齿轮412，套设在中旋转轴411的另一端；后轮43；后旋转轴431，一端与后轮43连接；后齿轮432，套设在后旋转轴431的另一端；

在本实施方式中，当控制模块控制电机一11和电机二30启动时，若此时玩具机器人即将遭受撞击，则控制模块控制夹爪16闭合，此时配重块22朝向锥齿轮二20移动，直至两驱动齿轮24分别与前齿轮422、中齿轮412啮合，此时配重块靠近玩具机器人夹爪16位置用于抵御撞击力，同时由于重心前移，使得前轮42变为驱动轮，与辅助轮41一同旋转带动玩具机器人移动，保持玩具机器人的移动速度，若此时玩具机器人需要对移动路径上物体进行夹持，则控制模块控制夹爪16张开，此时配重块22远离锥齿轮二20移动，直至两驱动齿轮24分别与中齿轮412和后齿轮432啮合，使得玩具机器人重心靠后，对物品进行夹持，同时使得后轮43变为驱动轮，与辅助轮一同旋转带动玩具机器人移动，根据重心位置的前后变化，添加前、后驱动轮，用于辅助玩具机器人进行移动，避免重心变化导致前后轮受压增加与底面的摩擦而降低玩具机器人的移速。

另一方面，本发明还提供了一种可拆式玩具机器人保护装置的工作方法，包括：

通过控制模块控制夹爪控制单元1，根据当前玩具机器人处于主动前行或被动撞击状态从而控制夹爪16打开或闭合；

通过重心调节单元2与夹爪控制单元1配合运作，根据当前夹爪16的开合状态而对玩具机器人的重心位置进行调节，配合玩具机器人即将做出的动作；

通过控制模块控制动力调节单元3，用于调节玩具机器人的驱动轮位置。

综上所述，本发明通过设置有驱动模块，用于带动玩具机器人进行移动，在玩具机器人移动的过程中，对玩具机器人即将遇到的情况进行改变形态，例如即将遭受撞击时，收缩夹爪，并且将玩具机器人重心前移用于抵御撞击，可有效避免玩具机器人在遭受撞击后发生倾倒，若需要玩具机器人对前方物体进行夹持，则张开夹爪同时后移重心，便于玩具机器人夹取重物，在玩具机器人重心前、后移动的过程中，增加驱动轮，使得前、后轮进行工作，与辅助轮一同旋转，避免玩具机器人重心前、后移动，使得前后轮受压导致旋转受阻，从而降低移速

在本发明实施例的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种可拆式玩具机器人保护装置，其特征在于，包括：

控制模块；

拆卸机构（6）；其中

所述拆卸机构（6）包括：

防护板（66），所述防护板（66）的一侧设置有螺纹杆（661）；

安装组件，所述安装组件由控制模块控制，将防护板（66）与玩具机器人连接或拆卸；

高度调节组件，所述高度调节组件由控制模块控制，调节防护板（66）的高度抵御不同高度的撞击；

所述安装组件包括：

双轴电机（62）；

所述双轴电机（62）的输出轴上设置有转接齿轮（621）；

配合齿轮（641），与转接齿轮（621）啮合，所述配合齿轮（641）的一侧设置有转筒（64），所述转筒（64）内开设有内螺纹；

当需要安装防护板（66）时，将螺纹杆（661）对准转筒（64），启动双轴电机（62），通过配合齿轮（641）与转接齿轮（621）啮合，带动转筒（64）旋转，使得转筒（64）与螺纹杆（661）螺纹啮合，将防护板（66）与转筒（64）连接；

所述高度调节组件包括：

气缸（61）；

T型杆（63），与气缸（61）的输出轴连接，且所述双轴电机（62）设置在T型杆（63）上；

空腔（52），所述空腔（52）的两侧位于玩具壳（5）上开设有滑槽（51）；

滑块（65），位于空腔（52）内，所述滑块（65）的一侧设置有连接块（651），所述连接块（651）与配合齿轮（641）的另一侧轴承连接；

所述T型杆（63）与连接块（651）连接；

当防护板（66）与转筒（64）连接后，控制模块启动气缸（61），通过T型杆（63）带动转筒（64）进行上移或下移，以此实现带动防护板（66）上移或下移抵御不同高度的撞击；

所述可拆式玩具机器人保护装置还包括：

夹爪控制单元（1），由控制模块控制，根据当前玩具机器人处于主动前行或被动撞击状态从而控制夹爪（16）打开或闭合；

重心调节单元（2），与夹爪控制单元（1）配合运作，根据当前夹爪（16）的开合状态而对玩具机器人的重心位置进行调节；

动力调节单元（3），由控制模块控制，用于调节玩具机器人的驱动轮位置；

当控制模块控制动力调节单元（3），带动玩具机器人进行移动的过程中，根据玩具机器人在移动过程中处于的主动前行或被动撞击状态而控制夹爪控制单元（1）将夹爪（16）打开或闭合，同时调节玩具机器人的重心位置，根据当前状态更换驱动轮的位置以满足玩具机器人运动需要；

