本發(fā)明涉及機(jī)器人制造領(lǐng)域，具體涉及一種組裝式機(jī)器人快接方法。

背景技術(shù)：

組裝式機(jī)器人主要應(yīng)用在兒童教育中，目的是通過(guò)簡(jiǎn)單的組裝方式，培養(yǎng)兒童對(duì)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。在行業(yè)內(nèi)，較為成功的就是樂(lè)高機(jī)器人。

樂(lè)高機(jī)器人就像傳統(tǒng)的樂(lè)高積木一樣，使用者可以自由發(fā)揮創(chuàng)意，拼湊各種模型，而且可以讓它真的動(dòng)起來(lái)。樂(lè)高機(jī)器人包括一個(gè)控制核心（也稱為nxt）、輸出設(shè)備以及傳感器，輸出設(shè)備的一端與控制核心可拆卸連接，輸出設(shè)備的另一端設(shè)有馬達(dá)，傳感器與控制核心可拆卸連接。在該方案中，輸出設(shè)備與控制核心上分別設(shè)有類似樂(lè)高積木的圓柱狀凸粒和可嵌入凸粒的凹槽，通過(guò)凸粒和凹槽來(lái)的快速固定來(lái)達(dá)到快接效果的?？刂坪诵倪€上設(shè)有用于連接電腦usb端口，并且內(nèi)部設(shè)有蓄電池，輸出設(shè)備和傳感器均依靠蓄電池供電。蓄電池的充電既可以依靠usb端口充電，也可以直接更換新的干電池。

在實(shí)際使用的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)，樂(lè)高機(jī)器人的構(gòu)件是通過(guò)凸粒和凹槽（之間的摩擦力）來(lái)的快速固定來(lái)達(dá)到快接效果的，這種利用摩擦力的方法，在機(jī)器人運(yùn)行時(shí)，會(huì)由于電機(jī)震動(dòng)，出現(xiàn)控制核心與輸出設(shè)備脫落的情況。二是兩個(gè)零件（如輸出設(shè)備和控制核心，即控制核心和輸出設(shè)備）之間不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這就限制了一些使用場(chǎng)合或者限制了機(jī)器人的靈活性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明現(xiàn)有的連接方法存在控制核心和輸出設(shè)備之間易受震動(dòng)影響而脫落、控制核心和輸出設(shè)備不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種組裝式機(jī)器人快接方法。

本發(fā)明提供的基礎(chǔ)方案為：組裝式機(jī)器人快接方法，包括如下步驟：

控制核心安裝步驟，選取設(shè)有凹槽的控制核心，再選取四個(gè)直徑互不相同的金屬貼片，將金屬貼片呈同心圓狀固定在控制核心的凹槽處，將兩個(gè)金屬貼片與控制核心內(nèi)的供電線路相連，再將余下兩個(gè)金屬貼片與控制核心內(nèi)的數(shù)據(jù)線路相連，在凹槽底部設(shè)置電磁線圈，在電磁線圈與金屬貼片之間設(shè)置導(dǎo)線，讓與控制核心內(nèi)的供電線路相連的金屬貼片為電磁線圈供電；

輸出設(shè)備安裝步驟，選取設(shè)有凸粒的輸出設(shè)備，凸?？汕度氚疾蹆?nèi)，在凸粒的周圍設(shè)置若干轉(zhuǎn)動(dòng)體，在輸出設(shè)備與控制核心貼合時(shí)保證每個(gè)金屬貼片上有至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體，轉(zhuǎn)動(dòng)體分別與輸出設(shè)備內(nèi)的供電線路或數(shù)據(jù)線路相連，在凸粒頂端設(shè)置能夠被通電之后的電磁線圈吸附的固定體，讓固定體與凸粒轉(zhuǎn)動(dòng)連接，將凸粒中部挖空形成空腔，將能夠驅(qū)動(dòng)固定體轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部嵌入空腔內(nèi)；

