CN117351816B - 一种教育机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种教育机器人，属于操纵装置技术领域，包括底座以及底座上方的机器人本体，底座的外侧弹性连接有多个第一支杆，第一支杆的外侧转动套设有套筒，且套筒内部位于第一支杆的下方设置有滑杆，滑杆的底端安装有支撑轮，所述底座处设置有连接带；通过设置的连接带一方面有利于调节第一支杆相对于底座的位置，从而提高底座移动的稳定性，另一方面，利用连接带能够提高设备整体的避开障碍物的能力，此外，当支撑轮卡入坑洞处时，利用连接带能够带动套筒旋转，从而带动滑杆向上移动使得支撑轮移出坑洞，有利于装置整体的正常行驶，实际使用时，连接带采用塑料或者纤维等材料制成。

Description

一种教育机器人

技术领域

本发明涉及操纵装置技术领域，特别涉及一种教育机器人。

背景技术

教育机器人是由生产厂商专门开发而用来激发学生学习兴趣和培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。

中国发明专利CN113034992A公开了一种多功能教育机器人，包括底座，所述底座的顶部设置有机器人主体，所述机器人主体的正面设置有功能组件，所述机器人主体的外侧设置有防摔组件，所述底座的顶部设置有防倾倒组件，所述底座的底部固定安装有均匀分布的电动万向轮。该发明可利用外界资料补充、家长远程监督与视频播放学习来多样化帮助儿童学习，同时在机器人移动过程中可减少因外界因素影响而发生倾倒的现象发生，保证移动稳定性，在儿童进行使用时，同时机器人的稳定性，减少机器发生摔砸破碎的现象发生，延长整个装置使用寿命。

上述装置通过设置的齿条带动支撑轮向外移动来提高设备整体的稳定性，但是在实际使用过程中，向外伸出的齿条使得装置在移动过程中容易受到外部障碍物的影响，并且当齿条底端的支撑轮卡入地面的坑洞处时，装置的移动则会受到一定的影响，综上所述，上述装置仍有改进之处。

因此，有必要提供一种教育机器人解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种教育机器人，以解决上述背景技术中提出的现有装置通过设置的齿条带动支撑轮向外移动来提高设备整体的稳定性，但是在实际使用过程中，向外伸出的齿条使得装置在移动过程中容易受到外部障碍物的影响，并且当齿条底端的支撑轮卡入地面的坑洞处时，装置的移动则会受到一定的影响的问题。

基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种教育机器人，包括底座以及底座上方的机器人本体，底座的外侧弹性连接有多个第一支杆，第一支杆的外侧转动套设有套筒，且套筒内部位于第一支杆的下方设置有滑杆，滑杆的底端安装有支撑轮，所述底座处设置有连接带；

所述底座内部设置有与连接带相配合的张紧组件，当通过张紧组件调节连接带的松紧时， 所述第一支杆相对于底座在水平方向上进行移动，所述滑杆上设置有与套筒相配合的限位组件，当滑杆相对套筒向下滑动时，所述限位组件移出并与套筒相配合，使得连接带带动套筒转动的过程中能够带动滑杆相对于套筒在竖直方向上移动。

作为本发明进一步的方案：所述张紧组件包括弹性连接于底座外侧的第二支杆，第二支杆延伸至底座外侧的一端固定连接有导向块，所述导向块远离底座的一侧转动设置有第一导向筒，所述底座内部开设有第一储存槽，且第一储存槽内设置有两驱动轴，所述连接带为封闭的环状结构，连接带从两驱动轴、两第一导向筒以及多个套筒的外侧绕过，且连接带穿过导向块并与其滑动连接。

作为本发明进一步的方案：所述限位组件包括限位块，所述滑杆的外侧周面上开设有凹槽，所述限位块设置于凹槽处并与滑杆弹性连接，所述限位块的外侧周面上开设有槽口，所述限位块与第一支杆之间设置有拉绳，拉绳一端与第一支杆的底部端面固定连接，拉绳的另一端穿过滑杆延伸至凹槽处并与槽口的端面固定连接，所述套筒的内壁上开设有螺旋状的限位槽，所述限位块与限位槽相配合。

