本實(shí)用新型涉及一種玩具機(jī)器人,尤其涉及一種搭建式的避障智能機(jī)器人玩具。
背景技術(shù):
機(jī)器人的發(fā)明、研究及應(yīng)用實(shí)踐是以科學(xué)研究和社會(huì)生產(chǎn)為需求的,進(jìn)入到教育是其領(lǐng)域的擴(kuò)大與發(fā)展。由于它所涉及知識(shí)的廣泛性和涉及技術(shù)的綜合性,這都使得機(jī)器人對(duì)教育而言具有更多的價(jià)值。
機(jī)器人教育是通過(guò)組裝、搭建、運(yùn)行機(jī)器人玩具來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。機(jī)器人教育讓學(xué)生了解機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀,理解機(jī)器人的概念和工作方式,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)的有關(guān)知識(shí)打下基礎(chǔ);讓學(xué)生了解機(jī)器人各個(gè)傳感器的功能,學(xué)習(xí)編寫(xiě)簡(jiǎn)單的機(jī)器人控制程序,提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;通過(guò)機(jī)器人玩具競(jìng)賽和完成各項(xiàng)任務(wù),使學(xué)生在搭建機(jī)器人和編制程序的過(guò)程中培養(yǎng)動(dòng)手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。
目前,在科教機(jī)器人中,大多數(shù)機(jī)器人融合了機(jī)械原理、電子傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件及人工智能等眾多先進(jìn)技術(shù),而在面向低學(xué)齡學(xué)生的科教機(jī)器人則需要將這些先進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)單化,既能讓學(xué)生接觸到相關(guān)技術(shù),又要帶有一定的趣味性,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是提供一種搭建式的避障智能機(jī)器人玩具,這種搭建式的避障智能機(jī)器人玩具融合了電子傳感器技術(shù),能夠在遇到障礙物的時(shí)候進(jìn)行繞行避讓?zhuān)哂休^強(qiáng)的趣味性,能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)于機(jī)器人的學(xué)習(xí)興趣。采用的技術(shù)方案如下:
一種搭建式的避障智能機(jī)器人玩具,包括玩具主體、玩偶和控制裝置,玩偶設(shè)置在玩具主體上,控制裝置安裝在玩具主體內(nèi)部,玩具主體的左側(cè)、右側(cè)分別設(shè)有前車(chē)輪和后車(chē)輪,其特征在于:還包括左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器、左驅(qū)動(dòng)裝置和右驅(qū)動(dòng)裝置;左紅外障礙物探測(cè)器設(shè)置在所述玩具主體的前端左側(cè),右紅外障礙物探測(cè)器設(shè)置在玩具主體的前端右側(cè),左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器的信號(hào)輸出端分別與所述控制裝置的信號(hào)輸入端電連接;左驅(qū)動(dòng)裝置、右驅(qū)動(dòng)裝置均安裝在玩具主體底部,左驅(qū)動(dòng)裝置、右驅(qū)動(dòng)裝置的信號(hào)輸入端分別與所述控制裝置的信號(hào)輸出端電連接;左側(cè)前車(chē)輪、后車(chē)輪中的至少一個(gè)與左驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出端傳動(dòng)連接,右側(cè)前車(chē)輪、后車(chē)輪中的至少一個(gè)與右驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出端傳動(dòng)連接。
運(yùn)作原理:控制裝置輸出信號(hào)給左驅(qū)動(dòng)裝置、右驅(qū)動(dòng)裝置,驅(qū)動(dòng)兩個(gè)前車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)使機(jī)器人玩具前進(jìn),當(dāng)左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器的信號(hào)發(fā)射端發(fā)射信號(hào)碰到障礙物時(shí),左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器的信號(hào)接收端將得到的障礙物信息反饋給控制裝置,控制裝置根據(jù)得到的反饋信號(hào)控制左右兩側(cè)的前車(chē)輪、后車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)左紅外障礙物探測(cè)器探測(cè)到障礙物時(shí),控制左側(cè)的前車(chē)輪、后車(chē)輪的轉(zhuǎn)速大于右側(cè)前車(chē)輪、后車(chē)輪的轉(zhuǎn)速,從而機(jī)器人玩具向右轉(zhuǎn)彎繞開(kāi)障礙物,同理,當(dāng)右紅外障礙物探測(cè)器探測(cè)到障礙物時(shí),控制右側(cè)的前車(chē)輪、后車(chē)輪的轉(zhuǎn)速大于左側(cè)前車(chē)輪、后車(chē)輪的轉(zhuǎn)速,從而機(jī)器人玩具向左轉(zhuǎn)彎繞開(kāi)障礙物。
