CN215281963U - 一种儿童教育机器人的磁吸机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种儿童教育机器人的磁吸机械手，包括掌柄部件和至少一对手指部件，所述手指部件装设于所述掌柄部件上，所述掌柄部件包括安装板件、丝杆电机、滑块，所述滑块装设于所述丝杆电机上、与丝杆电机的丝杆螺纹连接，所述丝杆电机的丝杆末端设置有用于限制所述滑块行程的挡块，所述挡块上缠绕有电磁线圈，所述手指部件的固定端装设于所述安装板件上，所述手指部件的驱动端与所述滑块可活动地连接，当所述丝杆电机工作，所述滑块于丝杆电机的丝杆上来回移动、驱动所述手指部件进行张开或夹紧动作，同时可控制挡块上的电磁线圈工作，对铁磁性物体进行吸取固定。本实用新型结构简单，安装便捷，适用于儿童的手动安装。

Description

一种儿童教育机器人的磁吸机械手

技术领域

本实用新型涉及儿童教育器具领域，尤其是涉及一种儿童教育机器人的磁吸机械手。

背景技术

随着时代的发展，一种融合信息技术，秉承“开放创新、探究体验”教育理念，以“创造中学”为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的新型教育模式应运而生。传统教育具有深深的工业化烙印，是典型的基于知识的教育(Knowledge-Based Education)；现在的儿童教育则是适应知识经济时代发展的以能力为导向的教育(Competence-BasedEducation)。现在儿童教育是科学发明文化与教育的结合，基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。这种教育模式背后蕴含着丰富的教育理念，其中最突出的便是美国实用主义教育家杜威提出的“做中学” (Learning By Doing)思想。“做中学”也就是“从活动中学”、“从真实体验中学”，将所学知识与生活实践联系起来，知行合一。现代儿童也强调学生的主观感受，引导学生培养快乐、自主的学习习惯。这种教育内容往往与现实问题的解决紧密相关，是一种问题导向式教育，让学生发现现实问题，寻求创意的解决方法并通过努力使之变成现实。我们对此特别设计了一系列儿童教育机器人，针对的目标群体主要是8岁以上的儿童、青少年，为了提高学生的动手能力，培养发散性思维，儿童教育机器人由多种零件组成，用于学生自己动手利用各式各样的零件拼接成各式各样的组合体(机器人)，因此相关零件的设计既要考虑多样化，又要考虑零件的标准化；不仅要考虑结构的合理强度，还要考虑轻便化，因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种儿童教育机器人的磁吸机械手。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

本实用新型提供的一种儿童教育机器人的磁吸机械手，包括掌柄部件和至少一对手指部件，所述手指部件装设于所述掌柄部件上，所述掌柄部件包括安装板件、丝杆电机、滑块，所述滑块装设于所述丝杆电机上、与丝杆电机的丝杆螺纹连接，所述丝杆电机的丝杆末端设置有用于限制所述滑块行程的挡块，所述挡块上缠绕有电磁线圈，所述手指部件的固定端装设于所述安装板件上，所述手指部件的驱动端与所述滑块可活动地连接，当所述丝杆电机工作，所述滑块于丝杆电机的丝杆上来回移动、驱动所述手指部件进行张开或夹紧动作，同时可控制挡块上的电磁线圈工作，对铁磁性物体进行吸取固定。

在一较佳实施例中，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述手指部件包括指尖构件、指中构件和指根构件，所述指尖构件上设置有用于夹取物体的夹持部，所述中构件的两端分别与指尖构件和指根构件铰接，所述指中构件的中部设置有弧形构件，所述弧形构件的一端与所述指中构件的中部铰接，所述弧形构件的圆心位于指中构件所在的一侧，其中，所述指根构件为所述手指部件的固定端，所述弧形构件为所述手指部件的驱动端，所述指根构件固定于所述安装板件上，所述弧形构件的另一端与所述滑块铰接，当所述滑块移动时，所述弧形构件随之牵引指中构件和指尖构件做向外张开或向内夹紧运动。

在一较佳实施例中，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述挡块可拆卸地装设于所述丝杆电机的丝杆上。

进一步的，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述挡块与所述丝杆电机的丝杆螺纹连接。

进一步的，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述掌柄部件还包括掌根构件，所述掌根构件与所述安装板件固定连接、且将所述丝杆电机的电机主体罩设在内。

进一步的，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述掌根构件包括基座和至少三个连接柱，所述连接柱的两端分别与安装板件、基座固定连接。

进一步的，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述连接柱为四个、呈矩阵四方分布，所述丝杆电机的电机主体位于四个连接柱之间。

进一步的，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述基座为安装板件，两个安装板件平行正对设置。

在一较佳实施例中，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述指中构件由预设间隔距离的两对平行杆构成，每对平行杆的两端分别与指尖构件和指根构件铰接，且每对平行杆将所述指尖构件和指根构件夹设在其中。

