一種新型diy創(chuàng)新制作平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型DIY創(chuàng)新制作平臺。該平臺主要包括自鎖刀架機(jī)構(gòu)、KT板后處理機(jī)構(gòu).自鎖刀架機(jī)構(gòu)包括靜摩擦力自鎖齒輪、單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)和刀架，KT板后處理機(jī)構(gòu)包含膠水工具盒、切槽工具盒、碳桿存放盒，通過旋轉(zhuǎn)支架呈圓周分布，可實(shí)現(xiàn)切割后的kt板后處理。旋轉(zhuǎn)支架可在箱體內(nèi)部自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)粘膠、切槽、插桿交替工作。在箱體上表面，通過活動支架搭出刀具的工作架，靜摩擦力自鎖齒輪與工作架上的齒條相嚙合，刀架1與上位機(jī)支架鉸接，上位機(jī)支架上固接上位機(jī)，刀架1與刀架2、刀架2與刀架3通過靜摩擦力自鎖齒輪相鉸接，單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)位于刀架3的滑槽內(nèi)。通過自鎖刀架機(jī)構(gòu)和可單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各種圖案的加工。
【專利說明】一種新型DIY創(chuàng)新制作平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種DIY加工平臺，尤其是涉及一種實(shí)現(xiàn)單自由度數(shù)控切割任意圖案，完成DIY創(chuàng)作的平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]制作模型可以很好的訓(xùn)練制作者的空間想象力，解決純手工工藝難度大，周期長等缺點(diǎn)，現(xiàn)有快速成型技術(shù)或者數(shù)控加工技術(shù)以電腦完全代替人工，不能有效提高制作者的動手能力和空間想象力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的課堂角色定位不佳，互動效果差、實(shí)用性差等問題、提供一種師生使用方便、互動效果好、功能完善的新型助教機(jī)器人。
[0004]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述的技術(shù)方案得以解決的:一種能夠?qū)崿F(xiàn)合理定位師生角色、情感表達(dá)豐富、互動效果好、實(shí)用性強(qiáng)的新型助教機(jī)器人:其特征在于該機(jī)器人包含有復(fù)合鉸鏈機(jī)構(gòu)、手臂聯(lián)動機(jī)構(gòu)、演示臺升降機(jī)構(gòu)、桌面伸縮機(jī)構(gòu)、履帶行走機(jī)構(gòu)和多媒體設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)多功能、效果佳的輔助教學(xué)。演示臺升降機(jī)構(gòu)通過剪式升降機(jī)構(gòu)與滑槽相連接，滑槽固接在履帶行走機(jī)構(gòu)上的底板上，支撐桿下端同時(shí)鉸接在底板上，支撐桿上端與連接顯示屏桿、連接頭部桿、連接桌面桿通過復(fù)合鉸鏈連接，手臂與位于連接頭部桿上的手臂鉸鏈相連，同時(shí)手臂鉸鏈左右兩端分別通過桿件1、2與限位桿1、2相接觸，限位桿
1、2與桿件3、4分別鉸接在桿件3、4上,桿件3、4末端分別與桿件5、6鉸接,桿件5與換向盤上底盤鉸接、桿件6與換向盤下底盤鉸接，換向盤通過控制換向盤上底盤與桿件5的鉸鏈和換向盤下底盤與桿件6的鉸鏈所夾的圓心角來實(shí)現(xiàn)手臂的左右擺動，手臂鉸鏈通過桿件
7、8分別與限位桿3的左右兩端相接觸，通過控制限位桿3的轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)手臂的上下擺動。連接顯示屏桿末端與顯示屏鉸接，連接頭部桿末端與頭部相連，連接桌面桿與可伸縮桌面背面的圓盤鉸接，通過搖桿(56)的轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)桌面的伸縮。
