一种机器人操作演示教学设备的制作方法

本实用新型涉及机器人教学技术领域，具体为一种机器人操作演示教学设备。

背景技术：

随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，对智能机器人的研究越来越多，在教育领域，许多院校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程，为了满足机器人学方面的有关课程教学示范和实验教学的需求，我们研制开发了全方位的轮式移动机器人，可以作为各种智能控制方法包括动态避障、群体协作策略的良好载体，同时又可以方便的构成网络化的分布式系统，开展多智能体的调度、规划等研究；

目前现有的机器人操作演示教学设备较为简单，机器人动态避障的障碍物缺少固定装置，机器人碰撞后容易发生移动，需要工作人员重新搭建，并且使用者在进行机器人操作演示时旁观者需要不停的走动，以进行不同角度的观察，十分麻烦。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机器人操作演示教学设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机器人操作演示教学设备，包括壳体，所述壳体的右侧顶端设置有矩形槽箱，所述壳体的顶端左前方设置有控制器，所述壳体的左右两侧沿上下方向均开设有滑槽，所述滑槽的内腔中心位置插接有滑块，所述滑块的内侧设置有第一矩形板，所述第一矩形板的顶端沿左右方向开设有上下贯通的矩形槽，所述矩形槽的内腔右侧中心位置安装有步进电机，所述步进电机的输出端通过联轴器锁紧有丝杠螺杆，所述丝杠螺杆的外壁左右两侧螺接有丝杠螺母，所述丝杠螺母与矩形槽的内腔适配插接，所述丝杠螺母的底端设置有第一u形板，所述壳体的内腔底端左右两侧均设置有第二u形板，所述第一u形板的内侧通过销轴转动连接有第一连杆的一端，所述第一连杆的另一端与第二u形板的内侧通过销轴转动连接，所述壳体的内腔顶端中心位置开设有通孔，所述通孔的内腔设置有展示机构，所述展示机构底端与第二u形板的相对应位置处均设置有第四u形板，所述丝杠螺母的顶端安装有第三u形板，所述第三u形板的内侧通过销轴转动连接有第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端与第四u形板的内侧通过销轴转动连接。

优选的，所述展示机构包括减速电机、第二矩形板、圆形板、盲孔、模型板和卡块；

所述第二矩形板的底端与第二u形板的相对应位置处均设置有第四u形板，所述第二矩形板的顶端中心位置安装有减速电机，所述减速电机和步进电机均与控制器电性连接，所述减速电机的输出端延伸进通孔的内腔并螺钉连接有圆形板，所述圆形板的顶端依次开设有若干个盲孔，所述圆形板的顶端设置有模型板，所述模型板的底端设置有卡块，且卡块与盲孔的内腔适配插接。

优选的，所述滑槽的内腔为燕尾槽形，且滑块与滑槽的内腔适配插接。

优选的，所述丝杠螺杆外壁左右两侧螺纹为正反螺纹。

优选的，所述第一连杆和第二连杆与丝杠螺母上下表面的夹角均为30度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该机器人操作演示教学设备，通过工作人员将模型板放置在圆形板上，并将卡块与相对应位置上的盲孔插接，进而对模型板进行固定，通过步进电机带动丝杠螺杆转动，丝杠螺母在丝杠螺杆外壁螺纹旋转力的作用下，促使左右两侧的丝杠螺母带动相对应位置上的第一u形板和第三u形板均向内侧移动，第一连杆顶端和第二连杆底端均向内侧移动并与丝杠螺母的角度变大，第一连杆托起第一矩形板和第二连杆托起第二矩形板均向上移动，并通过减速电机使圆形板带动其顶端的模型板转动，从而可在机器人动态避障的障碍物进行固定，防止机器人碰撞后障碍物发生移动，无需重新搭建障碍物，并且可在机器人操作演示时改变展示板的高度与角度，以便于从不同方向上进行观察，操作简单，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的正面剖视图；

图3为本实用新型的侧面剖视图。

图中：1、壳体，2、矩形槽箱，3、控制器，4、减速电机，5、第二矩形板，6、滑槽，7、滑块，8、第一矩形板，9、矩形槽，10、步进电机，11、丝杠螺杆，12、丝杠螺母，13、第一u形板，14、第二u形板，15、第一连杆，16、第三u形板，17、第二连杆，18、第四u形板，19、通孔，20、圆形板，21、盲孔，22、模型板，23、卡块。

