一种小型模块化机器人摆转关节模型的制作方法

本发明涉及机器人玩具的技术领域，尤其涉及到一种小型模块化机器人摆转关节模型。

背景技术：

随着机器人技术的快速发展和广泛应用，机器人受到全社会的广泛关注，引起了人们的很大兴趣，机器人教育也越来越受重视。一方面，各高校和高职高专纷纷设立机器人工程专业，采购各种各样的机器人平台，开展机器人成人教育；另一方面，机器人教育也开始走向低龄化，通过开设各种兴趣班和小型机器人比赛，对少年儿童进行机器人教育，并通过机器人玩具化将机器人寓教于乐。少年儿童教育需要合适的机器人教具，目前常用一些机器人玩具和小机器人套件，最典型的是乐高模型。但是现有的机器人套件和乐高模型其实无论在外观还是构型上与实际的机器人相差太远，离机器人的概念和技术还有很大的距离，难以满足少年儿童机器人教育的切实需要。

机器人技术的一个重要发展方向是模块化，即将机器人划分成模块来进行单元设计，将机器人关节或末端执行器设计成具有一定功能的独立完整的机电单元，通过模块之间的组合连接即可构建成各种形式和功能的机器人系统；换句话说，模块化机器人能够通过模块的增减及其不同组合而改变自由度和构型，从而满足多任务、广应用和高柔性的需求。模块化设计便于规模化和标准化生产，降低生产和维护成本，因此受到广泛关注。国内外已开发了一系列机器人关节模块。例如，zl201010242196.7和zl201010242208.6分别公开了一种摆动关节和回转关节模块，这些关节模块性能不错，能满足一定的要求，也可以用于机器人科研和成人教育。

模块可重构机器人由于可以衍生出多种机器人系统，非常适合于机器人创新教育，也由于其构型和自由度多变而具有很好的趣味性。但现有的真正的机器人模块和模块化机器人由于技术要求高、结构复杂、使用繁难、成本高昂、体积和重量大，不合适用于少年儿童教育。

有鉴于此，针对目前机器人玩具和模型的不足，以及现有机器人模块在少年儿童教育中的不适，本发明将机器人模块化和玩具化结合，公开一种小型模块化机器人摆转关节模型。该摆转关节模型可与与其它具有相同接口的模型依次连接而成机器人模型，用作机器人玩具、机器人构型教具、或者观赏礼品。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小型模块化机器人摆转关节模型，该关节模型无动力，可通过两端的转接头与具有相同转接头的其它功能模块模型连接。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：

一种小型模块化机器人摆转关节模型，包括摆转体、主体以及第一、二转接头；

其中，所述主体设有横向轴孔；

所述摆转体设有凹向安装槽和横向圆轴；

所述主体的一端通过其横向轴孔与摆转体的横向圆轴配合连接，形成绕连接孔轴的双向转动；而主体的另一端通过环形卡槽与第一转接头固定连接；

所述第二转接头安装在摆转体的凹向安装槽内。

进一步地，所述主体为结构和大小相同的两件半壳体相互扣合，通过内腔侧壁的小圆孔和小圆柱配合形成固定连接而成前后左右对称的组合体。

进一步地，所述主体的半壳体上设有卡扣式安装槽台、槽台端口、槽台卡扣、槽台中层、内嵌平台、定位孔、定位柱、外置平台、平台限位孔、平台限位柱、横向轴孔；

其中，卡扣式安装槽台位于半壳体底部；槽台端口、槽台中层、槽台卡扣共同形成转接头的安装槽，第一转接头由槽台卡扣进行周向限位；内嵌平台位于安装槽台下侧，并外接于槽台，左右各设有一平台；左侧的内嵌平台设有定位孔、右侧的同样方位设有定位柱；半壳体顶部为外置平台，其上端设有圆轴限位槽、平台限位孔、平台限位柱与摆转体共同形成轴向约束及转动副。

进一步地，所述摆转体为u形摆转体，u形摆转体的顶部开有穿孔，凹向安装槽设于穿孔的下方，安装在凹向安装槽内的第二转接头的一部分穿过该穿孔；而横向圆轴设于u形摆转体的相对两内侧。

