CN213226222U - 一种用于创客教育的摆臂机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于创客教育的摆臂机器人，包括主控板、内设有电池的电池盒、电机、机架和一对对称设置的摆臂机构，所述主控板、电机和电池盒装设于机架上，所述电机和电池盒与所述主控板电连接，所述电机与所述摆臂机构联接、驱动所述摆臂机构运动，所述摆臂机构包括多功能齿轮和摆臂连杆组件，所述多功能齿轮装设于机架上、且与所述电机联接，所述摆臂连杆组件装设于机架上、且与所述多功能齿轮联接。本实用新型提供的是一种结构简单的示教机器人，电机驱动同步驱动摆臂机构运动，具体的，当电机驱动多功能齿轮转动，摆臂连杆组件在多功能齿轮的带动作用下回转运动，实现拟人化地摆臂(挥手)运动，有利于提升学生的学习热情与兴趣。

Description

一种用于创客教育的摆臂机器人

技术领域

本实用新型涉及创客教具领域，尤其是涉及一种用于创客教育的摆臂机器人。

背景技术

创客一词来源于英文单词“Maker”，本义是指出于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实的人。创客运动与教育的“碰撞”，正在慢慢改变传统的教育理念、组织、模式与方法，创客教育应运而生。创客教育是一种融合信息技术，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的新型教育模式。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)；创客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)。“创客教育”是创客文化与教育的结合，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。创客教育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。创客教育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。创客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。创客教具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，创客教具由多种零件组成，用于学生自己动手利用教具拼接成各式各样的组合体(机器人)，本实用新型主要设计一种示范性的创客教育机器人，旨在寓教于乐，以玩具的形式增加学生的学习兴趣，激发学生的好玩心和好奇心，使学生更加愿意动手去学习，提高学生的动手能力。

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用于创客教育的摆臂机器人。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：

本实用新型提供了一种用于创客教育的摆臂机器人，包括主控板、内设有电池的电池盒、电机、机架和一对对称设置的摆臂机构，所述主控板、电机和电池盒装设于机架上，所述电机和电池盒与所述主控板电连接，所述电机与所述摆臂机构联接、驱动所述摆臂机构运动，所述摆臂机构包括多功能齿轮和摆臂连杆组件，所述多功能齿轮装设于机架上、且与所述电机联接，所述摆臂连杆组件装设于机架上、且与所述多功能齿轮联接。

进一步的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，所述多功能齿轮上设置有位于非中心处的安装通孔，所述摆臂连杆组件通过安装通孔与多功能齿轮可转动地连接。

进一步的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，所述摆臂连杆组件包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的一端与机架铰接，所述第二连杆的一端与所述多功能齿轮铰接、其另一端与所述第一连杆铰接，所述第三连杆与所述第一连杆的另一端铰接。

进一步的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，所述第二连杆与第一连杆的中部铰接。

进一步的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，所述电机的输出端设置有输出齿轮，所述输出齿轮与所述多功能齿轮啮合传动。

进一步的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，还包括距离传感器，所述距离传感器装设于所述机架上。

进一步的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，所述距离传感器为超声波距离传感器。

较佳的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，所述多功能齿轮包括内圈齿轮和外圈齿轮，所述内圈齿轮的分度圆直径小于外圈齿轮的分度圆直径，所述多功能齿轮的中部设有轴孔，在内圈齿轮侧，所述轴孔的上下两侧对称设置有一对凸柱、且所述轴孔的左右两侧对称设置有一对凹孔，所述凸柱与所述凹孔相配合。

进一步的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，所述多功能齿轮的内外侧上设置有凹面，所述凹面上设置有加强筋。