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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种机器人操作演示教学设备，包括壳体1，壳体1的前侧安装有检修门，以便于工作人员进行检修，壳体1的右侧顶端设置有矩形槽箱2，矩形槽箱2内可存放多种形状的模型板22，以提高装置适用性，壳体1的顶端左前方设置有控制器3，壳体1的左右两侧沿上下方向均开设有滑槽6，滑槽6的内腔中心位置插接有滑块7，滑块7的内侧设置有第一矩形板8，第一矩形板8的顶端沿左右方向开设有上下贯通的矩形槽9，矩形槽9的内腔右侧中心位置安装有步进电机10，步进电机10的输出端通过联轴器锁紧有丝杠螺杆11，丝杠螺杆11的外壁左右两侧螺接有丝杠螺母12，丝杠螺母12与矩形槽9的内腔适配插接，使矩形槽9对丝杠螺母12进行限位，丝杠螺母12的底端设置有第一u形板13，所述壳体1的内腔底端左右两侧均设置有第二u形板14，第一u形板13的内侧通过销轴转动连接有第一连杆15的一端，第一连杆15的另一端与第二u形板14的内侧通过销轴转动连接，壳体1的内腔顶端中心位置开设有通孔19，通孔19的内腔设置有展示机构，展示机构底端与第二u形板14的相对应位置处均设置有第四u形板18，丝杠螺母12的顶端安装有第三u形板16，第三u形板16的内侧通过销轴转动连接有第二连杆17的一端，第二连杆17的另一端与第四u形板18的内侧通过销轴转动连接，步进电机10可带动丝杠螺杆11转动，丝杠螺母12在丝杠螺杆11外壁螺纹旋转力的作用下，促使左右两侧的丝杠螺母12带动相对应位置上的第一u形板13和第三u形板16均向内侧移动，第一连杆15的顶端向内侧移动进而使第一连杆15顶端与丝杠螺母12的角度变大，第一连杆15托起第一矩形板8向上移动，第二连杆17底端向内侧移动进而使第二连杆17与丝杠螺母12的角度变大，使第二连杆17托起第二矩形板5向上移动。

作为优选方案，更进一步的，展示机构包括减速电机4、第二矩形板5、圆形板20、盲孔21、模型板22和卡块23；

第二矩形板5的底端与第二u形板14的相对应位置处均设置有第四u形板18，第二矩形板5的顶端中心位置安装有减速电机4，减速电机4和步进电机10均与控制器3电性连接，减速电机4的输出端延伸进通孔19的内腔并螺钉连接有圆形板20，减速电机4带动圆形板20转动，促使圆形板20带动其顶端的模型板22转动，圆形板20的顶端依次开设有若干个盲孔21，圆形板20的顶端设置有模型板22，工作人员可根据机器人动态避障所需要的障碍物地形预先在圆形板20的顶端进行搭建，模型板22的底端设置有卡块23，且卡块23与盲孔21的内腔适配插接，以对模型板22进行固定。

作为优选方案，更进一步的，滑槽6的内腔为燕尾槽形，且滑块7与滑槽6的内腔适配插接，进而使滑块7对第一矩形板8进行限位。

作为优选方案，更进一步的，丝杠螺杆11外壁左右两侧螺纹为正反螺纹，使左右两侧的丝杠螺母12带动相对应位置上的第一u形板13和第三u形板16均向内侧移动。

作为优选方案，更进一步的，第一连杆15和第二连杆17与丝杠螺母12上下表面的夹角均为30度，使第一连杆15顶端和第二连杆17底端均与丝杠螺母12的角度发生改变，第一连杆15托起第一矩形板8和第二连杆17托起第二矩形板5均向上移动。

下列为本案的各电器件型号及作用：

控制器3：的型号为c8051f020，且控制器3连接有外接电源，外接电源为220v交流电；

减速电机4：型号为r107r77，且减速电机4连接有外接电源，外接电源为380v交流电，减速电机4由控制器3进行控制，可带动第二矩形板5转动；

步进电机10：型号为86byg25oa，且步进电机10连接有外接电源，外接电源为380v交流电，步进电机10由控制器3进行控制，可带动丝杠11转动；

其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。

在使用时，工作人员从矩形槽箱2内取出模型板22，并根据机器人动态避障所需要的障碍物地形进行搭建，并将卡块23与相对应位置上的盲孔21适配插接，进而对模型板22进行固定，在需要升高圆形板20时，工作人员使用控制器3控制步进电机10启动并带动丝杠螺杆11顺时针转动，由于丝杠螺杆11外壁左右两侧螺纹为正反螺接，丝杠螺母12在丝杠螺杆11外壁螺纹旋转力的作用下，在矩形槽9的限位作用下，促使左右两侧的丝杠螺母12带动相对应位置上的第一u形板13和第三u形板16均向内侧移动，由于第一连杆15上下两端分别和第一u形板13与第二u形板14通过销轴转动连接，促使第一连杆15的顶端向内侧移动进而使第一连杆15顶端与丝杠螺母12的角度变大，并在滑块7的限位作用下，第一连杆15托起第一矩形板8向上移动，由于第二连杆17上下两端分别和第四u形板18与第三u形板16通过销轴转动连接，促使第二连杆17底端向内侧移动进而使第二连杆17与丝杠螺母12的角度变大，使第二连杆17托起第二矩形板5向上移动，并在第二矩形板5和减速电机4的配合下带动圆形板20向上移动，在需要改变圆形板20的角度时，工作人员使用控制器3控制减速电机4启动，减速电机4带动圆形板20顺时针转动，促使圆形板20带动其顶端的模型板22顺时针转动，从而可在机器人动态避障的障碍物进行固定，防止机器人碰撞后障碍物发生移动，无需重新搭建障碍物，并且可在机器人操作演示时改变展示板的高度与角度，以便于从不同方向上进行观察，操作简单，实用性强。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶端”、“底端”、“一端”、“前侧”、“后侧”、“另一端”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；同时除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“轴接”、“插接”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。