一种基于榫卯结构的编程机器人底板

1.本实用新型涉及机器人技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种基于榫卯结构的编程机器人底板。


背景技术：

2.机器人是一种具有高度灵活性的自动化机器，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率质量，服务人类生活，扩大延伸人的活动及能力范围。为保证机器人能够顺利完成工作，机器人的底板作为底盘结构支撑上部框架，并搭载有转向、动力、控制系统等功能性部件，需具有足够的稳固性和连接稳定性。现有技术中，对机器人底板各部件间的连接通常采用螺钉、粘胶等连接方式，需要耗费大量的材料，且螺钉、粘胶连接本身的稳固性不高，容易造成机器人在运动中底部连接松动、脱落等问题，导致机器人无法正常工作。
3.为解决上述问题，需要提供一种新型机器人底板结构，在不改变底板整体结构的条件下提高机器人底板的连接稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于榫卯结构的编程机器人底板，通过榫卯装置连接中间板与其两端的端板，共同形成稳定的基础底板平面，在不影响底板整体结构的条件下提高了底板的承载能力和结构稳定性。
5.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种基于榫卯结构的编程机器人底板，包括：
6.两个端板，其间隔设置在同一水平面上；
7.中间板，其位于所述两个端板之间，所述中间板的两端分别通过榫卯装置与所述两个端板连接，所述中间板的上表面间隔设有电池安装槽和电路板安装槽，所述中间板的两侧分别设有电机安装槽。
8.优选的是，所述基于榫卯结构的编程机器人底板，所述榫卯装置包括榫头，其固定在所述中间板的端部侧壁上，所述榫头为纵截面外大内小的梯形结构，其较大的底边正对同一端的端板设置；榫槽，其设置在所述端板与所述中间板正对的侧壁上，所述榫槽为纵截面外小内大的梯形凹槽并与所述榫头配合嵌接。
9.优选的是，所述基于榫卯结构的编程机器人底板，所述榫卯装置还包括定位块，其固定在所述榫头的外端部；定位槽，其位于所述榫槽的内侧壁上并正对所述定位块设置，所述定位槽与所述定位块配合卡接。
10.优选的是，所述基于榫卯结构的编程机器人底板，还包括调节装置，其设置在所述电路板安装槽内，所述调节装置包括滑槽，其沿对角线方向设置在所述电路板安装槽的内底面；两个调节柱，其间隔设置在所述滑槽内并通过移动垫片沿所述滑槽的长度方向滑动，任一调节柱的顶端凸出所述滑槽的上表面。
11.优选的是，所述基于榫卯结构的编程机器人底板，任一端板的外端部还设有传感器安装槽。
12.优选的是，所述基于榫卯结构的编程机器人底板，还包括多个转向装置，其沿宽度方向间隔设置在所述两个端板的顶部，任一转向装置包括固定柱，其为t型结构，所述固定柱竖直设置在对应的端板的顶部；转盘，其套设在所述固定柱的竖直部上并与其转动连接，所述转盘水平设置且半径大于所述固定柱到所述端板远离所述中间板的一端的水平距离。
13.本实用新型至少包括以下有益效果：
14.1、本实用新型将榫卯结构应用于机器人底板的非木质结构的连接中，使机器人底板的内部结构连接更加稳固，不易松脱，且作为底部支撑结构具有一定的抗震能力，提高了机器人整体结构在工作中的稳定性；
15.2、本实用新型通过榫卯装置连接中间板与端板，通过榫头与榫槽、定位块与定位槽的双重连接从多个方向对中间板与端板间的相对位置进行定位和限位，提高了安装精度和安装质量；
16.3、本实用新型的结构简单，有效节省了制作材料成本，且安装方便，提高了机器人底板的拼装效率。
17.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
18.图1为本实用新型一个实施例的一种基于榫卯结构的编程机器人底板的正立面结构示意图；
19.图2为上述实施例中所述基于榫卯结构的编程机器人底板的侧立面结构示意图；
20.图3为上述实施例中所述基于榫卯结构的编程机器人底板的平面结构示意图；
21.图4为上述实施例中所述电池安装槽和电路板安装槽的内部结构示意图；
22.图5为本实用新型一个实施例的一种基于榫卯结构的编程机器人的整体结构示意图；