[0005]上述方案中，復(fù)合鉸鏈機(jī)構(gòu)主要由復(fù)合鉸鏈包含轉(zhuǎn)軸、內(nèi)齒輪、外齒輪、彈簧以及軸套，內(nèi)齒輪安裝于鉸鏈內(nèi)，外齒輪與內(nèi)齒輪嚙合，通過彈簧絲桿機(jī)構(gòu)有效的將動力輸出到鉸鏈上，從而保證機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)連接桌面桿、連接顯示屏桿，連接頭部桿不同姿態(tài)的變換。動力齒輪8通過齒輪5帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；齒輪6 —側(cè)開有鍵槽，可以與轉(zhuǎn)軸上的鍵嚙合；彈簧與軸套相連，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一定的角度，與之相連的彈簧則發(fā)生扭轉(zhuǎn)，側(cè)向伸長一定的距離，使軸上的鍵通過旋轉(zhuǎn)移入鍵槽中，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸帶動齒輪6轉(zhuǎn)動，從而帶動與之嚙合的內(nèi)齒輪2轉(zhuǎn)動，使連接頭部桿能夠旋轉(zhuǎn)到各個方位；連接桌面桿、連接顯示屏桿的轉(zhuǎn)動原理與連接頭部桿相同，只需通過計(jì)算，使各個彈簧伸縮量不同即可。
[0006]上述方案中，手臂聯(lián)動機(jī)構(gòu)主要由換向盤、桿件、限位桿、手臂鉸鏈等組成。換向盤轉(zhuǎn)動，帶動桿件5、6，從而引起桿件3、4擺動，帶動限位桿1，2運(yùn)動，從而使得桿件1、2運(yùn)動，帶動手臂鉸鏈轉(zhuǎn)動，引起手臂的左右擺動，通過控制換向盤上底盤與桿件5的鉸鏈和換向盤下底盤與桿件6的鉸鏈所夾的圓心角來實(shí)現(xiàn)手臂的左右同步或異步擺動；所成的圓心角為180°時(shí)，手臂實(shí)現(xiàn)異步擺動，所成的圓心角為0°時(shí)，手臂實(shí)現(xiàn)同步擺動。
[0007]上述方案中，演示臺升降機(jī)構(gòu)主要由演示臺、并聯(lián)升降機(jī)構(gòu)、限位桿、演示臺轉(zhuǎn)盤、剪式升降機(jī)構(gòu)組成，上轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動推動并聯(lián)升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)演示臺升降，兩側(cè)的限位拉桿可以限制演示臺轉(zhuǎn)動，使其只做上升下降的運(yùn)動，演示臺下轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動可使支撐整個演示臺上部的剪式升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動，使演示空間更大化。
[0008]上述方案中，桌面伸縮機(jī)構(gòu)主要由搖桿、桌面支撐桿、卡塊、桌面等組成，當(dāng)搖桿轉(zhuǎn)動時(shí)，桌面支撐桿在搖桿的推動下就相向滑出展開，展開后由卡塊來調(diào)整桌面支撐桿的上下位置，從而使桌面在同一個水平面內(nèi)。
[0009]本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的助教機(jī)器人，提出了一種功能完善、實(shí)用性強(qiáng)的新型助教機(jī)器人，包含有該機(jī)器人包括復(fù)合鉸鏈機(jī)構(gòu)、手臂聯(lián)動機(jī)構(gòu)、演示臺升降機(jī)構(gòu)、桌面伸縮機(jī)構(gòu)、履帶行走機(jī)構(gòu)和多媒體設(shè)備，有效解決了傳統(tǒng)助教機(jī)器人存在的問題，具有良好的推廣價(jià)值和教育意義。
[0010]與現(xiàn)有設(shè)備相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
(I)機(jī)構(gòu)巧妙，聯(lián)動適宜，控制簡單，可實(shí)現(xiàn)性較強(qiáng)。
[0011](2)該助教機(jī)器人集傳授知識，部件變換為課堂上的常用機(jī)械于一體，擴(kuò)大了助教的服務(wù)范圍。
