CN113183142B - 一种儿童教育演示机器人颈部限位机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及儿童教育技术领域，且公开了一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，包括身体部，所述身体部的顶部固定连接有转动限位机构，所述转动限位机构的内部活动连接有底部导线，所述底部导线的外部固定连接有内导电环。在第一电磁块和第二电磁块通电时，第一电磁块和第一定位磁块相互排斥，第二定位磁块和第二电磁块相互排斥，则第一定位磁块和第二定位磁块分别与第一定位槽和第二定位槽卡接，从而当儿童通过外力摆动机器人头部的时候，机器人头部方便通过第一定位磁块和第二定位磁块进行固定，有效保证儿童在转动机器人头部时，保证机器人头部位置的稳定性，进而保证机器人演示的效果，提高儿童对科学技术兴趣。
Description
技术领域
本发明涉及儿童教育技术领域，具体为一种儿童教育演示机器人颈部限位机构。
背景技术
现在社会越来越重视对于儿童的教育问题，同时更加关注对于儿童学习兴趣的培养，为了培养儿童对于科学技术的兴趣，通常会带领儿童参观一些科学产品的展览，而儿童教育演示机器人则是一种很好的展示工具。
但是现有的多数机器人头部运动装置结构复杂，转动不够灵活、成本较高，而头部转动灵活程度也是衡量机器人技术的重要参，从而导致现有展示机器人展示效果不理想，且在机器人头部运动时，机器人身体与头部的间隙是变化的，且当头部与身体间隙大的时刻，儿童非常容易将手指塞到间隙里，当间隙变小时，手指在小间隙中就会被夹手，这些都存在的安全隐患。
为了解决上述问题，发明者提供了一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，具备运动灵活，成本低，且在运动过程中有效避免产生间隙，从而防止儿童将手指放进间隙的内部，有效保证该装置使用的安全性的优点。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，包括身体部、转动限位机构、定位杆、轴向限位槽、缓冲块、缓冲弹簧、径向限位槽、轴向复位弹簧、第一定位槽、中心孔、外套杆、第一定位磁块、第一电磁块、底部导线、内导电环、外导电环、控制电板、顶部导线、摆动限位机构、外部定位套球、第二定位槽、第二定位磁块、第二电磁块、球套板、摆动限位槽、覆盖板、装夹板、顶部通线孔、机器人头部、头部复位弹簧。
上述各结构的位置及连接关系如下：
所述身体部的顶部固定连接有转动限位机构，所述转动限位机构的内部活动连接有底部导线，所述底部导线的外部固定连接有内导电环，所述内导电环的外部活动连接有外导电环，所述转动限位机构的外部固定连接有控制电板，所述控制电板的外部设置有顶部导线，所述转动限位机构的外部固定连接有摆动限位机构，所述摆动限位机构的外部固定连接有机器人头部，所述机器人头部的内部固定连接有头部复位弹簧。
优选的，所述转动限位机构包括与身体部固定连接的定位杆，定位杆的内部开设有轴向限位槽，所述轴向限位槽的内部滑动连接有缓冲块，所述缓冲块和定位杆之间设置有缓冲弹簧，所述缓冲块的顶部开设有径向限位槽，所述径向限位槽的内部设置有轴向复位弹簧。
优选的，所述缓冲块的外部开设有第一定位槽，缓冲块和定位杆的中部均开设有中心孔，所述缓冲块和定位杆的外部套接有外套杆，外套杆的内部活动连接有第一定位磁块，第一定位磁块的外部活动连接有第一电磁块
优选的，所述缓冲块设置有与轴向限位槽匹配的轴向限位块，外套杆设置有与径向限位槽相匹配的径向限位块，轴向复位弹簧设置在径向位块和缓冲块之间。
优选的，所述第一电磁块和第一定位磁块同性磁极相接，且第一定位磁块活动连接在第一定位槽的外部。
优选的，所述底部导线设置在中心孔的内部，底部导线的中部设置有弹性收束装置。
优选的，所述摆动限位机构包括外部定位套球，外部定位套球的外部开设有第二定位槽，第二定位槽的外部设置有第二定位磁块，第二定位磁块的外部活动连接有第二电磁块，所述外部定位套球的顶部开设有顶部通线孔，外部定位套球的外部滑动连接有球套板，球套板的外部设置有装夹板。