进一步地，所述第一、二转接头均为三层结构，剖面形成“工”字构型，由上、下凸台构成旋转副，实现相对转动；第一、二转接头的底部设有轮轴安装孔，供轮轴的安装；侧面设有周向固定卡口；顶部设有等大小、间距的凹槽口和凸体，供转接头之间进行无缝对接，通过限位作用实现模块之间接口的连接。

与现有技术相比，本方案原理及优点如下：

本方案所述模型自身并没动力，可通过其两端的第一、二转接头与具有相同转接头的其它功能模块模型连接，组装成模块化机器人模型，用作机器人玩具、机器人构型教具、或者观赏礼品，有利于机器人概念和技术的普及推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的服务作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种小型模块化机器人摆转关节模型的结构示意图；

图2为本发明一种小型模块化机器人摆转关节模型的分解示意图；

图3为本发明一种小型模块化机器人摆转关节模型中摆转体与第二转接头的组配图；

图4为本发明一种小型模块化机器人摆转关节模型中组成主体的半壳体的结构示意图；

图5为本发明一种小型模块化机器人摆转关节模型中第一、二转接头的结构示意图；

图6为本发明具体实施方式中的摆转关节模型t与其它模型连接而成的一个模块化机器人模型示意图。

附图标记：

1-摆转体、2-主体、3-第一转接头、4-第二转接头、12-凹向安装槽、132-横向圆轴、21-卡扣式安装槽台、211-槽台端口、212-槽台卡扣、213-槽台中层、22-内嵌平台、221-定位孔、222-定位柱、23-外置平台、231-圆轴限位槽、232-平台限位柱、233-平台限位孔、331-轮轴安装孔、332-凸体、333-周向固定卡口、334-凹槽口、335-上凸台、336-下凸台。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1-6所示，一种小型模块化机器人摆转关节模型，包括摆转体1、主体2以及第一、二转接头3、4；

其中，主体2为结构和大小相同的两件半壳体相互扣合，通过内腔侧壁的小圆孔和小圆柱配合形成固定连接而成前后左右对称的组合体；

主体2的半壳体上设有卡扣式安装槽台21、槽台端口211、槽台卡扣212、槽台中层213、内嵌平台22、定位孔221、定位柱222、外置平台23、平台限位孔233)、平台限位柱232)、横向轴孔；

具体地，卡扣式安装槽台21位于半壳体底部；槽台端口211、槽台中层213、槽台卡扣212共同形成转接头的安装槽，第一转接头3由槽台卡扣212进行周向限位；内嵌平台22位于安装槽台21下侧，并外接于槽台，左右各设有一平台；左侧的内嵌平台22设有定位孔221、右侧的同样方位设有定位柱222；半壳体顶部为外置平台23，其上端设有圆轴限位槽231、平台限位孔233、平台限位柱232与摆转体1共同形成轴向约束及转动副；

摆转体1为u形摆转体，u形摆转体的顶部开有穿孔，凹向安装槽12设于穿孔的下方，安装在凹向安装槽12内的第二转接头4的一部分穿过该穿孔；而横向圆轴132设于u形摆转体的相对两内侧。

拼接时，主体2的一端通过其横向轴孔与摆转体1的横向圆轴132配合连接，形成绕连接孔轴的双向转动；而主体2的另一端通过环形卡槽与第一转接头3固定连接；

本实施例中，第一、二转接头3、4均为三层结构，剖面形成“工”字构型，由上、下凸台335、336构成旋转副，实现相对转动；第一、二转接头3、4的底部设有轮轴安装孔331，供轮轴的安装；侧面设有周向固定卡口333；顶部设有等大小、间距的凹槽口334和凸体332，供转接头之间进行无缝对接，通过限位作用实现模块之间接口的连接。

实际安装时，先将第二转接头4安装在摆转体1的凹向安装槽12内，然后主体2的一件半壳体的两端再分别与摆转体1和第一转接头3连接上，最后扣上另外一件半壳体，即装配成无动力的摆转关节模块模型。实施例所述的摆转关节模型可通过两端的第一、二转接头3、4与具有相同转接头的其它功能模块模型连接，组装成模块化机器人模型，实现不同功能和姿态的动作，用作机器人玩具、机器人构型教具、或者观赏礼品，有利于机器人概念和技术的普及推广。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。