[0012](3)機(jī)械式的表情及肢體動作豐富，互動效果顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的整體示意圖；
圖2為本發(fā)明的靜摩擦力自鎖齒輪示意圖；
圖3為本發(fā)明的靜摩擦力自鎖齒輪剖示意視圖；
圖4為本發(fā)明的靜摩擦力自鎖齒輪爆炸示意圖；
圖5為本發(fā)明的單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的銑刀示意圖；
圖7為本發(fā)明的KT板后處理機(jī)構(gòu)不意圖；
圖中:1_上位機(jī)，2-刀架2，3_單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)，4-刀架3，5-KT板后處理機(jī)構(gòu)，6-機(jī)箱，7-活動支架，8-刀架1，9_靜摩擦力自鎖齒輪，10-上位機(jī)支架，11-推力彈簧1，12-鉸鏈齒輪，13-推力彈簧2，14-摩擦盤，15-約束盤，16-棘輪1，17-棘輪2，18-推力彈簧3，19-推力彈簧4，20-外殼，21-刀具座，22-進(jìn)給電機(jī)，23-銑刀電機(jī)，24-鋼絲繩，25-刀架3，26-編碼器，27-銑刀夾具，28-銑刀，29-膠水工具盒，30-膠水管，31-碳桿存放盒，32-碳桿釋放孔，33-旋轉(zhuǎn)支架，34-切槽工具盒，35-刀座電機(jī)，36-切槽刀。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當(dāng)已知功能和設(shè)計(jì)的詳細(xì)描述也許會淡化本發(fā)明的主要內(nèi)容時(shí)，這些描述在這里將被忽略。
[0015]本發(fā)明的工作過程如下: 靜摩擦力自鎖齒輪中的鉸鏈齒輪(12)不轉(zhuǎn)動的時(shí)候，摩擦盤(14)被推力彈簧2 (13)壓迫，摩擦盤(14)與鉸鏈齒輪(12)互相擠壓，在接觸面存在很大的正壓力，則有很大的最大靜摩擦力。當(dāng)加載鉸鏈齒輪上的力矩不夠大時(shí)，鉸鏈處于自鎖狀態(tài)。由于手動施力緣故，鉸鏈齒輪(12)上加載了很大的力矩,齒輪克服最大靜摩擦力,產(chǎn)生很小的轉(zhuǎn)動位移。推力彈簧2 (13)與摩擦棘輪I (16)相固定，推力彈簧3 (18)與摩擦棘輪2 (17)相固定。摩擦棘輪2 (17)，3 (18)轉(zhuǎn)動方向相反。與摩擦棘輪2 (17)，3 (18)相連的彈簧必然一個產(chǎn)生推力，一個隨齒輪和棘輪轉(zhuǎn)動而不產(chǎn)生拉力。產(chǎn)生推力的彈簧將摩擦棘輪推出，摩擦棘輪又將摩擦盤推開，則摩擦盤與鉸鏈齒輪直接不再接觸，則自鎖解除，鉸鏈齒輪可以靈活轉(zhuǎn)動了。一旦手動施力結(jié)束，齒輪停止轉(zhuǎn)動，推力彈簧回復(fù)，摩擦盤又與鉸鏈齒輪(12)接觸，則又回到自鎖狀態(tài)。從而實(shí)現(xiàn)靜摩擦力自鎖解鎖。刀架I (8)與刀架2 (2)通過靜摩擦力自鎖齒輪相鉸接，刀架2 (2)與刀架3 (4)也通過靜摩擦力自鎖齒輪相鉸接，從而實(shí)現(xiàn)有有一定力作用時(shí)，刀架之間會比較穩(wěn)定的形成轉(zhuǎn)角，無力作用時(shí)，會保持相應(yīng)轉(zhuǎn)角不變。
[0016]單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的主運(yùn)動為銑刀(28)繞電機(jī)軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動是刀具沿刀架3的運(yùn)動。刀具座(21)與進(jìn)給小輪固定在一起，當(dāng)進(jìn)給電機(jī)(220轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動進(jìn)給小輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)給小輪上繞了一圈鋼絲繩(24)，鋼絲繩兩頭系在刀架3(4)的兩端。當(dāng)進(jìn)給小輪轉(zhuǎn)動后，刀具座(21)沿著鋼絲繩(24)運(yùn)動，則銑刀進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動。編碼器