进一步的，所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述弧形构件与夹持部所在侧的一对平行杆铰接。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种儿童教育机器人的磁吸机械手，包括掌柄部件和至少一对手指部件，所述手指部件装设于所述掌柄部件上，所述掌柄部件包括安装板件、丝杆电机、滑块，所述滑块装设于所述丝杆电机上、与丝杆电机的丝杆螺纹连接，所述丝杆电机的丝杆末端设置有用于限制所述滑块行程的挡块，所述挡块上缠绕有电磁线圈，所述手指部件的固定端装设于所述安装板件上，所述手指部件的驱动端与所述滑块可活动地连接，当所述丝杆电机工作，所述滑块于丝杆电机的丝杆上来回移动、驱动所述手指部件进行张开或夹紧动作，同时可控制挡块上的电磁线圈工作，对铁磁性物体进行吸取固定。本实用新型结构简单，安装便捷，适用于儿童的手动安装，有利于提高儿童的动手能力，并激发儿童的学习兴趣。而且本实用新型在抓取时，先是处于张开状态，挡块上的电磁线圈工作，使得铁磁性物体吸附在丝杆电机的丝杆末端，然后机械手可以向上抬起一段距离，同时手指部件进行夹紧动作，平稳地完成对该物体的抓取和固定，当放置物体时，机械手先靠近地面，随后张开手指部件，然后机械手可继续向下移动一段距离使物体与地面接触，然后机械手可转动一定角度使物体平放，随后挡块上的电磁线圈停止工作，完成物体的平稳放置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手的侧视结构示意图。

图2为本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手的正视结构示意图。

图3为本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手的掌柄部件的结构示意图。

图4为本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手的手指部件的结构示意图一。

图5为本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手的手指部件的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1、图2和图3所示，本实用新型提供的一种儿童教育机器人的磁吸机械手，包括掌柄部件200和至少一对手指部件100，本实施例中以一对手指部件100作为示例，两个手指部件100对称地装设于所述掌柄部件200 的两侧，所述掌柄部件200包括安装板件201、丝杆电机202、滑块203，所述滑块203装设于所述丝杆电机202上、与丝杆电机202的丝杆螺纹连接，所述丝杆电机202为直流电机，所述丝杆电机202的丝杆末端设置有用于限制所述滑块203行程的挡块204，所述挡块204上缠绕有电磁线圈 208，所述手指部件100的固定端装设于所述安装板件201上，所述手指部件100的驱动端与所述滑块203可活动地连接，当所述丝杆电机202工作，所述滑块203于丝杆电机202的丝杆上来回移动、驱动所述手指部件100进行张开或夹紧动作，同时可控制挡块204上的电磁线圈208工作，对铁磁性物体进行吸取固定。本实用新型结构简单，安装便捷，适用于儿童的手动安装，有利于提高儿童的动手能力，并激发儿童的学习兴趣。而且本实用新型在抓取时，先是处于张开状态，挡块204上的电磁线圈208工作，使得铁磁性物体吸附在丝杆电机202的丝杆末端，然后机械手可以向上抬起一段距离，同时手指部件100进行夹紧动作，平稳地完成对该物体的抓取和固定，当放置物体时，机械手先靠近地面，随后张开手指部件100，然后机械手可继续向下移动一段距离使物体与地面接触，然后机械手可转动一定角度使物体平放或者趋近平放，随后挡块204上的电磁线圈208停止工作，完成物体的平稳放置。具体的，所述滑块203为井字构件，其四端均设置有铰接部(图中未标号)。

如图4、图5所示，所述手指部件100包括指尖构件101、指中构件102 和指根构件103，所述指尖构件101上设置有用于夹取物体的夹持部105，所述中构件的两端分别与指尖构件101和指根构件103铰接，所述指中构件102的中部设置有弧形构件104，所述弧形构件104的一端与所述指中构件102的中部铰接，所述弧形构件104的圆心位于指中构件102所在的一侧，当指根构件103固定时，驱动弧形构件104的另一端上下运动，即可牵引指中构件102和指尖构件101做向外张开或向内夹紧运动。本实用新型的手指部件100主要采用塑胶制品。

其中，所述指根构件103为所述手指部件100的固定端，所述弧形构件104为所述手指部件100的驱动端，所述指根构件103固定于所述安装板件201上，所述弧形构件104的另一端与所述滑块203铰接，当所述滑块203移动时，所述弧形构件104随之牵引指中构件102和指尖构件101 做向外张开或向内夹紧运动。

进一步的，所述指中构件102由预设间隔距离的两对平行杆构成，每对平行杆的两端分别与指尖构件101和指根构件103铰接，且每对平行杆将所述指尖构件101和指根构件103夹设在其中。进一步的，所述弧形构件104与夹持部105所在侧的一对平行杆铰接。进一步的，所述弧形构件 104的一端铰接于平行杆的2/5处。进一步的，所述夹持部105为齿面。进一步的，所述夹持部105为凹形齿面。进一步的，所述指尖构件101整体呈直角三角形，直角位于夹持部105所在侧。进一步的，所述指尖构件101 上设有若干指尖通孔(图中未标号)。进一步的，所述指尖通孔呈圆形。进一步的，本实用新型提供的儿童教育机器人的手指部件，所述指尖通孔呈三角形。

