一种人形机器人控制驱动积木块组装装置及其控制系统的制作方法

本实用新型涉及积木组装装置改进，特别是一种人形机器人控制驱动积木块组装装置及其控制系统。

背景技术：

目前，市面上大颗粒的积木块搭建很多都是静态的，主要供青少年儿童益智教育培训，有一种大尺寸可以搭载在积木块上的控制器及马达驱动系统实现运动，然而，此种积木驱动齿轮箱和遥控器功能单调，外观呆板，设计一种可玩性高的积木块人形机器人控制驱动积木块组装装置是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种人形机器人控制驱动积木块组装装置及其控制系统。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种人形机器人控制驱动积木块组装装置，包括机器人控制器和积木驱动单元，机器人控制器通过无线方式与积木驱动单元进行通讯，其中，

所述机器人控制器，用于无线控制积木驱动单元；

所述积木驱动单元，用于与积木嵌合，接收机器人控制器发出的指令，实现积木的旋转、前进或后退动作；

所述机器人控制器包括机器人头部、躯干部、一对手臂和一对腿部、摆臂及行进驱动机构、防后退机构、头部转动驱动机构，

所述躯干部的内部设有所述摆臂及行进驱动机构，所述摆臂及行进驱动机构驱动一对手臂实现摆动动作，且驱动一对腿部实现行进动作；

所述摆臂及行进驱动机构包括马达箱、第一马达、第一调速齿轮组、连接转轴、一对手臂摆动连杆、一对脚部行进连杆和一对凸轮件，其中，

所述马达箱位于躯干部的中心位置，所述马达箱内设有第一马达，所述第一马达与第一调速齿轮组的初级齿轮相啮合；

所述连接转轴插装在所述第一调速齿轮组的末级齿轮的圆心处且连接转轴与第一调速齿轮组的末级齿轮固定连接；

所述凸轮件包括第一偏心轮和第二偏心轮，所述第一偏心轮和所述第二偏心轮依次套装在连接转轴上，且所述第一偏心轮拨动手臂摆动连杆，实现手臂摆动连杆的上下往复运动，所述第二偏心轮拨动脚部行进连杆，实现脚部行进连杆的上下往复运动；

所述机器人头部的内部设有头部转动驱动机构。

作为优选，所述躯干部的前表面设有第一显示屏。

作为优选，所述躯干部的前表面设有左转标识灯和右转表示灯。

作为优选，所述防后退机构包括前动轮、后动轮和防后退凸台，所述前动轮和后动轮分别设置在腿部内，且前动轮的下端和后动轮的下端分别竖直向下伸出腿部的下表面，

所述防后退凸台，用防止前动轮和后动轮向后滚动。

作为优选，所述积木驱动单元包括外壳、第二马达、第二调速齿轮组、换向齿轮组、限位固定管，其中，

所述外壳内设有所述第二马达；

所述第二马达的旋转端与第二调速齿轮组的初级齿轮固定连接；

所述第二调速齿轮组的末级齿轮的圆心与换向齿轮组的其中两个 X相齿轮的圆心在同一条直线上；

所述限位固定管的管口的圆心与换向齿轮组的Y相齿轮的圆心在同一条直线上。

作为优选，所述外壳上设有第二显示屏。

一种应用于人形机器人控制驱动积木块组装装置的控制系统，其特征在于，包括第一数据处理模块、第二数据处理模块、第一信号通讯模块、第二信号通讯模块、第一频道按钮、模式切换按钮、马达调速按钮、第二频道按钮，其中，

所述第一数据处理模块的多个输入端分别与第一频道按钮的输出端、模式切换按钮的输出端、马达调速按钮的输出端、电源拨动开关的输出端电性连接；

所述第一数据处理模块的多个输出端分别与左转标识灯的电源端、右转标识灯的电源端、第一显示屏的输入端、第一信号通讯模块的输入端、第一马达的电源端、头部转动驱动机构的输入端电性连接；

所述第二数据处理模块的输入端与第二信号通讯模块的输出端、第二频道选择按钮的输出端电性连接；

所述第二数据处理模块的多个输出端分别与第二马达的电源端、第二显示屏的输入端电性连接。

作为优选，所述第一频道选择按钮，用于选择与积木驱动单元相同的频道，实现一个机器人控制器记忆多个积木驱动单元的使用状态；

所述第二频道选择按钮，用于设置木驱动装置的频率与机器人控制器的频道一致。

作为优选，所述第一信号通讯模块和第二信号通讯模块均同时为 3G模块或wifi模块。

利用本实用新型的技术方案制作的人形机器人控制驱动积木块组装装置，该装置采用傻瓜式方式，解决了产品功能选项麻烦问题，功能选择键放在产品正面，方便小孩子操作；该装置增加走路功能，和通过人体自身静电来触发开关，增加产品的可玩性。