本搭建式的避障智能機(jī)器人玩具融合了電子傳感器技術(shù),能夠在遇到障礙物的時(shí)候根據(jù)左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器反饋的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行相應(yīng)的車(chē)輪變速,轉(zhuǎn)彎避讓障礙物,讓學(xué)生接觸到基本的電子傳感器技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用,具有一定的趣味性,能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)于機(jī)器人的學(xué)習(xí)興趣。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述玩具主體的前端左側(cè)、右側(cè)各設(shè)有轉(zhuǎn)軸,所述左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)的安裝在玩具主體上。左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì),可以隨時(shí)調(diào)整左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器的探測(cè)角度。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器均設(shè)有可調(diào)電位器。左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器上設(shè)置可調(diào)電位器,可以調(diào)整左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器的探測(cè)距離。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述左驅(qū)動(dòng)裝置、右驅(qū)動(dòng)裝置均包括馬達(dá)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶;馬達(dá)、主動(dòng)輪和從動(dòng)輪均安裝在所述玩具主體上,主動(dòng)輪與馬達(dá)的輸出軸傳動(dòng)連接,主動(dòng)輪和從動(dòng)輪均處于傳動(dòng)帶內(nèi)側(cè)并張緊傳動(dòng)帶;主動(dòng)輪與對(duì)應(yīng)的所述前車(chē)輪傳動(dòng)連接,從動(dòng)輪與對(duì)應(yīng)的所述后車(chē)輪傳動(dòng)連接。采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)并與傳動(dòng)帶配合,通過(guò)前輪來(lái)帶動(dòng)后輪,優(yōu)化車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)方式。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述玩具主體、左紅外障礙物探測(cè)器的外殼、右紅外障礙物探測(cè)器的外殼均由積木構(gòu)件拼接而成;積木構(gòu)件的上表面均勻設(shè)有圓形凸塊,積木構(gòu)件的底面均勻設(shè)有可與圓形凸塊相互插接配合的凹孔。所有部件采用積木結(jié)構(gòu),使機(jī)器人的組裝更加靈活,組裝方式多樣化,能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的優(yōu)選方案,所述積木構(gòu)件上表面開(kāi)有通孔,所述控制裝置的控制按鍵通過(guò)通孔露出積木構(gòu)件的表面;所述左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器的外殼側(cè)壁開(kāi)設(shè)有通孔,所述左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端均通過(guò)通孔露出至積木構(gòu)件的表面;所述玩具主體、左紅外障礙物探測(cè)器的外殼、右紅外障礙物探測(cè)器的外殼的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有連接孔,所述控制裝置的信號(hào)輸出端和信號(hào)輸入端通過(guò)連接孔露出至積木構(gòu)件表面,所述左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器的信號(hào)輸出端通過(guò)連接孔露出至積木構(gòu)件表面。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):
本實(shí)用新型搭建式的避障智能機(jī)器人玩具融合了電子傳感器技術(shù),能夠在遇到障礙物的時(shí)候根據(jù)左紅外障礙物探測(cè)器、右紅外障礙物探測(cè)器反饋的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行相應(yīng)的車(chē)輪變速,轉(zhuǎn)彎避讓障礙物,讓學(xué)生接觸到基本的電子傳感器技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用,具有一定的趣味性,能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)于機(jī)器人的學(xué)習(xí)興趣;而且所有部件采用積木結(jié)構(gòu),使機(jī)器人的組裝更加靈活,組裝方式多樣化,能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1所示,一種搭建式的避障智能機(jī)器人玩具,包括玩具主體1、玩偶2、控制裝置(圖中未標(biāo)示)、左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4、左驅(qū)動(dòng)裝置(圖中未標(biāo)示)、右驅(qū)動(dòng)裝置5;玩具主體1、左紅外障礙物探測(cè)器3的外殼、右紅外障礙物探測(cè)器4的外殼均由積木構(gòu)件拼接而成,積木構(gòu)件的上表面均勻設(shè)有圓形凸塊701,積木構(gòu)件的底面均勻設(shè)有可與圓形凸塊701相互插接配合的凹孔(圖中未標(biāo)示);玩具主題1積木構(gòu)件上表面開(kāi)有通孔(圖中未標(biāo)示),控制裝置的控制按鍵通過(guò)通孔露出積木構(gòu)件的表面;左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4的外殼側(cè)壁開(kāi)設(shè)有通孔702,左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4的信號(hào)發(fā)射端和信號(hào)接收端均