一种开源硬件用机械控制转接箱的制作方法

本实用新型涉及转接箱技术领域，特别是涉及一种开源硬件用机械控制转接箱。

背景技术：

在机械设计的实践教学中，通常会用到开源硬件来搭建机械控制模型，使学生在教学实践中深刻理解机械设计与控制体系。

常用的开源硬件，例如：arduino、树莓派等，开源硬件一般由多个控制主板进行模块化组合而成，控制主板上设有用于与舵机、步进电机等机械结构相连的针脚，以及用于与计算机的控制软件相连的针脚等。

常见的机械控制模型为机械手臂，机械手臂的各个关节位置分别设有舵机或步进电机，不同的舵机或步进电机通过导线分别连接在控制主板的对应引脚上。在教学实践中，由于机械手臂上舵机或步进电机的数量多，实际接线操作困难，存在接线杂乱的问题，学生难以直观地看出机械结构与控制系统之间的对应关系。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种开源硬件用机械控制转接箱，以解决教学实践中，实际接线操作困难，接线杂乱，学生难以直观地看出机械结构与控制系统之间的对应关系的问题。

本实用新型的开源硬件用机械控制转接箱的技术方案为：

开源硬件用机械控制转接箱包括箱体，所述箱体具有相对布置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上设有多个输入接口，所述输入接口用于与控制主板上的输出导线的接头插接配合；所述第二侧面设有多个与所述输入接口相对应的输出接口，所述输出接口用于与舵机或步进电机的输入导线的插头插接配合，所述输入接口与相对应的输出接口之间均连接有转接线；所述箱体上还设有标识结构，所述标识结构具有供用户标记连接信息的标记面。

有益效果：使用时，在控制主板的对应针脚上连接输出导线，并将输出导线的插头插接在输入接口中，在机械手臂的对应舵机或步进电机上连接输入导线，并将输入导线的插头插接在输出接口上，教学实践中将导线的插头准确插接在转接箱的对应接口上即可，相比于控制主板与多个舵机或步进电机之间直接连导线，接线的规整度更好，避免了出现接线操作困难，以及接线杂乱的问题；可将控制主板和对应舵机或步进电机之间的连接信息标识在标记面上，以清楚、直观地展示出控制主板与舵机或步进电机之间的控制关系，能够引导学生准确地实施接线操作，便于学生直观地看出机械结构与控制系统之间的对应关系。

进一步的，所述箱体的形状为长方体形，所述第一侧面和第二侧面前后相对布置，多个所述输入接口沿水平方向并列间隔分布在所述第一侧面上，多个所述输出接口沿水平方向并列间隔分布在所述第二侧面上。

进一步的，所述输入接口水平设置有两列，其中一列所述输入接口为舵机输入接口，另一列所述输入接口为步进电机输入接口；所述输出接口对应水平设置有两列，其中一列所述输出接口为舵机输出接口，另一列所述输出接口为步进电机输出接口。

进一步的，所述标识结构安装在所述箱体的上侧面，且所述标识面位于多个所述输入接口与对应的输出接口之间。

进一步的，所述标识结构包括转轴、安装在所述转轴上多个标识块，所述箱体的上侧面开设有容纳多个所述标识块的容置孔，所述转轴沿所述箱体的长度方向延伸，所述标记面设置在所述标识块的外侧面位置。

进一步的，所述标识块的形状为三棱柱体，所述三棱主体的棱侧面构成所述供用户标记连接信息的标记面。

进一步的，所述箱体中对应所述容置孔还设有罩体，所述罩体套设在多个所述标识块的外部。

进一步的，所述箱体上还设有电源接口，所述电源接口用于与电源线的插头插接配合，所述电源接口上设有位于所述箱体内部的电源连接点，所述电源连接点用于与控制主板上的电源导线导电连接。

进一步的，所述箱体上还设有数据接口，所述数据接口用于与数据线的插头插接配合，所述数据接口上设有位于所述箱体内部的数据连接点，所述数据连接点用于与控制主板上的数据导线导电连接。