附图说明

图1是本实用新型所述人形机器人控制驱动积木块组装装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述机器人控制器的侧视剖视图；

图3是本实用新型所述机器人控制器的局部放大结构示意图；

图4是本实用新型所述机器人控制器的主视图；

图5是本实用新型所述机器人控制器的后视图

图6是本实用新型所述第一调速齿轮组的结构示意图；

图7是本实用新型所述积木驱动单元的结构示意图；

图8是本实用新型所述积木驱动单元的剖视图；

图9是本实用新型所述积木驱动单元的主视图

图10是本实用新型所述用于人形机器人控制驱动积木块组装装置的控制电路连接示意图；

图11是本实用新型所述凸轮件的右视图；

图12是本实用新型所述凸轮件的左视图；

图中，1、机器人头部；2、躯干部；3、手臂；4、腿部；5、马达箱；6、第一马达；7、第一调速齿轮组；8、连接转轴；9、手臂摆动连杆；10、脚部行进连杆；11、第一偏心轮；12、第二偏心轮；13、前动轮；14、后动轮；15、防后退凸台；16、第一数据处理模块；17、第一信号通讯模块；18、外壳；19、第二马达；20、第二调速齿轮组； 21、换向齿轮组；22、限位固定管；23、头部转动驱动机构；24、第二数据处理模块；25、第二频道选择按钮；26、第二信号通讯模块； 27、第一显示屏；28、第二显示屏；29、积木嵌入机构；30、模式切换按钮；31、马达调速按钮；32、第一频道选择按钮；33、电池箱； 34、左转标识灯；35、右转标识灯；36、电源拨动开关；37、电源按钮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1至图12所示，一种人形机器人控制驱动积木块组装装置，包括机器人控制器和积木驱动单元，机器人控制器通过无线方式与积木驱动单元进行通讯，其中，

机器人控制器，用于无线控制积木驱动单元；

积木驱动单元，用于与积木嵌合，接收机器人控制器发出的指令，实现积木的旋转、前进或后退动作；

机器人控制器包括机器人头部1、躯干部2、一对手臂3和一对腿部4、摆臂及行进驱动机构、防后退机构、头部转动驱动机构23，

躯干部2的内部设有摆臂及行进驱动机构，摆臂及行进驱动机构驱动一对手臂实现摆动动作，且驱动一对腿部实现行进动作；

摆臂及行进驱动机构包括马达箱5、第一马达6、第一调速齿轮组 7、连接转轴8、一对手臂摆动连杆9、一对脚部行进连杆10和一对凸轮件，其中，

马达箱5位于躯干部2的中心位置，马达箱5内设有第一马达6，第一马达6与第一调速齿轮组7的初级齿轮相啮合；

连接转轴8插装在第一调速齿轮组7的末级齿轮的圆心处且连接转轴8与第一调速齿轮组7的末级齿轮固定连接；

凸轮件包括第一偏心轮11和第二偏心轮12，第一偏心轮11和第二偏心轮12依次套装在连接转轴上，且第一偏心轮拨动手臂摆动连杆，实现手臂摆动连杆的上下往复运动，第二偏心轮拨动脚部行进连杆，实现脚部行进连杆的上下往复运动；

机器人头部1的内部设有头部转动驱动机构23。

躯干部2的前表面设有第一显示屏27。

躯干部2的前表面设有左转标识灯34和右转表示灯35。

防后退机构包括前动轮13、后动轮14和防后退凸台15，前动轮 13和后动轮14分别设置在腿部内，且前动轮13的下端和后动轮14的下端分别竖直向下伸出腿部4的下表面，