进一步的，所述的用于创客教育的摆臂机器人，所述安装通孔有多个、且设置于所述加强筋上。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种用于创客教育的摆臂机器人，包括主控板、内设有电池的电池盒、电机、机架和一对对称设置的摆臂机构，所述主控板、电机和电池盒装设于机架上，所述电机和电池盒与所述主控板电连接，所述电机与所述摆臂机构联接、驱动所述摆臂机构运动，所述摆臂机构包括多功能齿轮和摆臂连杆组件，所述多功能齿轮装设于机架上、且与所述电机联接，所述摆臂连杆组件装设于机架上、且与所述多功能齿轮联接。本实用新型提供的是一种结构简单的示教机器人，电机驱动同步驱动摆臂机构运动，具体的，当电机驱动多功能齿轮转动，摆臂连杆组件在多功能齿轮的带动作用下回转运动，实现拟人化地摆臂(挥手)运动。本实用新型具备较大的娱乐性和可玩性，有利于提升学生的学习热情与兴趣，而且结构相对简单，便于学生自己动手组建装配，利于老师进行原理讲解，有利于提升学生的动手能力，有利于启发学生对创客教具各个零件的熟识和运用，以进一步培养学生的开创性思维。

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用于创客教育的摆臂机器人的分解结构示意图。

图2为本实用新型提供的用于创客教育的摆臂机器人的多功能齿轮的一角度结构示意图。

图3为本实用新型提供的示用于创客教育的摆臂机器人的多功能齿轮的另一角度结构示意图。

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所示，本实用新型提供的一种用于创客教育的摆臂机器人，包括主控板1、内设有电池的电池盒2、电机4、机架3和一对对称设置的摆臂机构，所述主控板1、电机4和电池盒2装设于机架3上，所述电机4和电池盒2与所述主控板1电连接，所述电机4与所述摆臂机构联接、驱动所述摆臂机构运动，所述摆臂机构包括多功能齿轮5和摆臂连杆组件60，所述多功能齿轮5装设于机架3上、且与所述电机4联接，所述摆臂连杆组件60装设于机架3上、且与所述多功能齿轮5联接。本实用新型提供的是一种结构简单的示教机器人，电机4驱动同步驱动摆臂机构运动，具体的，当电机4驱动多功能齿轮5转动，摆臂连杆组件60在多功能齿轮5的带动作用下回转运动，实现拟人化地摆臂(挥手)运动。本实用新型具备较大的娱乐性和可玩性，有利于提升学生的学习热情与兴趣，而且结构相对简单，便于学生自己动手组建装配，利于老师进行原理讲解，有利于提升学生的动手能力，有利于启发学生对创客教具各个零件的熟识和运用，以进一步培养学生的开创性思维。

进一步的，本实用新型提供的用于创客教育的摆臂机器人，所述多功能齿轮5上设置有位于非中心处的安装通孔，所述摆臂连杆组件60通过安装通孔与多功能齿轮5可转动地连接。

进一步的，本实用新型提供的用于创客教育的摆臂机器人，所述摆臂连杆组件60包括第一连杆61、第二连杆62和第三连杆63，所述第一连杆61的一端与机架3铰接，所述第二连杆62的一端与所述多功能齿轮5铰接、其另一端与所述第一连杆61铰接，所述第三连杆63与所述第一连杆61的另一端铰接。本实用新型的各个连杆上设置有多个通孔，以便于学生自由调整安装位置，有利于学生开拓思维。进一步的，本实用新型提供的用于创客教育的摆臂机器人，所述第二连杆62与第一连杆61的中部铰接。当第二连杆62的一端随着多功能齿轮5的转动做往复运动，第一连杆61上下摆动，第三连杆63随之摇动，实现拟人化的摆臂挥手。

进一步的，本实用新型提供的用于创客教育的摆臂机器人，所述电机4的输出端设置有输出齿轮41，所述输出齿轮41与所述多功能齿轮5啮合传动。

进一步的，本实用新型提供的用于创客教育的摆臂机器人，还包括距离传感器7，所述距离传感器7装设于所述机架3上。进一步的，本实用新型提供的用于创客教育的摆臂机器人，所述距离传感器7为超声波距离传感器7，以实现简单地避障功能，增加娱乐性。