嵌入步驟，將凸粒嵌入凹槽中；

結(jié)合步驟，接通控制核心內(nèi)的電源，與控制核心內(nèi)的供電線路相連的金屬貼片為電磁線圈供電。

本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點(diǎn)在于：在本發(fā)明中，通過(guò)控制核心安裝步驟和輸出設(shè)備安裝步驟，讓金屬貼片是呈同心圓狀固定在控制核心上的凹槽處的，這樣金屬貼片之間是不會(huì)相互影響的，即供電貼片和數(shù)據(jù)貼片互不影響。舉個(gè)例子，現(xiàn)有的有限數(shù)據(jù)傳輸大多是usb接口，將供電貼片和數(shù)據(jù)貼片理解為usb接口中的引腳，供電貼片中的兩個(gè)金屬貼片為正負(fù)極，數(shù)據(jù)貼片中的兩個(gè)金屬貼片為usb接口中的數(shù)據(jù)線。即設(shè)置供電貼片和數(shù)據(jù)貼片是為了實(shí)現(xiàn)控制核心和輸出設(shè)備之間供電線路、數(shù)據(jù)線路聯(lián)通的目的。

轉(zhuǎn)動(dòng)體在控制核心和輸出設(shè)備結(jié)合時(shí)，四個(gè)金屬貼片均至少與一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體對(duì)應(yīng)接觸，這樣就達(dá)到保證控制核心和輸出設(shè)備之間的電路的聯(lián)通。

在輸出設(shè)備上的圓柱狀凸粒插入控制核心的凹槽上時(shí)，每個(gè)金屬貼片至少與一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體對(duì)應(yīng)，這樣在控制核心和輸出設(shè)備結(jié)合在一起時(shí)，控制核心和輸出設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)供電線路、數(shù)據(jù)線路的接通。電磁線圈與環(huán)貼部中的供電貼片之間設(shè)有導(dǎo)線，這樣電磁線圈即可依靠環(huán)狀貼片供電。

我們也嘗試過(guò)在控制核心和輸出設(shè)備之間設(shè)置兩塊互吸的永磁鐵，但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)弊端，第一如果永磁鐵之間的吸引力過(guò)大，則在拆卸的時(shí)候極不方便，一般來(lái)說(shuō)分體機(jī)器人（樂(lè)高機(jī)器人）都是針對(duì)兒童的，兒童在拆卸時(shí)，雖然能夠?qū)蓚€(gè)零件分開(kāi)，但是也常常將控制核心或者輸出設(shè)備磕碰到，這樣就極易造成損壞；第二如果永磁鐵之間的吸引力過(guò)小，則在組裝后還是會(huì)因?yàn)檎饎?dòng)導(dǎo)致零件之間連接不牢固。因此本發(fā)明中電磁線圈在控制核心和輸出設(shè)備結(jié)合在一起并且在供電線圈通電（即分體機(jī)器人開(kāi)始啟動(dòng)）后，控制核心和輸出設(shè)備才會(huì)緊密的結(jié)合在一起。當(dāng)需要拆分時(shí)，斷開(kāi)電源即可。并且采用電磁鐵的設(shè)計(jì)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是在對(duì)分體機(jī)器人進(jìn)行拆分時(shí)一定要斷開(kāi)電源，電磁線圈才會(huì)失去磁性。這樣就要求了兒童不會(huì)在分體機(jī)器人運(yùn)行（開(kāi)機(jī)）時(shí)，就去拆分，這樣就避免了開(kāi)機(jī)拆分過(guò)程中一些電流的異常擾動(dòng)導(dǎo)致的分體機(jī)器人內(nèi)部的元件損壞的情況。