防后退凸台15，用防止前动轮13和后动轮14向后滚动。

积木驱动单元包括外壳18、第二马达19、第二调速齿轮组20、换向齿轮组21、限位固定管22，其中，

外壳18内设有第二马达19；

第二马达的旋转端与第二调速齿轮组20的初级齿轮固定连接；

第二调速齿轮组20的末级齿轮的圆心与换向齿轮组21的其中两个X相齿轮的圆心在同一条直线上；

限位固定管22的管口的圆心与换向齿轮组21的Y相齿轮的圆心在同一条直线上。

外壳18上设有第二显示屏28。

一种应用于人形机器人控制驱动积木块组装装置的控制系统，其特征在于，包括第一数据处理模块16、第二数据处理模块24、第一信号通讯模块17、第二信号通讯模块26、第一频道按钮25、模式切换按钮30、马达调速按钮31、第二频道按钮32，其中，

第一数据处理模块16的多个输入端分别与第一频道按钮25的输出端、模式切换按钮30的输出端、马达调速按钮31的输出端、电源拨动开关36的输出端电性连接；

第一数据处理模块16的多个输出端分别与左转标识灯的电源端、右转标识灯的电源端、第一显示屏的输入端、第一信号通讯模块的输入端、第一马达的电源端、头部转动驱动机构的输入端电性连接；

第二数据处理模块24的输入端与第二信号通讯模块的输出端、第二频道选择按钮的输出端电性连接；

第二数据处理模块24的多个输出端分别与第二马达的电源端、第二显示屏的输入端电性连接。

第一频道选择按钮，用于选择与积木驱动单元相同的频道，实现一个机器人控制器记忆多个积木驱动单元的使用状态；

第二频道选择按钮，用于设置木驱动装置的频率与机器人控制器的频道一致。

第一信号通讯模块17和第二信号通讯模块26。

本技术方案的特点为，机器人控制器通过无线方式与积木驱动单元进行通讯，其中，机器人控制器，用于无线控制积木驱动单元；积木驱动单元，用于与积木嵌合，接收机器人控制器发出的指令，实现积木的旋转、前进或后退动作；摆臂及行进驱动机构包括马达箱5、第一马达6、第一调速齿轮组7、连接转轴8、一对手臂摆动连杆9、一对脚部行进连杆10和一对凸轮件，马达箱5位于躯干部2的中心位置，马达箱5内设有第一马达6，第一马达6与第一调速齿轮组7的初级齿轮相啮合；连接转轴8插装在第一调速齿轮组7的末级齿轮的圆心处且连接转轴8与第一调速齿轮组7的末级齿轮固定连接，现有产品功能选项麻烦，会给客户造成功能选错误问题，本产品采用傻瓜式方式，解决了产品功能选项麻烦问题。功能选择键放在产品正面，方便小孩子操作；此产品增加走路功能，和通过人体自身静电来触发开关，增加产品的可玩性；产品头部左右转动，头部的LED左右显示灯就亮灯；增加人物表情，给人感觉生动，可爱；此产品具有通用性，可以兼容积木类的产品，方便客人；积木驱动单元增加旋转转换器功能。

实施例一，如图1至图9所示：

在本技术方案中，机器人控制器作为积木组装装置的控制器时，首先机器人控制器的腿部4的下表面设有积木嵌入机构29，利用积木嵌入机构29与积木块组装契合，机器人控制器通过无线方式控制积木组装装置中的第二马达正转、翻转、加速或减速。

机器人控制利用设置在躯干部2内的电池箱33，为其提供电力支持，当积木组装好后，利用与积木配合的转杆插入积木驱动单元的限位固定管22中，并从与限位固定管22同心的Y相齿轮的轴心穿出，机器人头部1左右扭动控制，积木组装装置中的第二信号通讯模块26 接收控制信号并将该信号发送至第二数据处理模块24，第二数据处理模块24控制外壳18左侧面LED灯就亮正转(顺时针)标示；头扭转右边，外壳18的右侧面LED灯就亮反转(逆时针)标示，机器人控制器的右边手臂2向前摆动表示积木组装装置控制积木向前，积木组装装置的第二马达19正转(顺时针方向)运动；右边手臂2向后摆动表示向后，积木组装装置的第二马达19反转(逆时针方向)运动；左边手臂2向前摆动表示向前，积木组装装置中的第二马达19加速运动；左边手臂2向后摆动，积木组装装置中的第二马达19减速运动。

在本技术方案中，按下马达调速按钮31，第一数据处理模块16接收马达调速按钮31发出的电信号，通过第一信号通讯模块17与第二信号通讯模块26进行通讯，将调速信号发送至第二数据处理模块24，第二数据处理模块24控制第二马达19的转速。