较佳的，本实用新型提供的用于创客教育的摆臂机器人，如图2、图3所示，本实用新型的多功能齿轮，所述多功能齿轮5包括内圈齿轮52和外圈齿轮51，所述内圈齿轮52的分度圆直径小于外圈齿轮51的分度圆直径，所述多功能齿轮5的中部设有轴孔53，在内圈齿轮52侧，所述轴孔53的上下两侧对称设置有一对凸柱54、且所述轴孔53的左右两侧对称设置有一对凹孔55，所述凸柱54与所述凹孔55相配合。本实用新型的多功能齿轮既可以单独使用，可用作齿轮和偏心轮，也可以两个一起拼合使用，相互之间由凸柱54插设在凹孔55中完成拼合装配，而且可进一步由安装通孔58安装螺栓加固固定，组合之后除了可用作多级齿轮，还可用作带轮、车轮的轮毂等，本实用新型结构简单，功能多样，是一种多应用场景的创客教具零件。进一步的，所述多功能齿轮5的内外侧上设置有凹面56，所述凹面56上设置有加强筋57，以进一步优化结构，减轻零件的重量。进一步的，所述加强筋57上设置有多个安装通孔58。进一步的，所述加强筋57设置有八条，均匀地环布于八个方向上，上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八个方向。进一步的，所述每条加强筋57上至少设置有一个安装通孔58。进一步的，所述加强筋57设置具有一个安装通孔58的加强筋57和具有两个安装通孔58的加强筋57，具有一个安装通孔58的加强筋57和具有两个安装通孔58的加强筋57交错分布。进一步的，所述凸柱54和凹孔55分别设置于具有一个的安装通孔58的加强筋57上，以进一步优化结构。进一步的，在内圈齿轮52侧，具有一个的安装通孔58的加强筋57的头部设置有凹槽59，以进一步提升轻量化。进一步的，所述凸柱54为圆柱形凸柱54或棱柱形凸柱54，本实施例采用圆柱形凸柱54。进一步的，所述多功能齿轮5为塑胶齿轮。

综上所述，本实用新型提供的是一种结构简单的示教机器人，电机驱动同步驱动摆臂机构运动，具体的，当电机驱动多功能齿轮转动，摆臂连杆组件在多功能齿轮的带动作用下回转运动，实现拟人化地摆臂(挥手)运动。本实用新型具备较大的娱乐性和可玩性，有利于提升学生的学习热情与兴趣，而且结构相对简单，便于学生自己动手组建装配，利于老师进行原理讲解，有利于提升学生的动手能力，有利于启发学生对创客教具各个零件的熟识和运用，以进一步培养学生的开创性思维。

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)

1.一种用于创客教育的摆臂机器人，包括主控板，其特征在于，还包括内设有电池的电池盒、电机、机架和一对对称设置的摆臂机构，所述主控板、电机和电池盒装设于机架上，所述电机和电池盒与所述主控板电连接，所述电机与所述摆臂机构联接、驱动所述摆臂机构运动，所述摆臂机构包括多功能齿轮和摆臂连杆组件，所述多功能齿轮装设于机架上、且与所述电机联接，所述摆臂连杆组件装设于机架上、且与所述多功能齿轮联接。

2.根据权利要求1所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，所述多功能齿轮上设置有位于非中心处的安装通孔，所述摆臂连杆组件通过安装通孔与多功能齿轮可转动地连接。

3.根据权利要求2所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，所述摆臂连杆组件包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的一端与机架铰接，所述第二连杆的一端与所述多功能齿轮铰接、其另一端与所述第一连杆铰接，所述第三连杆与所述第一连杆的另一端铰接。

4.根据权利要求3所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，所述第二连杆与第一连杆的中部铰接。

5.根据权利要求4所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，所述电机的输出端设置有输出齿轮，所述输出齿轮与所述多功能齿轮啮合传动。

6.根据权利要求5所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，还包括距离传感器，所述距离传感器装设于所述机架上。

7.根据权利要求6所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，所述距离传感器为超声波距离传感器。

8.根据权利要求7所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，所述多功能齿轮包括内圈齿轮和外圈齿轮，所述内圈齿轮的分度圆直径小于外圈齿轮的分度圆直径，所述多功能齿轮的中部设有轴孔，在内圈齿轮侧，所述轴孔的上下两侧对称设置有一对凸柱、且所述轴孔的左右两侧对称设置有一对凹孔，所述凸柱与所述凹孔相配合。

9.根据权利要求2所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，所述多功能齿轮的内外侧上设置有凹面，所述凹面上设置有加强筋。

10.根据权利要求9所述的用于创客教育的摆臂机器人，其特征在于，所述安装通孔有多个、且设置于所述加强筋上。

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