优选的，所述外部定位套球的内部和外套杆固定连接。
优选的，所述第二定位磁块滑动连接在机器人头部的内部，第二电磁块固定连接在机器人头部的内部，第二定位磁块和第二电磁块同性磁极相接，头部复位弹簧固定连接在机器人头部和外部定位套球之间。
优选的，所述球套板的内侧开设有摆动限位槽，球套板的外部固定连接有覆盖板，装夹板和球套板通过螺栓固定连接在机器人头部的外部，且球套板套接外部定位套球四分之三区域，同时外部定位套球设置有与摆动限位槽相匹配的摆动限位块。
优选的，所述覆盖板滑动连接在身体部内部。
优选的，所述第一电磁块和第二电磁块均与外部电源开关电连接。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，具备以下有益效果：
1、该儿童教育演示机器人颈部限位机构，在第一电磁块和第二电磁块通电时，第一电磁块和第一定位磁块相互排斥，第二定位磁块和第二电磁块相互排斥，则第一定位磁块和第二定位磁块分别与第一定位槽和第二定位槽卡接，从而当儿童通过外力摆动机器人头部的时候，机器人头部方便通过第一定位磁块和第二定位磁块进行固定，有效保证儿童在转动机器人头部时，保证机器人头部位置的稳定性，进而保证机器人演示的效果，提高儿童对科学技术兴趣。
2、该儿童教育演示机器人颈部限位机构，通过机器人头部运动时，覆盖板在身体部内部滑动，覆盖板与身体部相互适配，有效避免在机器人头部转动时产生间隙，保证机器人头部运动的密封性，从而防止儿童的手指塞进因机器人头部活动而产生的间隙导致夹伤的可能，进而保证该装置在演示过程中的安全性，进一步保证该装置的演示效果。
3、该儿童教育演示机器人颈部限位机构，在转动限位机构的内部设置有缓冲块和定位杆，在定位杆和缓冲块之间设置有缓冲弹簧，从而在儿童拨动机器人头部的过程中，起到缓冲的作用，防止因机器人头部和身体部刚性连接，而导致儿童在拨动机器人头部时造成机器人头部的损坏，有效提高该演示装置的使用寿命。
4、该儿童教育演示机器人颈部限位机构，在机器人头部转动时通过径向限位槽的限制，使机器人头部在转动过程中缓冲块与外套杆不发生径向跳动，从而保证第一电磁块和第一定位槽顺利卡接，且径向限位槽有效限定机器人头部的转动幅度，从而保证机器人头部转动的效果。
5、该儿童教育演示机器人颈部限位机构，同理，通过摆动限位槽，从而保证机器人摆动的稳定性，且由于球套板套接外部定位套球四分之三区域，从而有效防止机器人在演示过程中头部脱节，同时因为装夹板和球套板通过螺栓固定连接在机器人头部的外部，也更加方便机器人头部与身体部的分离，进而进一步保证该装置使用效果。
附图说明
图1为本发明结构颈部连接状态示意图；
图2为本发明结构转动限位机构连接示意图；
图3为本发明结构图2的A-A部分连接示意图；
图4为本发明结构图2的B-B部分连接示意图；
图5为本发明结构球套板和覆盖板示意图；
图6为本发明结构图1的C部分放大示意图。
图中：1、身体部；2、转动限位机构；201、定位杆；202、轴向限位槽；203、缓冲块；204、缓冲弹簧；205、径向限位槽；206、轴向复位弹簧；207、第一定位槽；208、中心孔；209、外套杆；210、第一定位磁块；211、第一电磁块；3、底部导线；4、内导电环；5、外导电环；6、控制电板；7、顶部导线；8、摆动限位机构；801、外部定位套球；802、第二定位槽；803、第二定位磁块；804、第二电磁块；805、球套板；8051、摆动限位槽；8052、覆盖板；806、装夹板；807、顶部通线孔；9、机器人头部；10、头部复位弹簧。
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。
实施例一：
请参阅图1-4，一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，包括身体部1，身体部1的顶部固定连接有转动限位机构2，转动限位机构2的内部活动连接有底部导线3，底部导线3的外部固定连接有内导电环4，内导电环4的外部活动连接有外导电环5，转动限位机构2的外部固定连接有控制电板6，控制电板6的外部设置有顶部导线7，转动限位机构2的外部固定连接有摆动限位机构8，摆动限位机构8的外部固定连接有机器人头部9，机器人头部9的内部固定连接有头部复位弹簧10。
