一种板书展示机器人教具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种教具。特别是涉及一种三自由度并联的板书展示机器人教具。
【背景技术】
[0002]近些年来，机器人领域在世界上呈现一幅繁荣发展的趋势，人们对机器人的理解也不再拘泥于人形机器的概念。目前仿真书写机器人仅有仿手臂多关节结构写字机器人，其多关节结构包括一个纵关节和至少两级横关节，其中纵关节绕自身轴线转动，每个横关节绕自身轴线垂直方向转动，它包括步进电机和谐波减速器，输入接头和输出接头，其中横关节的输入接头与纵关节的输出接头连接，或通过连接臂与前一级横关节的输出接头连接。结构复杂不适于课堂使用及展示，故仿真书写机器人教具有较大发展空间。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单拆卸方便，板书展示效果佳，可适当替代教师书写的一种板书展示机器人教具。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:一种板书展示机器人教具，包括有水平设置的T型支座，所述T型支座的三个端部各垂直设置有一组滑轨机构，三组滑轨机构结构完全相同，在三组滑轨机构的中间悬空的设置有一个T型平台，所述的三组滑轨机构分别各通过一组螺杆机构连接所述的T型平台，三组螺杆机构结构完全相同。
[0005]所述的滑轨机构包括有相互平行设置的滑轨和丝杠，所述滑轨的底端通过固定件固定连接在所述T型支座上，所述滑轨的上端通过支撑板设置有步进电机，所述丝杠的上端连接步进电机的旋转轴，所述丝杠的下端通过轴承能够旋转地连接在所述固定件上，所述丝杠上螺纹连接有在步进电机的驱动下能够沿丝杠上下移动的滑块，所述滑块的一侧设置在滑块上下移动时能够沿所述的滑轨上下移动的滚轮。
[0006]所述的螺杆机构包括有L型连接板和螺杆，其中所述的L型连接板的一个端面固定连接在滑轨机构中的滑块上，另一个端面通过第一球型铰头连接螺杆的一端，所述螺杆的另一端通过第二球型铰头连接在所述T型平台的一个端上。
[0007]所述的螺杆设置有2个，每一个螺杆都是一端通过第一球型铰头连接在L型连接板的另一个端面上，另一端通过第二球型铰头连接在所述T型平台的一个端上。
[0008]所述的T型平台包括有用于放置或安装不同教具的水平平台和分别连接在所述水平平台的三个边上并与所述的水平平台形成有设定的夹角的用于分别通过第二球型铰头连接螺杆机构中的螺杆的倾斜连接板，所述的每一个倾斜连接板对应一组螺杆机构。
[0009]本实用新型的一种板书展示机器人教具，三自由度并联机器人结构柔顺度高，图示球形铰头灵活性好，板书展示效果佳，可适当替代教师书写。是一种用于替代教师书写板书，实现板书的机控和批量化操作，并可用于绘制户外板报的机器人教具。本实用新型结构简单拆卸方便，可更换调节，环境适应性强，原理清晰普适，可供学生学习了解并联机器人构造及基本工作原理。机体可根据需要更换滑轨长度适应教学需求，通过机架高度调整帮助教师合理规划板书内容，合理利用较高处黑板空间。本实用新型还可以用于雕刻和拍摄等用途。例如末端夹持的粉笔可以更换为雕刻机主轴，用于小型工件的雕刻；而末端夹持的粉笔更换为摄像头则可以用于物品的局部拍摄和整体图片拼接。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型整体结构的立体示意图；
[0011]图2是本实用新型整体结构的正面示意图。
[0012]图中
[0013]1:T型支座2:滑轨机构
[0014]3:Τ型平台4:螺杆机构
[0015]21:固定件22:滑块
[0016]23:滑轨24:丝杠
[0017]25:支撑板26:步进电机
[0018]27:滚轮31:水平平台
[0019]32:倾斜连接板41:L型连接板
[0020]42:螺杆43:第一球型铰头
[0021]44:第二球型铰头
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例和附图对本实用新型的一种板书展示机器人教具做出详细说明。
[0023]为了使学生们对机器人拥有更加深刻和充分的认识。本实用新型提供了一款易组装且便于携带的多功能并联机器人来帮助学生对机器人的基本构造和组成的了解，并且可以使老师通过实体来对机器人进行讲解。
[0024]如图1所示，本实用新型的一种板书展示机器人教具，包括有水平设置的T型支座1，所述T型支座I为T型铝质支座。所述T型支座I的三个端部各垂直设置有一组滑轨机构2，三组滑轨机构2结构完全相同，在三组滑轨机构2的中间悬空的设置有一个T型平台3，所述的三组滑轨机构2分别各通过一组螺杆机构4连接所述的T型平台3，三组螺杆机构4结构完全相同。
[0025]如图1、图2所示，所述的滑轨机构2包括有相互平行设置的滑轨23和丝杠24，所述滑轨23的底端通过固定件21固定连接在所述T型支座I上，所述滑轨23的上端通过支撑板25设置有步进电机26，所述丝杠24的上端连接步进电机26的旋转轴，所述丝杠24的下端通过轴承能够旋转地连接在所述固定件21上，所述丝杠24上螺纹连接有在步进电机26的驱动下能够沿丝杠24上下移动的滑块22，所述滑块22的一侧设置在滑块22上下移动时能够沿所述的滑轨23上下移动的滚轮27。利用步进电机26作为动力系统，带动丝杠24和滑轨23产生自由度，滑轨23及步进电机26竖直置于T型支座端口处固定产生铅垂方向自由度。