23.图6为上述实施例中所述基于榫卯结构的编程机器人的内部结构示意图。
24.附图标记说明：
25.1、固定柱；2、转盘；3、前底板；4、定位块；5、榫头；6、榫槽；7、后底板；8、电机安装槽；9、中间板；10、中间板的上表面；11、电池安装槽；12、电路板安装槽；13、滑槽；14、外壳；15、电池负极接线槽；16、电池正极接线槽；17、调节柱；18、移动垫片；19、电池；20、电路板；21、电机；22、车轮。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
27.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示
的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.如图1
‑
6所示，本实用新型提供一种基于榫卯结构的编程机器人底板，包括：
29.两个端板，其间隔设置在同一水平面上；
30.中间板9，其位于所述两个端板之间，所述中间板9的两端分别通过榫卯装置与所述两个端板连接，所述中间板的上表面10间隔设有电池安装槽11和电路板安装槽12，所述中间板9的两侧分别设有电机安装槽8。
31.榫卯是一种极为精巧的构件连接方式，在木构架结构连接中使用较为广泛，各个构件的结点处以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架，使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者钢架的特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量，减小结构的地震响应。
32.上述技术方案将榫卯装置成功的运用在非木质结构的连接中，能够起到提高机器人底板连接稳定性的效果，并对机器人底板进行减震，提高机器人的工作稳定性。具体的，两个端板根据前后位置关系分为前底板3和后底板7，前底板3、中间板9、后底板7沿长度方向依次水平设置，共同形成整体平面，可用于机器人其他核心部件的安装和搭载。榫卯装置用于固定连接中间板9与对应端的端板，同时能够对中间板9与端板的的连接起到限位作用，由于榫卯装置在中间板9与端板间形成具有一定弹性的连接结构，机器人在工作过程中发生撞击、振动时，中间板9与端板的连接处受到外部应力发生适应性的弹性变形，对外部冲击力起到一定的缓冲作用，减小在受到外部冲击时连接节点处的应力，防止中间板9与端板的连接节点处受力过大造成结构本体变形、损坏等问题；另外，设定端板、中间板9、榫卯装置的宽度(沿宽度方向的长度)相同，从而，在最大限度上保证了榫卯装置对端板与中间板9连接的限位效果，提高了连接稳固性。中间板9上还设有电池安装槽11和电路板安装槽12，电池安装槽11内设有电池正极接线槽16和电池负极接线槽15。
33.在利用底板进行一种基于榫卯结构的编程机器人的设计拼装时，在电池安装槽11和电路板安装槽12内安装供电设备(电池19)和控制系统(电路板20)，在将电池19放入电池安装槽11后，可从电池负极接线槽15、电池正极接线槽16插入导线，并连接电路板20为其供电。中间板9的侧面四周设有电机安装槽8，在内置驱动设备(电机21)后，可直接在电机安装槽8外侧设置车轮22，并使用驱动设备对车轮22进行驱动，供电设备对驱动设备和控制系统进行供电，控制系统对驱动设备进行控制，从而控制机器人的运动，根据电路板内置程序实现编程机器人相应的功能。在电池19、电路板20、电机21安装完成后，从中间板9上方整体安装外壳14，其覆盖中间板的上表面10并与其可拆卸连接，外壳14在中间板9的上方形成一封闭空间，避免外部灰尘、杂物进入，保证机器人能够顺利工作。
34.本实用新型将榫卯结构应用于机器人底板的非木质结构的连接中，使机器人底板的内部结构连接更加稳固，不易松脱，且作为底部支撑结构具有一定的抗震能力，提高了机器人整体结构在工作中的稳定性。
35.在另一技术方案中，所述的基于榫卯结构的编程机器人底板，所述榫卯装置包括榫头5，其固定在所述中间板9的端部侧壁上，所述榫头5为纵截面外大内小的梯形结构，其较大的底边正对同一端的端板设置；榫槽6，其设置在所述端板与所述中间板9正对的侧壁