驅(qū)動(dòng)部主要是為了實(shí)現(xiàn)控制核心和輸出設(shè)備之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，由于驅(qū)動(dòng)部可帶動(dòng)固定體轉(zhuǎn)動(dòng)，由于電磁線圈和固定體在通電情況下，電磁線圈和固定體會(huì)吸附在一起，當(dāng)固定在驅(qū)動(dòng)部的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)部嵌入固定在輸出設(shè)備內(nèi)，且電磁線圈固定在凹槽內(nèi)，因此在驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)下，控制核心和輸出設(shè)備之間可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明組裝式機(jī)器人快接方法，通過(guò)電磁線圈、供電貼片、數(shù)據(jù)貼片以及驅(qū)動(dòng)部實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)零件之間相互結(jié)合，供電線路和數(shù)據(jù)線路聯(lián)通，兩個(gè)零件之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的效果。并且本發(fā)明讓控制核心和輸出設(shè)備的連接更加方便，在凸粒插入凹槽內(nèi)后，控制核心通電即可實(shí)現(xiàn)讓控制核心和輸出設(shè)備之間穩(wěn)固的連接，斷電后又可輕松取下。由于采用了電磁線圈和固定體的配合，使得結(jié)合強(qiáng)度上升，避免了因電機(jī)運(yùn)行時(shí)的震動(dòng)影響導(dǎo)致的脫落的問(wèn)題。即在電機(jī)震動(dòng)時(shí)，凸粒和凹槽之間會(huì)緩慢的脫落，但是由于本發(fā)明是通過(guò)磁性固定，在震動(dòng)的力小于電磁線圈和固定體之間吸引力的情況下，都不會(huì)脫落。

進(jìn)一步，在控制核心安裝步驟中，讓電磁線圈與供電貼片之間并聯(lián)。通過(guò)并聯(lián)的方式，避免了電磁線圈串聯(lián)分壓的問(wèn)題，通過(guò)并聯(lián)的方式保證了電磁線圈通電后的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

進(jìn)一步，在輸出設(shè)備安裝步驟中，轉(zhuǎn)動(dòng)體與輸出設(shè)備之間設(shè)有緩沖彈簧。緩沖彈簧能夠讓轉(zhuǎn)動(dòng)體與金屬貼片之間有一定的緩沖，防止因突然的震動(dòng)，導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動(dòng)體與金屬貼片的分離。

進(jìn)一步，在輸出設(shè)備安裝步驟中，轉(zhuǎn)動(dòng)體均為球體，轉(zhuǎn)動(dòng)體分別嵌入輸出設(shè)備內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)體可在輸出設(shè)備內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣的設(shè)計(jì)是為了讓控制核心和輸出設(shè)備在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，減小轉(zhuǎn)動(dòng)體與金屬貼片的摩擦。

進(jìn)一步，在控制核心安裝步驟中，金屬貼片嵌在控制核心的表面上，控制核心的表面設(shè)有供轉(zhuǎn)動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道。這樣的設(shè)計(jì)可以減小控制核心和輸出設(shè)備之間的間隙。

進(jìn)一步，在輸出設(shè)備安裝步驟中，固定體的材質(zhì)可為鐵、鈷、鎳或磁鐵。這是公開(kāi)固體的具體材料，方便制作，材料價(jià)格低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明分體機(jī)器人活動(dòng)部位連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例中腹部的俯視圖；

圖2是圖1的正剖圖；

圖3是本發(fā)明分體機(jī)器人活動(dòng)部位連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例中頭部的正視圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

說(shuō)明書附圖中的附圖標(biāo)記包括：控制核心1、輸出設(shè)備2、凸粒3、凹槽4、金屬貼片5、轉(zhuǎn)動(dòng)體6、電磁線圈7、固定體8。