[0026]所述的螺杆机构4包括有L型连接板41和螺杆42，其中所述的L型连接板41的一个端面固定连接在滑轨机构2中的滑块22上，另一个端面通过第一球型铰头43连接螺杆42的一端，所述螺杆42的另一端通过第二球型铰头44连接在所述T型平台3的一个端上。
[0027]所述的螺杆42设置有2个，每一个螺杆42都是一端通过第一球型铰头43连接在L型连接板41的另一个端面上，另一端通过第二球型铰头44连接在所述T型平台3的一个端上。
[0028]所述的T型平台3包括有用于放置或安装不同教具的水平平台31和分别连接在所述水平平台31的三个边上并与所述的水平平台31形成有设定的夹角的用于分别通过第二球型铰头44连接螺杆机构4中的螺杆42的倾斜连接板32，所述的每一个倾斜连接板32对应一组螺杆机构4。
[0029]本实用新型的一种板书展示机器人教具，滑轨23及步进电机26竖直置于T型支座I的端口处固定产生铅垂方向自由度，通过螺杆与球形铰头连杆链接T型平台3及三个滑轨3，从而产生三自由度T型平台，T型平台上设置有书写板书用笔具。本实用新型的机体可根据需要更换滑轨长度适应教学需求，通过高度调整帮助教师合理规划板书内容，合理利用较高处黑板空间。
[0030]本实用新型的一种板书展示机器人教具还可以用于雕刻和拍摄等用途。例如末端夹持的粉笔可以更换为雕刻机主轴，用于小型工件的雕刻；而末端夹持的粉笔更换为摄像头则可以用于物品的局部拍摄和整体图片拼接。
[0031]本实用新型的一种板书展示机器人教具工作原理:通过三个并联滑轨上滑块的上下移动来带动T型平台在四个自由度上进行不同方向和角度的移动来对水平平台上的物体进行五个平面无死角的空间再现。球型铰头的可活动性保证了T型平台(机器人)的灵活性并且可以进行自由度上的变换；滑轨的行程可为200mm，保证了有足够的操作空间。
【主权项】
1.一种板书展示机器人教具，其特征在于，包括有水平设置的T型支座(I)，所述T型支座(I)的三个端部各垂直设置有一组滑轨机构(2)，三组滑轨机构(2)结构完全相同，在三组滑轨机构(2)的中间悬空的设置有一个T型平台(3)，所述的三组滑轨机构(2)分别各通过一组螺杆机构(4)连接所述的T型平台(3)，三组螺杆机构(4)结构完全相同。2.根据权利要求1所述的一种板书展示机器人教具，其特征在于，所述的滑轨机构(2)包括有相互平行设置的滑轨(23)和丝杠(24)，所述滑轨(23)的底端通过固定件(21)固定连接在所述T型支座(I)上，所述滑轨(23)的上端通过支撑板(25)设置有步进电机(26)，所述丝杠(24)的上端连接步进电机(26)的旋转轴，所述丝杠(24)的下端通过轴承能够旋转地连接在所述固定件(21)上，所述丝杠(24)上螺纹连接有在步进电机(26)的驱动下能够沿丝杠(24)上下移动的滑块(22)，所述滑块(22)的一侧设置在滑块(22)上下移动时能够沿所述的滑轨(23)上下移动的滚轮(27)。3.根据权利要求1所述的一种板书展示机器人教具，其特征在于，所述的螺杆机构(4)包括有L型连接板(41)和螺杆(42)，其中所述的L型连接板(41)的一个端面固定连接在滑轨机构(2)中的滑块(22)上，另一个端面通过第一球型铰头(43)连接螺杆(42)的一端，所述螺杆(42)的另一端通过第二球型铰头(44)连接在所述T型平台(3)的一个端上。4.根据权利要求3所述的一种板书展示机器人教具，其特征在于，所述的螺杆(42)设置有2个，每一个螺杆(42)都是一端通过第一球型铰头(43)连接在L型连接板(41)的另一个端面上，另一端通过第二球型铰头(44)连接在所述T型平台(3)的一个端上。5.根据权利要求1所述的一种板书展示机器人教具，其特征在于，所述的T型平台(3)包括有用于放置或安装不同教具的水平平台(31)和分别连接在所述水平平台(31)的三个边上并与所述的水平平台(31)形成有设定的夹角的用于分别通过第二球型铰头(44)连接螺杆机构(4)中的螺杆(42)的倾斜连接板(32)，所述的每一个倾斜连接板(32)对应一组螺杆机构⑷。
【专利摘要】一种板书展示机器人教具，包括有水平设置的T型支座，T型支座的三个端部各垂直设置有一组滑轨机构，三组滑轨机构结构完全相同，在三组滑轨机构的中间悬空的设置有一个T型平台，所述的三组滑轨机构分别各通过一组螺杆机构连接所述的T型平台，三组螺杆机构结构完全相同。本实用新型构成的三自由度并联机器人结构简单拆卸方便，可更换调节，环境适应性强，原理清晰普适，可供学生学习了解并联机器人构造及基本工作原理。本实用新型结构柔顺度高，图示球形铰头灵活性好，板书展示效果佳，可适当替代教师书写，并可用于绘制户外板报的机器人教具。可根据需要更换滑轨长度适应教学需求，通过机架高度调整帮助教师合理规划板书内容，合理利用较高处黑板空间。
【IPC分类】B25J9/00
【公开号】CN204935642
【申请号】CN201520700367
【发明人】李双俊, 王悦, 王派, 于菡菡, 赵健福
【申请人】天津大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月10日