(26)在刀架3(4)內(nèi)側(cè)沿著內(nèi)壁轉(zhuǎn)動，則編碼器將位移信號轉(zhuǎn)換為電信號作為反饋供上位機(jī)處理信號。從而實(shí)現(xiàn)單自由度的數(shù)控進(jìn)給切割。
[0017]當(dāng)使用自鎖刀架機(jī)構(gòu)加工圓形零件或者直桿形零件時(shí)，把刀架3的端部放置在圓形零件的圓心處，手工轉(zhuǎn)動刀架3，單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)3在刀架3 (4)上運(yùn)動。上位機(jī)I為單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)3上的進(jìn)給電機(jī)(22)提供控制信號。當(dāng)切割異形圖案時(shí)，關(guān)閉進(jìn)給電機(jī)(22)，手動移動刀架3。通過手工移動刀架3使銑刀切除所需的板材。
[0018]KT板后處理機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)支架(33)與膠水工具盒(29)、切槽工具盒(34)、碳桿存放盒(31)固定在一起，當(dāng)旋轉(zhuǎn)支架(33)轉(zhuǎn)動起來時(shí)，帶動工具盒轉(zhuǎn)動，各個工具盒的工作位置在水平位置。膠水罐子可以在盒子內(nèi)水平運(yùn)動，一邊運(yùn)動可以可以從膠水管(30 )輸送膠水。當(dāng)切槽工具盒(34)工作時(shí)，刀座電機(jī)(35)在盒子內(nèi)來回往復(fù)運(yùn)動，刀座帶動切槽刀(36)，在KT板上切出V型槽。當(dāng)碳桿存放盒(31)處于工作位置時(shí)，在KT板的V型槽處，從碳桿釋放孔中放置一根碳桿。
【權(quán)利要求】
1.一種新型DIY創(chuàng)新制作平臺，其特征在于該機(jī)器主要包括自鎖刀架機(jī)構(gòu)、KT板后處理機(jī)構(gòu)(5)，而自鎖刀架機(jī)構(gòu)包括靜摩擦力自鎖齒輪(9)、單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)(3)和刀架(2、4、8)、KT板后處理機(jī)構(gòu)(5)包含膠水工具盒、切槽工具盒、碳桿存放盒等，可實(shí)現(xiàn)KT板在切割后的處理過程，膠水工具盒(29)、碳桿存放盒(31)和切槽工具盒(34)三部分通過旋轉(zhuǎn)支架(33 )呈圓周分布，而旋轉(zhuǎn)支架(33 )可在箱體(6 )內(nèi)部自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)粘膠、切槽、插桿之間的交替工作，在箱體上表面，通過活動支架(7)搭出刀具的工作架，靜摩擦力自鎖齒輪(9)與工作架上的齒條相嚙合，刀架I (8)與上位機(jī)支架鉸接，上位機(jī)支架(10)上固接上位機(jī)(1)，刀架I (8)與刀架2 (2)通過靜摩擦力自鎖齒輪相鉸接，刀架2 (2)與刀架3 (4)也通過靜摩擦力自鎖齒輪相鉸接，單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)(3)位于刀架3 (4)的滑槽內(nèi)，通過自鎖刀架機(jī)構(gòu)與可單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各種零件的加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型DIY創(chuàng)新制作平臺，其特征在于:當(dāng)使用自鎖刀架機(jī)構(gòu)加工圓形零件或者直桿形零件時(shí)，把刀架3(4)的端部放置在圓形零件的圓心處，手工轉(zhuǎn)動刀架3 (4)，單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)(3)在刀架3 (4)上運(yùn)動，上位機(jī)(I)為單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)(3)上的進(jìn)給電機(jī)(22)提供控制信號，當(dāng)切割異形圖案時(shí)，關(guān)閉進(jìn)給電機(jī)(22)，手動移動刀架3 (4)，通過手工移動刀架3 (4)使銑刀切除所需的板材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型DIY創(chuàng)新制作平臺，其特征在于:靜摩擦力自鎖齒輪中的鉸鏈齒輪(12)不轉(zhuǎn)動的時(shí)候，摩擦盤(14)被推力彈簧2 (13)壓迫，摩擦盤(14)與鉸鏈齒輪(12)互相擠壓,在接觸面存在很大的正壓力，則有很大的最大靜摩擦力，當(dāng)加載鉸鏈齒輪上的力矩不夠大時(shí)，鉸鏈處于自鎖狀態(tài)，由于手動施力的緣故，鉸鏈齒輪(12)上加載了很大的力矩，齒輪克服最大靜摩擦力，產(chǎn)生很小的轉(zhuǎn)動位移，推力彈簧2 (13)與摩擦棘輪I(16)相固定，推力彈簧3 (18)與摩擦棘輪2 (17)相固定，摩擦棘輪2 (17)，3 (18)轉(zhuǎn)動方向相反，與摩擦棘輪2 (17)，3 (18)相連的彈簧必然一個產(chǎn)生推力，一個隨齒輪和棘輪轉(zhuǎn)動而不產(chǎn)生拉力，產(chǎn)生推力的彈簧將摩擦棘輪推出，摩擦棘輪又將摩擦盤推開，則摩擦盤與鉸鏈齒輪直接不再接觸，則自鎖解除，鉸鏈齒輪可以靈活轉(zhuǎn)動了，一旦手動施力結(jié)束，齒輪停止轉(zhuǎn)動，推力彈簧回復(fù)，摩擦盤又與鉸鏈齒輪(12)接觸，則又回到自鎖狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)靜摩擦力自鎖解鎖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型DIY創(chuàng)新制作平臺，其特征在于:單自由度數(shù)控進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的主運(yùn)動為銑刀(28)繞電機(jī)軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動是刀具沿刀架3的運(yùn)動，刀具座(21)與進(jìn)給小輪固定在一起，當(dāng)進(jìn)給電機(jī)22轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動進(jìn)給小輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)給小輪上繞了一圈鋼絲繩(24)，鋼絲繩兩頭系在刀架3(4)的兩端，當(dāng)進(jìn)給小輪轉(zhuǎn)動后，刀具座(21)沿著鋼絲繩(24)運(yùn)動，則銑刀進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動，編碼器(26)在刀架3(4)內(nèi)側(cè)沿著內(nèi)壁轉(zhuǎn)動，則編碼器將位移信號轉(zhuǎn)換為電信號作為反饋供上位機(jī)處理信號，從而實(shí)現(xiàn)單自由度的數(shù)控進(jìn)給切割。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型DIY創(chuàng)新制作平臺，其特征在于:KT板后處理機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)支架(33)與膠水工具盒(29)、切槽工具盒(34)、碳桿存放盒(31)固定在一起，當(dāng)旋轉(zhuǎn)支架(33)轉(zhuǎn)動起來時(shí)，帶動工具盒轉(zhuǎn)動，各個工具盒的工作位置在水平位置，膠水罐子可以在盒子內(nèi)水平運(yùn)動，一邊運(yùn)動可以從膠水管(30)輸送膠水，當(dāng)切槽工具盒(34)工作時(shí)，刀座電機(jī)35在盒子內(nèi)來回往復(fù)運(yùn)動，刀座帶動切槽刀(36)，在KT板上切出V型槽，當(dāng)碳桿存放盒31處于工作位置時(shí)，在KT板的V型槽處，從碳桿存放盒中釋放孔中放置一根碳桿。
【文檔編號】G09B19/10GK103544864SQ201310519345
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】鄧思琪, 張敏, 冼土廉, 方凡濤, 潘瑞, 馬登云, 李濤濤, 孫科, 李宇庭, 沈小華, 陸體文, 王佳瑩, 劉旭帥, 李崚灣, 張志富 申請人:馬登云