请继续参阅图1、图2和图3，较佳的，本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述挡块204204可拆卸地装设于所述丝杆电机202的丝杆上。进一步的，本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述挡块204204与所述丝杆电机202的丝杆螺纹连接。即所述挡块204可以调整其在所述丝杆电机202的丝杠上的位置，以此来限制夹爪的最大张开程度，当然，在其它实施例中也可以在所述丝杆电机202的丝杆上固定不动。

进一步的，本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述掌柄部件200还包括掌根构件205，所述掌根构件205与所述安装板件201固定连接、且将所述丝杆电机202的电机主体罩设在内。进一步的，本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述掌根构件205包括基座和至少三个连接柱206，所述连接柱206的两端分别与安装板件201、基座固定连接。具体的，本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述连接柱206为四个、呈矩阵四方分布，所述丝杆电机202的电机主体位于四个连接柱206之间。进一步的，本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手，所述基座也采用安装板件201，两个安装板件201平行正对设置。

较佳的，本实用新型提供的儿童教育机器人的磁吸机械手还包括RJ接头207(比如RJ-9)，用于供电以及通信控制，所述RJ接头207与所述丝杆电机202和电磁线圈208电性连接，所述RJ接头207的设置既安全又能方便儿童对线路地连接，进一步提高了儿童进行装卸操作时的便利性。

综上所述，本实用新型结构简单，安装便捷，适用于儿童的手动安装，有利于提高儿童的动手能力，有利于儿童学习并掌握夹爪的机械原理，并激发儿童的学习兴趣。而且本实用新型在抓取时，先是处于张开状态，挡块上的电磁线圈工作，使得铁磁性物体吸附在丝杆电机的丝杆末端，然后机械手可以向上抬起一段距离，同时手指部件进行夹紧动作，平稳地完成对该物体的抓取和固定，当放置物体时，机械手先靠近地面，随后张开手指部件，然后机械手可继续向下移动一段距离使物体与地面接触，然后机械手可转动一定角度使物体平放，随后挡块上的电磁线圈停止工作，完成物体的平稳放置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，包括掌柄部件和至少一对手指部件，所述手指部件装设于所述掌柄部件上，所述掌柄部件包括安装板件、丝杆电机、滑块，所述滑块装设于所述丝杆电机上、与丝杆电机的丝杆螺纹连接，所述丝杆电机的丝杆末端设置有用于限制所述滑块行程的挡块，所述挡块上缠绕有电磁线圈，所述手指部件的固定端装设于所述安装板件上，所述手指部件的驱动端与所述滑块可活动地连接，当所述丝杆电机工作，所述滑块于丝杆电机的丝杆上来回移动、驱动所述手指部件进行张开或夹紧动作，同时可控制挡块上的电磁线圈工作，对铁磁性物体进行吸取。

2.根据权利要求1所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述手指部件包括指尖构件、指中构件和指根构件，所述指尖构件上设置有用于夹取物体的夹持部，所述中构件的两端分别与指尖构件和指根构件铰接，所述指中构件的中部设置有弧形构件，所述弧形构件的一端与所述指中构件的中部铰接，所述弧形构件的圆心位于指中构件所在的一侧，其中，所述指根构件为所述手指部件的固定端，所述弧形构件为所述手指部件的驱动端，所述指根构件固定于所述安装板件上，所述弧形构件的另一端与所述滑块铰接，当所述滑块移动时，所述弧形构件随之牵引指中构件和指尖构件做向外张开或向内夹紧运动。

3.根据权利要求1所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述挡块可拆卸地装设于所述丝杆电机的丝杆上。

4.根据权利要求3所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述挡块与所述丝杆电机的丝杆螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述掌柄部件还包括掌根构件，所述掌根构件与所述安装板件固定连接、且将所述丝杆电机的电机主体罩设在内。

6.根据权利要求5所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述掌根构件包括基座和至少三个连接柱，所述连接柱的两端分别与安装板件、基座固定连接。

7.根据权利要求6所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述连接柱为四个、呈矩阵四方分布，所述丝杆电机的电机主体位于四个连接柱之间。

8.根据权利要求7所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述基座为安装板件，两个安装板件平行正对设置。

9.根据权利要求2所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述指中构件由预设间隔距离的两对平行杆构成，每对平行杆的两端分别与指尖构件和指根构件铰接，且每对平行杆将所述指尖构件和指根构件夹设在其中。

10.根据权利要求9所述的儿童教育机器人的磁吸机械手，其特征在于，所述弧形构件与夹持部所在侧的一对平行杆铰接。

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