多工艺教学型创客机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种多工艺教学型创客机器人，包括底座、旋转机构、机架、第一舵机、第二舵机、第一臂梁、第二臂梁、步进电机和回转工具盘；其中，旋转机构设置在底座上，机架的一端固定在旋转机构上，机架的另一端通过第一舵机与第一臂梁的一端连接，第一臂梁的另一端通过第二舵机与第二臂梁的一端连接，第二臂梁的另一端与步进电机连接，步进电机的输出轴插入夹紧在回转工具盘的中心孔内；在回转工具盘上沿圆周方向分别固定有六个工具头。本实用新型专利技术通过机械臂、回转工具盘、六个工具头的配合使用，能够在一个机器人本体上同时实现分拣搬运、绘图写字、钻孔加工、3D打印、激光雕刻、仿生抓持等功能，从而提高学生的动手能力，综合实践能力。

【技术实现步骤摘要】
多工艺教学型创客机器人
本技术涉及教学机器人
，更为具体地，涉及一种多工艺教学型创客机器人。
技术介绍
目前随着“工业4.0”概念的兴起，我国也在大力发展工业制造，为培养一批具有“工匠精神”的工程师，便需要着眼于长远，立足于当下，“从娃娃抓起”。目前针对于中小学的教学用具种类繁多，但对于工业方面设计不是广泛，尤其是系统性的学习，本技术就是为了解决学生需求，打造一款价格便宜，功能齐全，教学内容丰富，教育意义深远的一款教具产品。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种多工艺教学型创客机器人，具体包括：底座、旋转机构、机架、第一舵机、第二舵机、第一臂梁、第二臂梁、步进电机和回转工具盘；其中，旋转机构设置在底座上，机架的一端固定在旋转机构上，机架的另一端通过第一舵机与第一臂梁的一端连接，第一臂梁的另一端通过第二舵机与第二臂梁的一端连接，第二臂梁的另一端与步进电机连接，步进电机的输出轴插入夹紧在回转工具盘的中心孔内；在回转工具盘上沿圆周方向通过螺丝固定有真空吸盘、夹持钳、机械爪、3D打印喷头、钻头、激光头。此外，优选的结构是，旋转机构包括扣盖、托座和回转支承轴承，扣盖通过螺栓Ⅰ与回转支承轴承的内环固定，托座通过螺栓Ⅱ与回转支承轴承的外环固定；组装后的旋转机构通过螺栓Ⅲ与底座固定连接。另外，优选的结构是，内锁装置包括底盘和固定件，在底盘的中心设置有工件孔；在底盘上沿圆周均匀固定有三个凸台，固定件设置在凸台上；固定件包括移动板、转轴、转动杆及卡板，移动板插接在凸台上，在凸台对应于移动板的底面设置有固定板，在移动板上设置有安装槽，在固定板上对应于安装槽的位置设置有限位孔，安装槽与限位孔通过紧固螺栓连接，转轴设置在移动板内端的底面，并与转动杆连接，转动杆的外端与卡板连接；卡板包括弧形板、平卡板及凹卡板，三个转动杆的一端均与弧形板连接，三个转动杆的另一端分别与平卡板和两个凹卡板连接；在凹卡板上设置有90°的凹口，在转动杆上与移动板上对应设置有定位孔，并通过紧固螺栓连接。与现有技术相比，本技术提供的多工艺教学型创客机器人，通过机械臂、回转工具盘、真空吸盘、夹持钳、钻头、3D打印喷头、激光头、机械爪的配合使用，能够在一个机器人本体上同时实现分拣搬运，绘图写字，钻孔加工，3D打印，激光雕刻，仿生抓持等功能，从而提高学生的动手能力，综合实践能力，深化实践教学改革，更方便、全面、系统地进行工业加工的科普教学。附图说明通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本技术的更全面理解，本技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：图1为根据本技术实施例的多工艺教学型创客机器人的整体结构示意图；图2为根据本技术实施例的旋转机构的结构示意图；图3为根据本技术实施例的回转工具盘的结构示意图；图4为根据本技术实施例的内锁装置的俯视图；图5为根据本技术实施例的内锁装置的局部右视图。其中的附图标记包括：底座1、旋转机构2、扣盖2-1、托座2-2、回转支承轴承2-3、螺栓Ⅰ2-4、螺栓Ⅱ2-5、机架3、第一舵机4、第二舵机5、第一臂梁6、第二臂梁7、步进电机8、回转工具盘9、真空吸盘10、夹持钳11、机械爪12、3D打印喷头13、钻头14、激光头15、底盘16、工件孔16-1、凸台16-2、固定板16-3、固定件17、移动板17-1、转轴17-2、转动杆17-3、安装槽17-4、弧形板17-5、平卡板17-6及凹卡板17-7、定位孔17-8、紧固螺栓18。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。以下将结合附图对本技术的具体实施例进行详细描述。图1示出了根据本技术实施例的多工艺教学型创客机器人的整体结构结构。