其中，转动限位机构2包括与身体部1固定连接的定位杆201，定位杆201的内部开设有轴向限位槽202，轴向限位槽202的内部滑动连接有缓冲块203，缓冲块203和定位杆201之间设置有缓冲弹簧204，缓冲块203的顶部开设有径向限位槽205，径向限位槽205的内部设置有轴向复位弹簧206。
其中，缓冲块203的外部开设有第一定位槽207，缓冲块203和定位杆201的中部均开设有中心孔208，缓冲块203和定位杆201的外部套接有外套杆209，外套杆209的内部活动连接有第一定位磁块210，第一定位磁块210的外部活动连接有第一电磁块211
其中，缓冲块203设置有与轴向限位槽202匹配的轴向限位块，外套杆209设置有与径向限位槽205相匹配的径向限位块，轴向复位弹簧206设置在径向位块和缓冲块203之间。
其中，第一电磁块211和第一定位磁块210同性磁极相接，且第一定位磁块210活动连接在第一定位槽207的外部。
其中，底部导线3设置在中心孔208的内部，底部导线3的中部设置有弹性收束装置。
其中，第一电磁块211和外部电源开关电连接。
实施例二：
请参阅图1和图5-6，一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，包括身体部1，身体部1的顶部固定连接有转动限位机构2，转动限位机构2的内部活动连接有底部导线3，底部导线3的外部固定连接有内导电环4，内导电环4的外部活动连接有外导电环5，转动限位机构2的外部固定连接有控制电板6，控制电板6的外部设置有顶部导线7，转动限位机构2的外部固定连接有摆动限位机构8，摆动限位机构8的外部固定连接有机器人头部9，机器人头部9的内部固定连接有头部复位弹簧10。
其中，摆动限位机构8包括外部定位套球801，外部定位套球801的外部开设有第二定位槽802，第二定位槽802的外部设置有第二定位磁块803，第二定位磁块803的外部活动连接有第二电磁块804，外部定位套球801的顶部开设有顶部通线孔807，外部定位套球801的外部滑动连接有球套板805，球套板805的外部设置有装夹板806。
其中，外部定位套球801的内部和外套杆209固定连接。
其中，第二定位磁块803滑动连接在机器人头部9的内部，第二电磁块804固定连接在机器人头部9的内部，第二定位磁块803和第二电磁块804同性磁极相接，头部复位弹簧10固定连接在机器人头部9和外部定位套球801之间。
其中，球套板805的内侧开设有摆动限位槽8051，球套板805的外部固定连接有覆盖板8052，装夹板806和球套板805通过螺栓固定连接在机器人头部9的外部，且球套板805套接外部定位套球801四分之三区域，同时外部定位套球801设置有与摆动限位槽8051相匹配的摆动限位块。
其中，覆盖板8052滑动连接在身体部1内部。
其中，第二电磁块804和外部电源开关电连接。
实施例三：
请参阅图1-6，一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，包括身体部1，身体部1的顶部固定连接有转动限位机构2，转动限位机构2的内部活动连接有底部导线3，底部导线3的外部固定连接有内导电环4，内导电环4的外部活动连接有外导电环5，转动限位机构2的外部固定连接有控制电板6，控制电板6的外部设置有顶部导线7，转动限位机构2的外部固定连接有摆动限位机构8，摆动限位机构8的外部固定连接有机器人头部9，机器人头部9的内部固定连接有头部复位弹簧10。
其中，转动限位机构2包括与身体部1固定连接的定位杆201，定位杆201的内部开设有轴向限位槽202，轴向限位槽202的内部滑动连接有缓冲块203，缓冲块203和定位杆201之间设置有缓冲弹簧204，缓冲块203的顶部开设有径向限位槽205，径向限位槽205的内部设置有轴向复位弹簧206。
