CN201327679Y - 微型可编程物流教学机器人 - Google Patents

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葛建新
张海乾
黄雷
戴卫军
杨伟
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Abstract

本实用新型公开了一种微型可编程物流教学机器人，包括底盘(1)、底盘的下面设有万向轮(2)以及由行走驱动电机(3)驱动的车轮(4)。底盘的上设有可水平转动的支架座(5)以及水平转动电机(6)。支架座上立设有螺杆(7)和垂直滑轨(8)，垂直滑轨上设有升降滑座(9)，升降滑座上设有与螺杆螺接的螺孔，支架座上设有可驱动螺杆转动的升降电机(10)。升降滑座上设有水平滑轨(11)，水平滑轨上设有水平滑座(12)，升降滑座与水平滑轨的远端之间设有可转动的环形传送带(13)，水平滑座与传送带固定，升降滑座上设有驱动传送带转动的前后伸缩电机(14)。水平滑座上设有可转动的机械手(15)，机械手上设有两个可开合动作的机械爪(16)。

Description

微型可编程物流教学机器人
技术领域
本实用新型属于机器人的技术领域，具体是指一种微型可编程物流教学机器人。
背景技术
目前，物流管理技术是现代制造技术的一个重要发展方向，包括生产过程的一系列物料移动以及产品运输。物流领域广泛采用物流自动化设备作为输送工具，能够在指定的范围内，完成物料工件的自动装卸、运输和存取，提高了物流作业效率，降低了工程造价。其中自动导向小车具有高柔性、易于控制集成的等点。因此，开发AGV机器人的功能是物料输送中研究的一个重要方向。
伴随着电子与信息技术的迅猛发展，机器人研究领域日新月异。主要原因是计算机和单片机得以广泛应用，价格不断下降，相关技术日渐成熟，这为机器人的广泛应用提供了客观条件。
“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”教育要改革、创新，培养和提高全民族的创新能力，这是教育工作者肩负的光荣历史使命。机器人教学活动，正在成为提高学生对所学知识的整合能力和综合素质教育的创新点。从另外的角度来看，结合中国作为世界制造中心对于物流自动化设备相关技术人才的需求，开发一种能够适应我国现在教学改革的新一代物流机器人，具有广阔的市场前景。
目前市场上现有的机器人存在着一些弊端：或机械结构不可分分割，或体积过于庞大，或只能通过控制***控制整体的动作作业，或控制对象较为单一，这就使得初学者很难完成编程控制，很难对机器人的各个部件关系有清楚的认识，这给创新实践教学带来诸多不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有的机器人不可拆装、成本昂贵、整体控制等缺点，提供一种结构简单、成本低廉、各个模块独立控制的微型可编程物流教学机器人。
为了实现上述的目的，本实用新型采用的技术文案为：微型可编程物流教学机器人，包括底盘、底盘的下面设有万向轮以及由行走驱动电机驱动的两个车轮。所述的底盘的上面设有可水平转动的支架座以及可驱动支架座转动的水平转动电机。所述的支架座上设有相互平行的螺杆和垂直滑轨，垂直滑轨上设有升降滑座，升降滑座上设有与螺杆螺接的螺孔，所述的支架座上设有可驱动螺杆转动的升降电机。所述的升降滑座上设有水平滑轨，水平滑轨上设有水平滑座，升降滑座与水平滑轨的远端之间设有可转动的环形传送带，水平滑座与传送带固定，升降滑座上设有驱动传送带转动的前后伸缩电机。所述的水平滑座上设有可转动的机械手，机械手上设有两个可开合动作的机械爪。
本实用新型可以拆装重构，各个模块可独立控制，可让学生通过自行拆卸和重组机器人，更直观立体深入地学习机器人各个基本机构的原理，以及对单片机编程控制的进一步认识；从而激发学生对机器人的研究兴趣，唤起学生的创造力和想象力，同时使得教学机器人能够配合现在的教学改革。