作为本发明进一步的方案：所述套筒的底端转动设置有套环，所述滑杆的外侧靠近底端位置处固定套设有凸环，凸环与套环之间固定设置有支撑弹簧。

作为本发明进一步的方案：所述滑杆的顶端端面固定连接有导向杆，所述第一支杆的底端端面开设有导向槽，所述导向杆顶端滑动设置于导向槽内，且导向杆以及导向槽的横截面均设置为多边形。

作为本发明进一步的方案：所述滑杆的外侧周面上开设有与凹槽相连通的进气孔以及排气孔，所述进气孔的内径大于排气孔的内径，且进气孔内部安装有供外部气体单向进入至凹槽内的单向阀。

作为本发明进一步的方案：所述底座的外侧周面上开设有条形槽。

作为本发明进一步的方案：靠近套筒处的条形槽内固定设置有压块，压块的外侧面设置为斜面。

作为本发明进一步的方案：所述凹槽内设置有第二弹簧，第二弹簧的两端分别与限位块以及凹槽相对的一面固定连接，所述限位块位于凹槽内的一端固定设置有密封圈，所述密封圈与凹槽密封连接。

作为本发明进一步的方案：所述凹槽内固定连接有横轴，所述拉绳从横轴的外侧绕过，所述拉绳与槽口端面相连接的一端位于横轴靠近第二弹簧的一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：此装置通过设置的支撑弹簧，使得装置在通过凹凸不平的地面时较为稳定，此外，本装置通过设置的连接带一方面有利于调节第一支杆相对于底座的位置，从而提高底座移动的稳定性，另一方面，利用连接带能够提高设备整体的避开障碍物的能力，此外，当支撑轮卡入坑洞处时，利用连接带能够带动套筒旋转，从而带动滑杆向上移动使得支撑轮移出坑洞，有利于装置整体的正常行驶，实际使用时，连接带采用塑料或者纤维等材料制成。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的底座结构示意图；

图3是本发明的压块结构示意图；

图4是本发明的连接带连接结构示意图；

图5是本发明的丝杆与转轴连接结构示意图；

图6是本发明的连接带剖视图；

图7是本发明的套筒以及滑杆剖视图；

图8是本发明图7的B处放大结构示意图；

图9是本发明的卡条结构示意图；

图10是本发明的第一导向筒结构示意图；

图11是本发明图3的A处放大结构示意图。

图中：1、机器人本体；2、底座；3、连接带；4、第一支杆；5、套筒；6、导向块；7、第二支杆；8、支撑轮；9、电动万向轮；10、压块；11、斜面；12、第一弹簧；13、第一储存槽；14、丝杆；15、套杆；16、第一导向筒；17、第二导向筒；18、连接柱；19、驱动轴；20、第一电机；21、从动锥齿轮；22、转轴；23、第二电机；24、凸块；25、卡槽；26、导向杆；27、限位槽；28、滑杆；29、进气孔；30、排气孔；31、第二弹簧；32、密封圈；33、限位块；34、横轴；35、拉绳；36、套环；37、卡条；38、挡环；39、固定板；40、支撑弹簧；41、凸环。

具体实施方式

如图1-4所示，一种教育机器人，包括底座2以及通过连接柱18固定于底座2上方的机器人本体1，所述底座2的底部安装有电动万向轮9，以便于带动设备整体进行移动，而为了提高底座2移动时的稳定性，实际使用过程中，在底座2的外侧布置有多个第一支杆4，第一支杆4相对于底座2弹性设置，第一支杆4的外侧转动套设有套筒5，且套筒5内部位于第一支杆4的下方设置有滑杆28，滑杆28的底端安装有支撑轮8，当需要扩大底座2的支撑面积时，可以带动第一支杆4相对于底座2向外滑动，以此来提高底座2的稳定性。

所述底座2处设置有连接带3，连接带3位于套筒5的外侧，而底座2内部设置有与连接带3相配合的张紧组件，通过张紧组件有利于调节连接带3的松紧，从而调整第一支杆4相对于底座2的位置，所述滑杆28上设置有与套筒5相配合的限位组件，当滑杆28相对套筒5向下滑动时，所述限位组件移出并与套筒5相配合，使得连接带3带动套筒5转动的过程中能够带动滑杆28相对于套筒5在竖直方向上移动，具体地，当设备整体在移动过程中使得支撑轮8卡入沟槽中时，通过上述结构可以带动滑杆28以及支撑轮8向上移动，从而有利于设备整体进行脱困。