其中，缓冲块203的外部开设有第一定位槽207，缓冲块203和定位杆201的中部均开设有中心孔208，缓冲块203和定位杆201的外部套接有外套杆209，外套杆209的内部活动连接有第一定位磁块210，第一定位磁块210的外部活动连接有第一电磁块211
其中，缓冲块203设置有与轴向限位槽202匹配的轴向限位块，外套杆209设置有与径向限位槽205相匹配的径向限位块，轴向复位弹簧206设置在径向位块和缓冲块203之间。
其中，第一电磁块211和第一定位磁块210同性磁极相接，且第一定位磁块210活动连接在第一定位槽207的外部。
其中，底部导线3设置在中心孔208的内部，底部导线3的中部设置有弹性收束装置。
其中，摆动限位机构8包括外部定位套球801，外部定位套球801的外部开设有第二定位槽802，第二定位槽802的外部设置有第二定位磁块803，第二定位磁块803的外部活动连接有第二电磁块804，外部定位套球801的顶部开设有顶部通线孔807，外部定位套球801的外部滑动连接有球套板805，球套板805的外部设置有装夹板806。
其中，外部定位套球801的内部和外套杆209固定连接。
其中，第二定位磁块803滑动连接在机器人头部9的内部，第二电磁块804固定连接在机器人头部9的内部，第二定位磁块803和第二电磁块804同性磁极相接，头部复位弹簧10固定连接在机器人头部9和外部定位套球801之间。
其中，球套板805的内侧开设有摆动限位槽8051，球套板805的外部固定连接有覆盖板8052，装夹板806和球套板805通过螺栓固定连接在机器人头部9的外部，且球套板805套接外部定位套球801四分之三区域，同时外部定位套球801设置有与摆动限位槽8051相匹配的摆动限位块。
其中，覆盖板8052滑动连接在身体部1内部。
其中，第一电磁块211和第二电磁块804均与外部电源开关电连接。
工作过程及原理：当该装置进行展示时，开启电源开关，则第一电磁块211和第二电磁块804通电，同时由于第一电磁块211和第一定位磁块210同性磁极相接，第二定位磁块803和第二电磁块804同性磁极相接，则第一定位磁块210和第二定位磁块803分别与第一定位槽207和第二定位槽802卡接，从而当儿童通过外力摆动机器人头部9的时候，机器人头部9方便通过第一定位磁块210和第二定位磁块803进行固定。
同时方便直接转动机器人头部9，在机器人头部9进行转动时，通过摆动限位机构8带动外套杆209转动，外套杆209在缓冲块203外部转动，同时通过径向限位槽205的作用，达到限定机器人头部9转动方向的效果，在摆动机器人头部9的过程中，球套板805滑动在外部定位套球801的外部，同时摆动限位槽8051有效保证机器人头部9的稳定性，且在机器人头部9转动时压缩轴向复位弹簧206，在机器人头部9摆动时压缩头部复位弹簧10。
当机器人头部9在转动或者摆动时，覆盖板8052活动连接在身体部1的内部，从而避免产生间隙，有效防止夹伤儿童的手指，保证该装置的使用安全性。
同时在展示完成时，当设备断电，则第一电磁块211和第二电磁块804因断电失去磁性，从而失去与第一定位槽207和第二定位槽802的卡接，从而使机器人头部9在轴向复位弹簧206和头部复位弹簧10的作用下恢复初始位置，进一步保证该装置的使用效果。
且在转动限位机构2的内部设置有缓冲块203和定位杆201，在定位杆201和缓冲块203之间设置有缓冲弹簧204，从而在儿童拨动机器人头部9的过程中，起到缓冲的作用，防止因机器人头部9和身体部1刚性连接，而导致儿童在拨动机器人头部9时造成机器人头部9的损坏，有效提高该演示装置的使用寿命。
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)
1.一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，包括身体部(1)，其特征在于：所述身体部(1)的顶部固定连接有转动限位机构(2)，转动限位机构(2)包括与身体部(1)固定连接的定位杆(201)，定位杆(201)的内部开设有轴向限位槽(202)，所述轴向限位槽(202)的内部滑动连接有缓冲块(203)，所述缓冲块(203)和定位杆(201)之间设置有缓冲弹簧(204)，所述缓冲块(203)的顶部开设有径向限位槽(205)，所述径向限位槽(205)的内部设置有轴向复位弹簧(206)；