由于采用了上述的结构，本实用新型相对于现在技术有如下的有益效果：
1、本实用新型的控制***软件主要在互联网下载一个免费的MCS-51/AVR开发软件安装在普通计算机上就可编写并自动生成hex文件；串口通信或下载器可自制也可购买，一般价格在几十元；不再需要其他特殊的设备，所以成本比较低廉。
2、本实用新型可以拆装，可以增强操作者对机械和电子的兴趣，增加有关的光电知识，有利于教学。
3、本实用新型提供的机器人各个模块可独立控制，使得编程模块化、简单化；便于初学者学习编程。
4、本实用新型的整机控制对象多、处理数据量大；可使有基础者得到很好的提高。
5、本实用新型提供的机器人不需要连接电缆且体积不大，具有很强的流动性和灵活性。
6、本实用新型提供的机器人动作协调，具有很好的观赏性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是微型可编程物流教学机器人的立体图；
图2是微型可编程物流教学机器人的底盘的背面的立体图；
图3是微型可编程物流教学机器人的机械手的立体图；
图4是微型可编程物流教学机器人的支架座、升降滑座、水平滑座等的立体图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实用新型所述的微型可编程物流教学机器人，包括底盘1、底盘1的下面设有万向轮2以及由行走驱动电机3驱动的两个车轮4。万向轮2为两前轮，两个车轮4为两后轮。行走驱动电机3为两个直流减速电机，分别驱动两个后轮。所述的底盘1的下前方和侧方设有与行走驱动电机3连接的光电传感器22，光电传感器22安装在车体低下来智能识别路况(一般都是黑底白线或白底黑线)。当其在黑底时，光电传感器22发射的光就不能被反射回来，而遇到白线就能被其反射回来，光电传感器22的信号线就会改变电平；当在白底时，光电传感器发射的光被其反射回来，而遇到黑线就不能反射回来，光电传感器的信号线就会改变一下电平。行走驱动电机3的控制***通过采集安装在车体低下的三点式光电传感器22的数据，进行分析、处理然后调整两行走驱动电机3的速度差来改变行走方向。所述的底盘1的上面设有可水平转动的支架座5以及可驱动支架座5转动的水平转动电机6，水平转动电机6是减速电机，所述的支架座5和水平转动电机6通过齿轮啮合传动。所述的支架座5上设有相互平行的螺杆7和垂直滑轨8，垂直滑轨8为三根，垂直滑轨8上设有可上下滑动的升降滑座9，升降滑座9上设有与螺杆7螺接的螺孔，所述的支架座5上设有可驱动螺杆7转动的升降电机10。升降电机10为步进电机，升降电机10驱动螺杆7转动，螺杆7与螺孔配合即可使升降滑座9在垂直滑轨8上作上下运动。所述的升降滑座9上设有水平滑轨11，水平滑轨11为两根，水平滑轨11上设有可水平滑动的水平滑座12，升降滑座9与水平滑轨11的远端之间设有可转动的环形传送带13，水平滑座12与传送带13固定，升降滑座9上设有驱动传送带13转动的前后伸缩电机14。伸缩电机14带动传送带13转动，即可带动水平滑座12作水平伸缩运动。所述的水平滑座12上设有可转动的机械手15，机械手15上设有两可开合动作的机械爪16。所述的机械手15通过大舵机17与水平滑座12连接，所述的机械爪16通过小舵机18与机械手15连接。机械手15通过大舵机轴与水平滑座连接，通过大舵机轴的转动来带动整个机械手作180度的画弧运动。机械爪16上的小舵机18的轴与机械爪16的连动轴连接，控制小舵机18轴的转角即可控制机械爪16在一定范围内张合。
所述的支架座5上设有可被升降滑座9顶压触发的下限位开关19，所述的垂直滑轨8的顶端设有可被升降滑座9顶压触发的上限位开关20，下限位开关19和上限位开关20与升降电机10连接。升降滑座9上下滑动到底时，可顶压触发下限位开关19，升降电机10停转；当升降滑座9上下滑动到顶时，可顶压触发上限位开关20，降电机10停转。