如图3-5、7-9、11所示，所述张紧组件包括设置于底座2外侧的第二支杆7，第二支杆7相对于底座2弹性连接，所述第二支杆7延伸至底座2外侧的一端固定连接有导向块6，所述导向块6远离底座2的一侧转动设置有第一导向筒16，所述底座2内部开设有第一储存槽13，且第一储存槽13内设置有两驱动轴19，所述连接带3为封闭的环状结构，如图4所示，所述连接带3从两驱动轴19、两第一导向筒16以及多个套筒5的外侧绕过，且连接带3穿过导向块6并与其滑动连接，具体地，当两驱动轴19在第一储存槽13内相互远离时，整个连接带3会被拉紧，从而带动第一支杆4以及第二支杆7向着靠近底座2的方向移动，而当两驱动轴19相互靠近时，第一支杆4以及第二支杆7将会弹出，从而提高底座2的支撑面积。

所述限位组件包括设置于滑杆28外侧周面处的限位块33，具体地，在滑杆28的外侧周面上开设有凹槽，所述限位块33滑动设置于凹槽内，且凹槽内设置有第二弹簧31，第二弹簧31的两端分别与限位块33以及凹槽相对的一面固定连接，所述限位块33位于凹槽内的一端固定设置有密封圈32，所述密封圈32与凹槽密封连接；

所述限位块33的外侧周面上开设有槽口，所述限位块33与第一支杆4之间设置有拉绳35，具体地，拉绳35一端与第一支杆4的底部端面固定连接，而拉绳35的另一端穿过滑杆28延伸至凹槽处并与槽口的端面固定连接，所述拉绳35穿过滑杆28并与其滑动配合，所述凹槽内固定连接有横轴34，所述拉绳35从横轴34的外侧绕过，所述拉绳35与槽口端面相连接的一端位于横轴34靠近第二弹簧31的一侧，实际使用时，当滑杆28相对于第一支杆4向下移动时，通过拉绳35能够将限位块33向着凹槽的外部拉动；

所述套筒5的内壁上开设有螺旋状的限位槽27，所述限位块33与限位槽27相配合，当限位块33弹出并插入至限位槽27内时，通过套筒5的旋转能够带动滑杆28在竖直面上进行移动。

进一步地，在滑杆28的外侧周面上开设有与凹槽相连通的进气孔29以及排气孔30，所述进气孔29的内径要大于排气孔30的内径，且进气孔29内部安装有单向阀，使得外部的气体只能通过进气孔29进入至凹槽内。

所述套筒5的底端转动设置有套环36，而滑杆28的外侧靠近底端位置处固定套设有凸环41，凸环41与套环36之间固定设置有支撑弹簧40，所述支撑弹簧40套设于滑杆28的外侧。

所述滑杆28的顶端端面固定连接有导向杆26，所述第一支杆4的底端端面开设有导向槽，所述导向杆26顶端滑动设置于导向槽内，且导向杆26以及导向槽的横截面均设置为多边形，通过此结构有利于对滑杆28进行限位，避免其转动。

实际使用时，当需要增加对底座2的支撑面积时，可以带动两驱动轴19在第一储存槽13内相互靠近，从而使得套设于套筒5以及两驱动轴19外侧的连接带3松开，当连接带3对套筒5的压力逐渐减小时，第一支杆4将相对于底座2逐渐弹出，从而带动支撑轮8向外移动，有利于对底座2进行支撑，与此同时，当驱动轴19转动时可以带动连接带3转动，通过连接带3可以带动套筒5旋转，具体应用时，当多个第一支杆4向外逐渐将连接带3撑开时，连接带3整体呈多边形设置于底座2的外侧，当第一支杆4的数量较多时，连接带3则被撑开且近似于圆形，相比于第一支杆4裸露在底座2的外侧，在第一支杆4的外侧套设一连接带3，有利于提高其避障能力，例如，当设备整体移动至杆状等障碍物附近时，第一支杆4会与杆状的障碍物接触并且相互干涉，从而影响设备整体的移动，而通过套设的连接带3，当设备整体移动至杆状的障碍物处时，连接带3会与其相接触，此时通过障碍物对连接带3的挤压力可以促使设备整体向着远离障碍物的方向移动，从而使得设备整体的移动并不会受到较大的影响；