所述夹爪控制单元（1）包括：

挡板（18），所述挡板（18）的下端与玩具壳（5）的内部底端连接；

所述挡板（18）的两侧分别设置有背向的驱动锥齿轮（10）；

电机一（11），设置在挡板（18）上，且所述电机一（11）的输出端与其中一个驱动锥齿轮（10）连接；

所述驱动锥齿轮（10）的一侧设置有套筒（12），所述套筒（12）内壁开设有内螺纹；

所述套筒（12）的内螺纹啮合有伸缩杆（13），所述伸缩杆（13）与玩具壳（5）连接；

短轴（17），设置在伸缩杆（13）上；

限位板（14），对称设置在玩具壳（5）的内壁上，且所述限位板（14）上均开设有贯穿槽；

连杆（15），一端与短轴（17）轴承连接，另一端穿过贯穿槽与夹爪（16）连接；

当玩具机器人即将被撞击时，电机一（11）适于带动两驱动锥齿轮（10）以及其上设置的套筒（12）进行旋转，以带动两连杆（15）进行偏移，从而使得夹爪（16）闭合；

当玩具机器人正常移动时，电机一（11）反转则使得两夹爪（16）相互远离而使得玩具机器人用于对前方物品进行夹持；

所述重心调节单元（2）包括：

两根转轴（21），一端与玩具壳（5）轴承连接，所述转轴（21）的外侧设置有外螺纹；

两个调节锥齿轮（20），分别设置在两根转轴（21）的另一端且与驱动锥齿轮（10）啮合；

两块配重块（22），中间镂空且设置有内螺纹，两块所述配重块分别套设在两根转轴（21）的外侧与转轴（21）啮合；

两根T形杆（23），一端分别与两块配重块（22）连接，另一端两侧均轴承连接有驱动齿轮（24）；

当控制模块控制电机一（11）启动，带动两驱动锥齿轮（10）进行旋转时，驱动锥齿轮（10）带动与之啮合的调节锥齿轮（20）进行旋转，同时带动两转轴（21）进行旋转，当夹爪（16）闭合时，两配重块朝向调节锥齿轮（20）进行移动，当夹爪（16）张开时，两配重块（22）朝向远离调节锥齿轮（20）的方向移动，从而根据当前玩具机器人的状态实现重心调节配合当前玩具机器人运动需要。

2.如权利要求1所述的一种可拆式玩具机器人保护装置，其特征在于，

所述动力调节单元（3）包括：

电机二（30），由控制模块控制，设置在玩具壳（5）的内壁上；

主动齿轮（31），与电机二（30）的输出端连接；

驱动轴（32），一端与玩具壳（5）的内壁轴承连接，另一端的连接有长齿轮（34），所述长齿轮（34）与驱动齿轮（24）啮合；

从动齿轮（33），套设在驱动轴（32）的外侧与主动齿轮（31）啮合；

移动部（4），与驱动齿轮（24）啮合，用于带动玩具机器人进行移动；

当控制模块控制电机二（30）启动，主动齿轮（31）旋转带动从动齿轮（33）旋转，从而使得驱动轴（32）以及其一端连接的长齿轮（34）进行旋转，长齿轮（34）与驱动齿轮（24）啮合带动驱动齿轮（24）进行旋转，通过驱动齿轮（24）带动移动部（4）进行运动，从而实现带动玩具机器人进行移动。

3.如权利要求2所述的一种可拆式玩具机器人保护装置，其特征在于，

移动部（4）包括：

前轮（42）；

前旋转轴（421），一端与前轮（42）连接；

前齿轮（422），套设在前旋转轴（421）的另一端；

辅助轮（41）；

中旋转轴（411），一端与辅助轮（41）连接；

中齿轮（412），套设在中旋转轴（411）的另一端；

后轮（43）；

后旋转轴（431），一端与后轮（43）连接；

后齿轮（432），套设在后旋转轴（431）的另一端；

当玩具机器人即将遭受撞击，控制模块控制夹爪（16）闭合，此时配重块（22）朝向调节锥齿轮（20）移动，此时配重块靠近玩具机器人夹爪（16）位置用于抵御撞击力，同时使得前轮（42）变为驱动轮，与辅助轮（41）一同旋转带动玩具机器人移动；

当玩具机器人需要对移动路径上物体进行夹持，控制模块控制夹爪（16）张开，此时配重块（22）远离调节锥齿轮（20）移动，玩具机器人重心靠后，对物品进行夹持，同时使得后轮（43）变为驱动轮，与辅助轮一同旋转带动玩具机器人移动。

4.一种如权利要求1-3所述的可拆式玩具机器人保护装置的工作方法，其特征在于，包括：

通过控制模块控制夹爪控制单元（1），根据当前玩具机器人处于主动前行或被动撞击状态从而控制夹爪（16）打开或闭合；

通过重心调节单元（2）与夹爪控制单元（1）配合运作，根据当前夹爪（16）的开合状态而对玩具机器人的重心位置进行调节，配合玩具机器人即将做出的动作；

通过控制模块控制动力调节单元（3），用于调节玩具机器人的驱动轮位置。