在本技术方案中，按压机器人控制器躯干部2上的第一频道选择按钮32，通过第一数据处理模块16的处理，在第一显示屏27中，显示当前的频道，积木组装装置上配套设有第二频道选择按钮25，利用第二数据处理模块24处理，在第二显示屏28上显示当前频道，数字选频，防止干涉。

在本技术方案中，马达调速按钮31有五挡调节速度。

在本技术方案中，积木组装装置中利用干电池提供电量，按下外壳18上的电源按钮37，控制通电。

在本技术方案中，第二频道选择按钮25为两个，这两个第二频道选择按钮25为连动按钮，放置的位置，类似人脸的眼睛部位，第二显示屏28，放置位置类似人脸的鼻子位置，电源按钮37放置的位置类似人脸的嘴巴位置，第二频道选择按钮25、第二显示屏28、电源按钮37 组合一起后类似笑脸，增加其娱乐性。

下图为第一调速齿轮组的齿轮比：

实施例二，如图1至图9所示：

机器人控制器单独作为玩具，可实现走路功能，增加自身的可玩性，胸前电源拨动开关36拨动到右边，机器人控制器从对积木驱动单元的控制模式进入仿生人型机器人模式，机器人控制器就会向前方走路。手部自然垂直状态，机器人控制器中的第一数据处理模块16的输出端发送电信号给第一马达6，第一马达6启动，驱动与第一马达6相啮合的第一调速齿轮组7中的初级齿轮旋转，从而带动第一调速齿轮组7的各级齿轮旋转，由于第一调速齿轮组7的末级齿轮与连接转轴8 固定连接，连接转轴8旋转，带动插装在连接转轴8上的第一偏心轮 11和第二偏心轮12旋转，第一偏心轮11拨动手臂摆动连杆9上升，带动与手臂摆动连杆9固定连接的机器人的手臂3向上运动，第一偏心轮11拨动手臂摆动连杆9下降，带动与手臂摆动连杆9固定连接的机器人的手臂3向下运动，重复的上下运动组合形成了手臂3的摆动趋势；第二偏心轮12拨动脚步行进连杆10上升，带动与脚步行进连杆10固定连接的机器人的脚部4向上运动，第二偏心轮12拨动脚步行进连杆10下降，带动与脚步行进连杆10固定连接的机器人的脚部4 向下运动，重复的上下运动组合形成了脚部4的行走趋势。

在本技术方案中，第二偏心轮12的偏心量为5-6mm；第一偏心轮 11的偏心量为1-2mm。

在本技术方案中，防后退机构包括前动轮13、后动轮14和防后退凸台15，所述前动轮13和后动轮14分别设置在腿部内，且前动轮13 的下端和后动轮14的下端分别竖直向下伸出腿部4的下表面，所述防后退凸台15，用防止前动轮13和后动轮14向后滚动。

当机器人控制器当作玩具时，机器人头部1左右扭动控制时；头扭转左边，机器人躯干部2上的左转标识灯34亮起，头扭转右边，机器人躯干部2上的右转标识灯35亮起，左转标识灯34显示L标示，左转标识灯34的显示R标示。

如下图所示，第二调速齿轮组的齿轮比：

实施例三，如图10所示：

一种应用于人形机器人控制驱动积木块组装装置的控制系统，其特征在于，包括第一数据处理模块16、第二数据处理模块24、第一信号通讯模块17、第二信号通讯模块26、第一频道按钮25、模式切换按钮30、马达调速按钮31、第二频道按钮32，其中，

第一数据处理模块16的多个输入端分别与第一频道按钮25的输出端、模式切换按钮30的输出端、马达调速按钮31的输出端、电源拨动开关36的输出端电性连接；

第一数据处理模块16的多个输出端分别与左转标识灯的电源端、右转标识灯的电源端、第一显示屏的输入端、第一信号通讯模块的输入端、第一马达的电源端、头部转动驱动机构的输入端电性连接；

第二数据处理模块24的输入端与第二信号通讯模块的输出端、第二频道选择按钮的输出端电性连接；

第二数据处理模块24的多个输出端分别与第二马达的电源端、第二显示屏的输入端电性连接。

第一频道选择按钮，用于选择与积木驱动单元相同的频道，实现一个机器人控制器记忆多个积木驱动单元的使用状态；

第二频道选择按钮，用于设置木驱动装置的频率与机器人控制器的频道一致。

第一信号通讯模块17和第二信号通讯模块26。

上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。