實(shí)施例：組裝式機(jī)器人快接方法，包括如下步驟：

控制核心安裝步驟，選取設(shè)有凹槽的控制核心1，在本實(shí)施例中選用的是2014年樂(lè)高公司的45544型號(hào)的機(jī)器人進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，該型號(hào)的機(jī)器人包括了帶凹槽的控制核心以及帶凸粒的輸出設(shè)備，再選取四個(gè)直徑互不相同的金屬貼片，將金屬貼片呈同心圓狀固定在控制核心的凹槽處，將兩個(gè)金屬貼片與控制核心內(nèi)的供電線路相連，再將余下兩個(gè)金屬貼片與控制核心內(nèi)的數(shù)據(jù)線路相連，在凹槽底部設(shè)置電磁線圈，在電磁線圈與金屬貼片之間設(shè)置導(dǎo)線，讓與控制核心內(nèi)的供電線路相連的金屬貼片為電磁線圈供電機(jī)器人的腹部（控制核心）內(nèi)設(shè)有控制模塊和電源模塊，因此我們可以用導(dǎo)線讓電源模塊為供電貼片供電，腹部?jī)?nèi)的供電線路的接口也是兩根，熟悉機(jī)器人的人都清楚，在機(jī)器人依靠蓄電池供電的情況下，接口僅正負(fù)極就夠了，只不過(guò)結(jié)構(gòu)的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。在本實(shí)施例中可以通過(guò)信號(hào)線讓控制模塊與數(shù)據(jù)貼片接通。金屬貼片可以選用薄的圓環(huán)狀的銅片。金屬貼片嵌是在腹部上的。

輸出設(shè)備安裝步驟，選取輸出設(shè)備，凸?？汕度氚疾蹆?nèi)，在凸粒的周圍設(shè)置若干轉(zhuǎn)動(dòng)體，在輸出設(shè)備與控制核心貼合時(shí)保證每個(gè)金屬貼片上有至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體，轉(zhuǎn)動(dòng)體分別與輸出設(shè)備內(nèi)的供電線路或數(shù)據(jù)線路相連，在凸粒頂端設(shè)置能夠被通電之后的電磁線圈吸附的固定體，讓固定體與凸粒轉(zhuǎn)動(dòng)連接，將凸粒中部挖空形成空腔，將能夠驅(qū)動(dòng)固定體轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部嵌入空腔內(nèi)。固定體的材質(zhì)在本實(shí)施例中選用的磁鐵。驅(qū)動(dòng)部就是指小型電機(jī)，或者微型電機(jī)，具體在本實(shí)施例中，選用的是信力品牌的，ff030有刷直流電動(dòng)機(jī)。

嵌入步驟，將凸粒嵌入凹槽中；

結(jié)合步驟，接通控制核心內(nèi)的電源，與控制核心內(nèi)的供電線路相連的金屬貼片為電磁線圈供電。

具體使用時(shí)：可以通過(guò)斷電時(shí)輕松的組裝或者拆卸下來(lái)，然后在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)電磁線圈緊密的吸附固定體，這樣就保證了在運(yùn)行過(guò)程中控制核心與輸出設(shè)備不會(huì)脫落。

為實(shí)現(xiàn)上述方法，我們還提供了一種組裝式機(jī)器人活動(dòng)部位連接結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)零件a和零件b轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在本實(shí)施例中零件a就是機(jī)器人的控制核心1（如圖1、圖2所示），或者稱為腹部；零件b就是機(jī)器人的輸出設(shè)備2（如圖3所示），在本實(shí)施例中特指頭部，頭部上設(shè)有圓柱狀凸粒3，腹部上設(shè)有可嵌入凸粒3的凹槽4包括：