此外，当支撑轮8卡入底面的坑洞或者凹陷处时，滑杆28会相对于第一支杆4向下滑动，在此过程中，通过拉绳35可以带动限位块33向着凹槽外部移动，进而使得限位块33与套筒5内壁上的限位槽27相配合，而连接带3在转动的过程中能够同步带动套筒5转动，从而通过限位槽27与限位块33的配合能够带动滑杆28向上移动，有利于支撑轮8从坑洞等处移出，使得设备整体能够正常行驶；

由于设置的进气孔29与排气孔30，并且滑杆28的外径要小于套筒5的内径，当限位块33向着凹槽外部移动时，外部的气体可以通过进气孔29进入至凹槽内，而当滑杆28相对于第一支杆4向上移动时，拉绳35逐渐被松开，此时限位块33受到第二弹簧31的拉力逐渐缩回至凹槽内，在此过程中，凹槽内的气体则会通过孔径较小的排气孔30导出，使得限位块33完全缩回至凹槽内需要一定的时间，进而有利于套筒5在此段之间内带动滑杆28向上移动，使得滑杆28底端的支撑轮8从坑洞等处移出，当限位块33完全缩回至凹槽内时，通过支撑弹簧40则会带动滑杆28向下移动，使得支撑轮8重新与地面接触并对底座2进行支撑。

综上所述，此装置通过设置的支撑弹簧40，使得装置在通过凹凸不平的地面时较为稳定，此外，本装置通过设置的连接带3一方面有利于调节第一支杆4相对于底座2的位置，从而提高底座2移动的稳定性，另一方面，利用连接带3能够提高设备整体的避开障碍物的能力，此外，当支撑轮8卡入坑洞处时，利用连接带3能够带动套筒5旋转，从而带动滑杆28向上移动使得支撑轮8移出坑洞，有利于装置整体的正常行驶，实际使用时，连接带3采用塑料或者纤维等材料制成。

如图3-10所示，所述底座2的外侧周面上开设有条形槽，当收缩连接带3使得第一支杆4与第二支杆7向着靠近底座2的方向移动时，所述套筒5、导向块6均能够收纳至条形槽内；

进一步地，靠近套筒5处的条形槽内固定设置有压块10，压块10的外侧面设置为斜面11，具体地，当连接带3带动套筒5移动至条形槽内时，压块10上的斜面11会与凸环41接触，从而带动支撑轮8向上移动，使得支撑轮8与地面脱离，从而有利于对其进行保护。

所述底座2的外侧周面上开设有圆孔，所述第一支杆4以及第二支杆7均设置为L型，且第一支杆4以及第二支杆7靠近底座2的一端均固定套设有套杆15，套杆15滑动设置于圆孔内，圆孔内设置有第一弹簧12，第一弹簧12位于套杆15与圆孔端面之间。

为了带动驱动轴19在第一储存槽13内移动，在驱动轴19的两端处均设置有凸块24，具体地，其中一个驱动轴19的两端均与凸块24转动连接；而另一个驱动轴19的底端与凸块24转动连接，此驱动轴19的顶端设置有第二电机23，第二电机23的输出轴与驱动轴19相连接，所述第二电机23与凸块24固定连接，所述第一储存槽13内转动设置有丝杆14，具体地，第一储存槽13内沿其高度方向固定设置有竖板，丝杆14一端与第一储存槽13的端面转动连接，丝杆14另一端穿过竖板并与其转动连接，且丝杆14外侧设置有两段螺向相反的外螺纹，使得丝杆14穿过凸块24并与其螺纹连接，当丝杆14转动时可以带动两侧的凸块24相互靠近或者远离，所述底座2的顶部可以布置第一电机20，第一电机20的输出端连接有转轴22，转轴22延伸至第一储存槽13内并与底座2转动连接，所述丝杆14穿过竖板的一端固定连接有从动锥齿轮21，而转轴22的外侧固定套设有与从动锥齿轮21相啮合的主动锥齿轮，实际使用时，利用第一电机20带动丝杆14转动，从而对两驱动轴19在第一储存槽13内的位置进行调整，通过第二电机23能够持续带动驱动轴19转动。