所述转动限位机构(2)的内部活动连接有底部导线(3)，所述底部导线(3)的外部固定连接有内导电环(4)，所述内导电环(4)的外部活动连接有外导电环(5)，所述转动限位机构(2)的外部固定连接有控制电板(6)，所述控制电板(6)的外部设置有顶部导线(7)，所述转动限位机构(2)的外部固定连接有摆动限位机构(8)，所述摆动限位机构(8)的外部固定连接有机器人头部(9)，所述机器人头部(9)的内部固定连接有头部复位弹簧(10)。
2.根据权利要求1所述的一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，其特征在于：所述缓冲块(203)的外部开设有第一定位槽(207)，缓冲块(203)和定位杆(201)的中部均开设有中心孔(208)，所述缓冲块(203)和定位杆(201)的外部套接有外套杆(209)，外套杆(209)的内部活动连接有第一定位磁块(210)，第一定位磁块(210)的外部活动连接有第一电磁块(211)；
所述缓冲块(203)设置有与轴向限位槽(202)匹配的轴向限位块，外套杆(209)设置有与径向限位槽(205)相匹配的径向限位块，轴向复位弹簧(206)设置在径向位块和缓冲块(203)之间。
3.根据权利要求2所述的一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，其特征在于：所述第一电磁块(211)和第一定位磁块(210)同性磁极相接，且第一定位磁块(210)活动连接在第一定位槽(207)的外部。
4.根据权利要求2所述的一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，其特征在于：所述底部导线(3)设置在中心孔(208)的内部，底部导线(3)的中部设置有弹性收束装置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，其特征在于：所述摆动限位机构(8)包括外部定位套球(801)，外部定位套球(801)的外部开设有第二定位槽(802)，第二定位槽(802)的外部设置有第二定位磁块(803)，第二定位磁块(803)的外部活动连接有第二电磁块(804)，所述外部定位套球(801)的顶部开设有顶部通线孔(807)，外部定位套球(801)的外部滑动连接有球套板(805)，球套板(805)的外部设置有装夹板(806)。
6.根据权利要求5所述的一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，其特征在于：所述外部定位套球(801)的内部和外套杆(209)固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，其特征在于：所述第二定位磁块(803)滑动连接在机器人头部(9)的内部，第二电磁块(804)固定连接在机器人头部(9)的内部，第二定位磁块(803)和第二电磁块(804)同性磁极相接，头部复位弹簧(10)固定连接在机器人头部(9)和外部定位套球(801)之间。
8.根据权利要求5所述的一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，其特征在于：所述球套板(805)的内侧开设有摆动限位槽(8051)，球套板(805)的外部固定连接有覆盖板(8052)，装夹板(806)和球套板(805)通过螺栓固定连接在机器人头部(9)的外部，且球套板(805)套接外部定位套球(801)四分之三区域，同时外部定位套球(801)设置有与摆动限位槽(8051)相匹配的摆动限位块。
9.根据权利要求8所述的一种儿童教育演示机器人颈部限位机构，其特征在于：所述覆盖板(8052)滑动连接在身体部(1)内部。
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