上，所述榫槽6为纵截面外小内大的梯形凹槽并与所述榫头5配合嵌接。其中，榫头5和榫槽6的大小和形状相配合，在拼装中间板9与端板时，将中间板9两端的榫头5分别对应打入两个端板的榫槽6中(梯形的榫头5进入榫槽6的梯形凹槽内)即完成中间板9与端板的固定连接。由于榫头5的外端部较大，而榫槽6的(外端)开口处较小，在两者成功配合榫接后，榫头5受到榫槽6的形状限制无法从榫槽6开口处脱出，且榫头5与榫槽6的形状完全配合，即榫头5的外壁与榫槽6的内壁完全贴合连接，从而，对中间板9在长度方向上的位置进行限位(前后定位)，使中间板9的两端分别固定在两个端板的长度方向上的固定位置，不会在外部作用力下发生位移，进一步保证了榫卯连接的稳固性，减小外部振动对底板连接稳定性的影响。
36.在另一技术方案中，所述的基于榫卯结构的编程机器人底板，所述榫卯装置还包括定位块4，其固定在所述榫头5的外端部；定位槽，其位于所述榫槽6的内侧壁上并正对所述定位块4设置，所述定位槽与所述定位块4配合卡接。上述技术方案中，通过在榫槽6内进一步开设定位槽，定位槽设置在榫槽6内远离开口处的侧壁上，并向端板的内部延伸，定位块4固定在榫头5的外端部且正对定位槽设置，定位块4与定位槽的尺寸、形状均对应设置，从而，当榫头5进入榫槽6时，定位块4也能够刚好插入定位槽中并与其配合卡接，定位槽的宽度小于榫槽6的宽度(沿端板的宽度方向的长度)，在定位块4卡入定位槽中后，对中间板9相对于端板在宽度方向上的位置进行限位(左右定位)，使中间板9的两端分别固定在两个端板的宽度方向上的固定位置。定位块4与定位槽组成的定位结构与榫头5和榫槽6组成的榫卯结构配合，共同对中间板9相对于端板的位置进行限位，从多个方向对中间板9的位置进行固定，提高了底板拼装时的安装精度和安装质量，同时，进一步提高了底板内部连接稳定性。
37.在另一技术方案中，所述的基于榫卯结构的编程机器人底板，还包括调节装置，其设置在所述电路板安装槽12内，所述调节装置包括滑槽13，其沿对角线方向设置在所述电路板安装槽12的内底面；两个调节柱17，其间隔设置在所述滑槽13内并通过移动垫片18沿所述滑槽13的长度方向滑动，任一调节柱17的顶端凸出所述滑槽13的上表面。其中，移动垫片18设置在滑槽13的内底面并与其滑动连接，移动垫片18与滑槽13的纵截面形状相配合，从上方拨动调节柱17时，移动垫片18对调节柱17的移动起到导向作用，限制调节柱17沿滑槽13的长度方向移动；调节装置设置在电路板安装槽12内，用于对安装的电路板20进行限位，防止机器人工作过程中电路板20在空间内发生晃动导致元器件损坏或电路板变形等问题；同时，还可适应不同尺寸的电路板限位安装。在安装前，先将两个调节柱17分别拨动至滑槽13的两端，将电路板20放入电路板安装槽12中后，将两端的调节柱17相向靠近移动，直至将电路板20卡紧在两个调节柱17之间，在移动垫片18与滑槽13的摩擦力作用下，调节柱17相对固定在滑槽13内，对电路板起到有效限位的作用。
38.在另一技术方案中，所述的基于榫卯结构的编程机器人底板，任一端板的外端部还设有传感器安装槽。具体的，两个端板(前底板3和后底板7)上需分别安装车头传感器和车尾传感器，用于在工作中对机器人的实际位置进行定位，在端板上设置专门的传感器安装槽，方便对传感器进行安装和接线，在实现传感器功能的同时避免外部障碍物碰撞时直接接触到传感器，造成传感器损坏、掉落等问题。
39.在另一技术方案中，所述的基于榫卯结构的编程机器人底板，还包括多个转向装置，其沿宽度方向间隔设置在所述两个端板的顶部，任一转向装置包括固定柱1，其为t型结
构，所述固定柱1竖直设置在对应的端板的顶部；转盘2，其套设在所述固定柱1的竖直部上并与其转动连接，所述转盘2水平设置且半径大于所述固定柱1到所述端板远离所述中间板9的一端的水平距离。上述技术方案中，固定柱1可以选用固定螺钉，端板的顶部设有与其螺纹相配合的螺纹孔，方便进行固定柱1与端板的拆装，转盘2套设在固定柱1上并可自由转动，当机器人靠近障碍物时，位于底板四周的转盘2会先接触到障碍物，在机器人继续相对障碍物前进的条件下，转盘2与障碍物发生相对转动，实现机器人的适应性转向，使其能够避开障碍物继续前进；同时，对机器人本体与障碍物间接触时的冲击力进行缓冲，避免障碍物和机器人本体在碰撞后发生损伤、变形。
40.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。