通過(guò)通孔702露出至積木構(gòu)件的表面;玩具主體1、左紅外障礙物探測(cè)器3的外殼、右紅外障礙物探測(cè)器4的外殼的側(cè)壁開(kāi)設(shè)有連接孔703,控制裝置的信號(hào)輸出端和信號(hào)輸入端通過(guò)連接孔703露出至積木構(gòu)件表面,左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4的信號(hào)輸出端通過(guò)連接孔703露出至積木構(gòu)件表面;玩偶2設(shè)置在玩具主體1上,控制裝置安裝在玩具主體1內(nèi)部;玩具主體1的左側(cè)、右側(cè)分別設(shè)有前車(chē)輪101和后車(chē)輪102;左驅(qū)動(dòng)裝置、右驅(qū)動(dòng)裝置5均安裝在玩具主體1底部,左驅(qū)動(dòng)裝置、右驅(qū)動(dòng)裝置5的信號(hào)輸入端分別與控制裝置的信號(hào)輸出端電連接;左驅(qū)動(dòng)裝置、右驅(qū)動(dòng)裝置5均包括馬達(dá)(圖中未標(biāo)示)、主動(dòng)輪(圖中未標(biāo)示)、從動(dòng)輪(圖中未標(biāo)示)和傳動(dòng)帶501,馬達(dá)、主動(dòng)輪和從動(dòng)輪均安裝在玩具主體1上,主動(dòng)輪與馬達(dá)的輸出軸傳動(dòng)連接,主動(dòng)輪和從動(dòng)輪均處于傳動(dòng)帶501內(nèi)側(cè)并張緊傳動(dòng)帶501,主動(dòng)輪與對(duì)應(yīng)的前車(chē)輪101傳動(dòng)連接,從動(dòng)輪與對(duì)應(yīng)的后車(chē)輪102傳動(dòng)連接;玩具主體1的積木構(gòu)件的前端左側(cè)、右側(cè)各設(shè)有轉(zhuǎn)軸(圖中未標(biāo)示),左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)的安裝在玩具主體1上;左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4的信號(hào)輸出端分別與控制裝置的信號(hào)輸入端電連接;左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4均設(shè)有可調(diào)電位器8。
下面根據(jù)上述具體實(shí)施方式闡述本實(shí)用新型搭建式的避障智能機(jī)器人玩具的運(yùn)作原理:控制裝置輸出信號(hào)給左驅(qū)動(dòng)裝置、右驅(qū)動(dòng)裝置5,驅(qū)動(dòng)兩個(gè)前車(chē)輪101并帶動(dòng)相應(yīng)的兩個(gè)后車(chē)輪102轉(zhuǎn)動(dòng)使機(jī)器人玩具前進(jìn),當(dāng)左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4的信號(hào)發(fā)射端發(fā)射信號(hào)碰到障礙物時(shí),左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4的信號(hào)接收端將得到的障礙物信息反饋給控制裝置,控制裝置根據(jù)得到的反饋信號(hào)控制左右兩側(cè)的前車(chē)輪101、后車(chē)輪102以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)左紅外障礙物探測(cè)器3探測(cè)到障礙物時(shí),控制左側(cè)的前車(chē)輪101、后車(chē)輪102的轉(zhuǎn)速大于右側(cè)前車(chē)輪101、后車(chē)輪102的轉(zhuǎn)速,從而機(jī)器人玩具向右轉(zhuǎn)彎繞開(kāi)障礙物,同理,當(dāng)右紅外障礙物探測(cè)器4探測(cè)到障礙物時(shí),控制右側(cè)的前車(chē)輪101、后車(chē)輪102的轉(zhuǎn)速大于左側(cè)前車(chē)輪101、后車(chē)輪102的轉(zhuǎn)速,從而機(jī)器人玩具向左轉(zhuǎn)彎繞開(kāi)障礙物。
本實(shí)用新型搭建式的避障智能機(jī)器人玩具融合了電子傳感器技術(shù),能夠在遇到障礙物的時(shí)候根據(jù)左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4反饋的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行相應(yīng)的車(chē)輪變速,轉(zhuǎn)彎避讓障礙物,讓學(xué)生接觸到基本的電子傳感器技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用,具有一定的趣味性,能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)于機(jī)器人的學(xué)習(xí)興趣;而且所有部件采用積木結(jié)構(gòu),使機(jī)器人的組裝更加靈活,組裝方式多樣化,能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
另外,左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì),可以隨時(shí)調(diào)整左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4的探測(cè)角度;左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4上設(shè)置可調(diào)電位器8,可以調(diào)整左紅外障礙物探測(cè)器3、右紅外障礙物探測(cè)器4的探測(cè)距離。
此外,需要說(shuō)明的是,本說(shuō)明書(shū)中所描述的具體實(shí)施例,其各部分名稱(chēng)等可以不同,凡依本實(shí)用新型專(zhuān)利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化,均包括于本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代,只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍,均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。