如图1所示，本技术实施例提供的第一臂梁6、第二臂梁7，包括：底座1、旋转机构2、机架3、第一舵机4、第二舵机5、第一臂梁6、第二臂梁7、步进电机8和回转工具盘9；其中，旋转机构2固定在底座1上，机架3的一端固定在旋转机构2上，机架3的另一端通过第一舵机4与第一臂梁6的一端连接，第一臂梁6的另一端通过第二舵机5与第二臂梁7的一端连接，第二臂梁7的另一端与步进电机8连接，步进电机8的输出轴插入夹紧在回转工具盘9的中心孔内，通过步进电机8带动回转工具盘9转动。旋转机构2用于实现多工艺教学型创客机器人的360°转动，第一舵机4用于实现第一臂梁6相对于机架3的转动，第二舵机5用于实现第二臂梁7相对于第一臂梁6的转动，步进电机8用于带动回转工具盘9转动，从而选取不同的工具头进行使用。机架3、第一臂梁6、第二臂梁7的结构框架采用CNC铝板加工而成，使第一臂梁6、第二臂梁7的机身整体更轻便牢固。图2示出了根据本技术实施例的旋转机构的结构。如图2所示，旋转机构2包括扣盖2-1、托座2-2和回转支承轴承2-3，扣盖2-1通过螺栓Ⅰ2-4与回转支承轴承2-3的内环固定，托座2-2通过螺栓Ⅱ2-5与回转支承轴承2-3的外环固定；组装后的旋转机构通过螺栓与底座1固定连接。回转支承轴承2-3选取一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。图3示出了根据本技术实施例的回转工具盘的结构。如图3所示，在回转工具盘9上沿圆周方向分别通过内锁装置固定有六个工具头，六个工具头分别为真空吸盘10、夹持钳11、机械爪12、3D打印喷头13、钻头14和激光头15。下面分别对六个工具头进行说明：真空吸盘10为气吸装置，用于实现物料的取放。夹持钳11配合签字笔使用，通过夹持钳11夹住签字笔，通过夹持钳11的运动来实现签字笔的图纸绘制和文字书写。机械爪12为人体仿生设计，用于对物品的抓取以及完成人体手指弹奏，手势表演等动作。3D打印喷头13用于打印实物模型。钻头14具有多种型号，用于实现对器材的钻孔加工。步进电机8、真空吸盘10、夹持钳11、机械爪12、3D打印喷头13、钻头14和激光头15均通过ARDUINOmega2560控制板进行控制，实现各自的操作，由于ARDUINOmega2560控制板为现有技术，故在本技术中不再赘述。需要说明的是，本技术拟在提供一种功能齐全，教学内容丰富的一款教具产品，重点在于各个硬件结构的装配关系，而驱动步进电机8与六个工具头的程序均为现有技术。图4和图5分别示出了根据本技术实施例的内锁装置的俯视结构和右视结构。如图4和图5所示，内锁装置包括底盘16和固定件17，在底盘16的中心设置有圆形或方形的工件孔16-1；在底盘16上沿圆周均匀固定有三个凸台16-2，固定件17设置在凸台16-2上；固定件17包括移动板17-1、转轴17-2、转动杆17-3及卡板，移动板17-1插接在凸台16-2上，在凸台16-2对应于移动板17-1的底面设置有固定板16-3，在移动板17-1上设置有安装槽17-4，在固定板16-3上对应于安装槽17-4的位置设置有限位孔，安装槽17-4与限位孔通过紧固螺栓18连接，用于改变卡板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多工艺教学型创客机器人，包括底座，其特征在于，在所述底座上设置有旋转机构，多工艺教学型创客机器人还包括机架、第一舵机、第二舵机、第一臂梁、第二臂梁、步进电机和回转工具盘；其中，所述机架的一端固定在所述旋转机构上，所述机架的另一端通过所述第一舵机与所述第一臂梁的一端连接，所述第一臂梁的另一端通过所述第二舵机与所述第二臂梁的一端连接，所述第二臂梁的另一端与所述步进电机连接，所述步进电机的输出轴插入夹紧在所述回转工具盘的中心孔内；在所述回转工具盘上沿圆周方向分别通过内锁装置固定有真空吸盘、夹持钳、机械爪、3D打印喷头、钻头、激光头。

【技术特征摘要】
1.一种多工艺教学型创客机器人，包括底座，其特征在于，在所述底座上设置有旋转机构，多工艺教学型创客机器人还包括机架、第一舵机、第二舵机、第一臂梁、第二臂梁、步进电机和回转工具盘；其中，所述机架的一端固定在所述旋转机构上，所述机架的另一端通过所述第一舵机与所述第一臂梁的一端连接，所述第一臂梁的另一端通过所述第二舵机与所述第二臂梁的一端连接，所述第二臂梁的另一端与所述步进电机连接，所述步进电机的输出轴插入夹紧在所述回转工具盘的中心孔内；在所述回转工具盘上沿圆周方向分别通过内锁装置固定有真空吸盘、夹持钳、机械爪、3D打印喷头、钻头、激光头。2.根据权利要求1所述的多工艺教学型创客机器人，其特征在于，所述旋转机构包括扣盖、托座和回转支承轴承，所述扣盖通过螺栓Ⅰ与所述回转支承轴承的内环固定，所述托座通过螺栓Ⅱ与所述回转支承轴承的外环固定；组装后的旋转机构通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淮涵，
申请(专利权)人：张淮涵，
类型：新型
国别省市：江苏,32