環(huán)貼部，環(huán)貼部包括與腹部?jī)?nèi)的供電線路相連的供電貼片和與腹部?jī)?nèi)的數(shù)據(jù)線路相連的數(shù)據(jù)貼片，供電貼片與數(shù)據(jù)貼片均包括兩個(gè)環(huán)狀的金屬貼片5，四個(gè)金屬貼片5的直徑互不相同，四個(gè)金屬貼片5呈同心圓狀固定在腹部上的凹槽4處。機(jī)器人的腹部（控制核心1）內(nèi)設(shè)有控制模塊和電源模塊，因此我們可以用導(dǎo)線讓電源模塊為供電貼片供電，腹部?jī)?nèi)的供電線路的接口也是兩根，熟悉機(jī)器人的人都清楚，在機(jī)器人依靠蓄電池供電的情況下，接口僅正負(fù)極就夠了，只不過(guò)結(jié)構(gòu)的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。在本實(shí)施例中可以通過(guò)信號(hào)線讓控制模塊與數(shù)據(jù)貼片接通。金屬貼片5可以選用薄的圓環(huán)狀的銅片。金屬貼片5嵌是在腹部上的。

在本實(shí)施例中選用的2014年樂(lè)高公司的45544型號(hào)的機(jī)器人進(jìn)行部分優(yōu)化改進(jìn)，這樣有實(shí)物參照的方式更能夠說(shuō)明。45544型號(hào)自帶鋰電池。

與頭部?jī)?nèi)的供電線路或數(shù)據(jù)線路分別連接的轉(zhuǎn)動(dòng)體6，轉(zhuǎn)動(dòng)體6固定在頭部上的圓柱狀凸粒3周圍，在頭部上的圓柱狀凸粒3插入腹部的凹槽4上時(shí)，四個(gè)金屬貼片5均至少與一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體6對(duì)應(yīng)接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)體6均具有導(dǎo)電性。在本實(shí)施例中，頭部?jī)?nèi)肯定也是要有供電線路和數(shù)據(jù)線路的，雖然頭部作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)（或者說(shuō)輸出設(shè)備2）。比如說(shuō)頭部?jī)?nèi)的攝像頭，他是既需要供電線路也需要數(shù)據(jù)線路的。轉(zhuǎn)動(dòng)體6在本實(shí)施例中選用的是銅珠，不選用鋼珠的目的是銅的電阻率低于鐵，這樣可以避免發(fā)熱和電能損耗，在轉(zhuǎn)動(dòng)體6與頭部之間設(shè)置有緩沖彈簧。

結(jié)合部，結(jié)合部包括固定體8和通電后可與固定體8吸附的電磁線圈7，電磁線圈7固定在凹槽4內(nèi)，固定體8轉(zhuǎn)動(dòng)連接在凸粒3上。固定體8的材質(zhì)在本實(shí)施例中選用的磁鐵。

驅(qū)動(dòng)部，驅(qū)動(dòng)部用于帶動(dòng)固定體8轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)部嵌入固定在零件b內(nèi)。驅(qū)動(dòng)部就是指小型電機(jī)，或者微型電機(jī)，具體在本實(shí)施例中，選用的是信力品牌的，ff030有刷直流電動(dòng)機(jī)。

其中，電磁線圈7與供電貼片之間設(shè)有導(dǎo)線，電磁線圈7通過(guò)環(huán)貼部供電，電磁線圈7與供電貼片之間并聯(lián)。

具體使用時(shí)：在控制核心1中，需要加入的驅(qū)動(dòng)部的控制部分，實(shí)際上可以對(duì)直接對(duì)機(jī)器人的控制核心1就行一定的修改，加入一定的控制信號(hào)即可?？刂坪诵?（或者說(shuō)腹部）通電以后，電磁線圈7會(huì)產(chǎn)生磁力，磁力與固定體8向吸，這樣就達(dá)到了讓腹部與頭部固定的效果。這種固定的效果，與原有的通過(guò)摩擦力固定的方式相比，原有的方式在長(zhǎng)期的震動(dòng)過(guò)程中，頭部和腹部很容易就松開(kāi)了。但是本實(shí)施例中提供的方式就完全避免了這種情況。

在需要控制頭部和腹部進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，讓驅(qū)動(dòng)部（ffo3o有刷直流電動(dòng)機(jī)）帶動(dòng)固定體8轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)頭部和腹部的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過(guò)多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說(shuō)明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。