所述的升降滑座9上设有可被水平滑座12顶压触发的限位开关21，限位开关21与前后伸缩电机14连接。每次水平滑座12运动前都要水平滑动到与升降滑座9接近，顶压触发限位开关21来复位，这样可防止机械手座跟水平底座碰撞和定位不准确。
所述的底盘1上设有储物盒23。所述的储物盒23分为两层，上面那一层打了一排排的圆孔并向一端倾斜；下一层是平滑面并向另一端倾斜，起到自动分类的作用。整个储物盒23安装在底盘1上并可调节其位置。
本实用新型的机械部分的每个模块都是独立的模块，模块与模块之间采用标准化接口实现连接，大大简化了机器人的整体结构，并每个模块都可以独立拆装、独立控制，不同以往的机器人都是一体化结构的特点，便于广泛的学习者了解机器人各模块拆装及编程控制，更好地领略机器人的结构和控制。适合初学者入门学习，也适合有基础者提高综合编程控制等；是教学机器人的一大创新。
所述的控制***在计算机上使用MCS-51/AVR开发软件编写汇编语言或C语言生成hex文件后，再通过串口通信或下载器下载到单片机里；每个子程序控制机械部分的一个独立模块。由于执行部件都是工作在低电压状态下，如：单片机、舵机、步进电机、减速电机、光电传感器等，其工作电压范围为：5V～12V之间，而且控制***是安装在车体上；故机器人的主控制***与本体之间不必通过电缆连接，只要用12V可供大电流充电电池就可以了。
总之，本实用新型虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围，否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种微型可编程物流教学机器人，其特征在于：包括底盘(1)、底盘(1)的下面设有万向轮(2)以及由行走驱动电机(3)驱动的两个车轮(4)；
所述的底盘(1)的上面设有可水平转动的支架座(5)以及可驱动支架座(5)转动的水平转动电机(6)；
所述的支架座(5)上设有相互平行的螺杆(7)和垂直滑轨(8)，垂直滑轨(8)上设有升降滑座(9)，升降滑座(9)上设有与螺杆(7)螺接的螺孔，所述的支架座(5)上设有可驱动螺杆(7)转动的升降电机(10)；
所述的升降滑座(9)上设有水平滑轨(11)，水平滑轨(11)上设有水平滑座(12)，升降滑座(9)与水平滑轨(11)的远端之间设有可转动的环形传送带(13)，水平滑座(12)与传送带(13)固定，升降滑座(9)上设有驱动传送带(13)转动的前后伸缩电机(14)；
所述的水平滑座(12)上设有可转动的机械手(15)，机械手(15)上设有两个可开合动作的机械爪(16)。
2.按照权利要求1所述的微型可编程物流教学机器人，其特征在于：所述的机械手(15)通过大舵机(17)与水平滑座(12)连接，所述的机械爪(16)通过小舵机(18)与机械手(15)连接。
3.按照权利要求1所述的微型可编程物流教学机器人，其特征在于：所述的支架座(5)上设有可被升降滑座(9)顶压触发的下限位开关(19)，所述的垂直滑轨(8)的顶端设有可被升降滑座(9)顶压触发的上限位开关(20)，下限位开关(19)和上限位开关(20)与升降电机(10)连接。
4.按照权利要求1所述的微型可编程物流教学机器人，其特征在于：所述的升降滑座(9)上设有可被水平滑座(12)顶压触发的限位开关(21)，限位开关(21)与前后伸缩电机(14)连接。
5.按照权利要求1所述的微型可编程物流教学机器人，其特征在于：所述的底盘(1)的下前方和侧方设有与行走驱动电机(3)连接的光电传感器(22)。
6.按照权利要求1所述的微型可编程物流教学机器人，其特征在于：所述的支架座(5)和水平转动电机(6)通过齿轮啮合传动。
7.按照权利要求1所述的微型可编程物流教学机器人，其特征在于：所述的底盘(1)上设有储物盒(23)。
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