所述底座2上还开设有与第一储存槽13相连通的第二储存槽，所述第二储存槽内转动设置有第二导向筒17，连接带3从第二导向筒17的内侧经过。

所述第一导向筒16的外侧周面上开设有环形槽，环形槽处设置有固定板39，所述第一导向筒16与固定板39转动连接，而固定板39则与导向块6固定连接。

实际使用时，可以在连接带3的两侧面上均开设有卡槽25，而驱动轴19、第一导向筒16、第二导向筒17以及套筒5的外侧周面上均固定设置有多个与卡槽25相配合的卡条37，使得卡槽25与卡条37能够啮合，从而有利于带动连接带3稳定转动。

所述套筒5的外侧两端均套设有挡环38，以此来避免连接带3与套筒5脱离。

Claims (5)

1.一种教育机器人，包括底座以及底座上方的机器人本体，底座的外侧弹性连接有多个第一支杆，其特征在于：第一支杆的外侧转动套设有套筒，且套筒内部位于第一支杆的下方设置有滑杆，滑杆的底端安装有支撑轮，所述底座处设置有连接带；

所述底座内部设置有与连接带相配合的张紧组件，当通过张紧组件调节连接带的松紧时， 所述第一支杆相对于底座在水平方向上进行移动，所述滑杆上设置有与套筒相配合的限位组件，当滑杆相对套筒向下滑动时，所述限位组件移出并与套筒相配合，使得连接带带动套筒转动的过程中能够带动滑杆相对于套筒在竖直方向上移动；

所述张紧组件包括弹性连接于底座外侧的第二支杆，第二支杆延伸至底座外侧的一端固定连接有导向块，所述导向块远离底座的一侧转动设置有第一导向筒，所述底座内部开设有第一储存槽，且第一储存槽内设置有两驱动轴，所述连接带为封闭的环状结构，连接带从两驱动轴、两第一导向筒以及多个套筒的外侧绕过，且连接带穿过导向块并与其滑动连接；

所述限位组件包括限位块，所述滑杆的外侧周面上开设有凹槽，所述限位块设置于凹槽处并与滑杆弹性连接，所述限位块的外侧周面上开设有槽口，所述限位块与第一支杆之间设置有拉绳，拉绳一端与第一支杆的底部端面固定连接，拉绳的另一端穿过滑杆延伸至凹槽处并与槽口的端面固定连接，所述套筒的内壁上开设有螺旋状的限位槽，所述限位块与限位槽相配合；

所述套筒的底端转动设置有套环，所述滑杆的外侧靠近底端位置处固定套设有凸环，凸环与套环之间固定设置有支撑弹簧；

所述滑杆的外侧周面上开设有与凹槽相连通的进气孔以及排气孔，所述进气孔的内径大于排气孔的内径，且进气孔内部安装有供外部气体单向进入至凹槽内的单向阀；

所述滑杆的顶端端面固定连接有导向杆，所述第一支杆的底端端面开设有导向槽，所述导向杆顶端滑动设置于导向槽内，且导向杆以及导向槽的横截面均设置为多边形。

2.根据权利要求1所述的一种教育机器人，其特征在于：所述底座的外侧周面上开设有条形槽。

3.根据权利要求2所述的一种教育机器人，其特征在于：靠近套筒处的条形槽内固定设置有压块，压块的外侧面设置为斜面。

4.根据权利要求1所述的一种教育机器人，其特征在于：所述凹槽内设置有第二弹簧，第二弹簧的两端分别与限位块以及凹槽相对的一面固定连接，所述限位块位于凹槽内的一端固定设置有密封圈，所述密封圈与凹槽密封连接。

5.根据权利要求4所述的一种教育机器人，其特征在于：所述凹槽内固定连接有横轴，所述拉绳从横轴的外侧绕过，所述拉绳与槽口端面相连接的一端位于横轴靠近第二弹簧的一侧。