进一步的，所述箱体上还上设有与所述电源接口对应的电源接线孔，以及与所述数据接口对应的数据接线孔。

附图说明

图1为本实用新型的开源硬件用机械控制转接箱的具体实施例1中转接箱(去掉侧板)的立体示意图；

图2为本实用新型的开源硬件用机械控制转接箱的具体实施例1中转接箱的其他视角的立体示意图；

图3为本实用新型的开源硬件用机械控制转接箱的具体实施例1中转接箱的其他视角的立体示意图；

图4为图1中转接箱的左视示意图；

图5为转接箱中的标识块的立体示意图。

图中：1－箱体、10－第一侧面、101－舵机输入接口、102－步进电机输入接口、11－第二侧面、111－舵机输出接口、112－步进电机输出接口、12－转接线、13－电源接口、130－电源连接点、14－数据接口、140－数据连接点、15－电源接线孔、16－数据接线孔、17－容置孔、2－标识结构、20－转轴、21－标识块、210－标记面、22－罩体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的开源硬件用机械控制转接箱的具体实施例1，如图1至图5所示，开源硬件用机械控制转接箱包括箱体1，箱体1具有相对布置的第一侧面10和第二侧面11，第一侧面10上设有多个输入接口，输入接口用于与控制主板上的输出导线的接头插接配合，第二侧面11设有多个与输入接口相对应的输出接口，输出接口用于与舵机或步进电机的输入导线的插头插接配合，输入接口与相对应的输出接口之间均连接有转接线12。在本实施例中，箱体1的形状为长方体形，第一侧面10和第二侧面11前后相对布置，多个输入接口沿水平方向并列间隔分布在第一侧面10上，多个输出接口沿水平方向并列间隔分布在第二侧面11上。

具体的，输入接口水平设置有两列，其中一列输入接口为舵机输入接口101，另一列输入接口为步进电机输入接口102；输出接口对应水平设置有两列，其中一列输出接口为舵机输出接口111，另一列输出接口为步进电机输出接口112。其中，舵机输入接口101共设有六个，六个舵机输入接口101在第一侧面10上水平间隔布置呈一列，对应的，舵机输出接口111也设有六个，六个舵机输出接口111在第二侧面11上水平间隔布置呈一列，在舵机输入接口101与舵机输出接口111之间分别连接有转接线12，通过转接线12将相对应的舵机输入接口101与舵机输出接口111导电连接，实现了控制主板和舵机之间的控制转接作用。

步进电机输入接口102共设有六个，六个步进电机输入接口102在第一侧面10上水平间隔布置呈一列，且步进电机输入接口102位于舵机输入接口101的上侧；对应的，步进电机输出接口112也设有六个，六个步进电机输出接口112在第二侧面11上水平间隔布置呈一列，且步进电机输出接口112位于舵机输出接口111的上侧，在步进电机输入接口102与步进电机输出接口112之间分别连接有转接线12，通过转接线12将相对应的步进电机输入接口102和步进电机输出接口112导电连接，实现了控制主板与步进电机之间的控制转接作用。以舵机的连接操作为例，使用时，在控制主板的对应针脚上连接输出导线，并将输出导线的插头插接在舵机输入接口101中，在机械手臂的对应舵机上连接输入导线，并将输入导线的插头插接在舵机输出接口111上，教学实践中将导线的插头准确插接在转接箱的对应接口上即可，相比于控制主板与多个舵机或步进电机之间直接连导线，接线的规整度更好，避免了出现接线操作困难，以及接线杂乱的问题。

在箱体1上还设有标识结构2，标识结构2具有供用户标记连接信息的标记面210，标识结构2安装在箱体1的上侧面，且标识面210位于多个输入接口与对应的输出接口之间。在本实施例中，标识结构2包括转轴20、安装在转轴20上的多个标识块21，箱体1的上侧面开设有容纳多个标识块21的容置孔17，转轴20沿箱体1的长度方向延伸，标记面210设置在标识块21的外侧面位置。具体的，标识块21的形状为三棱柱体，如图5所示，三棱主体的棱侧面构成供用户标记连接信息的标记面210。使用时，可将控制主板与舵机或步进电机的连接信息标注在标记面210上，例如：控制主板上不同位置的针脚、不同舵机或步进电机可进行编号，连接控制主板和舵机或步进电机后，将对应的编号信息分别标识在标记面210上，以清楚、直观地展示出控制主板与舵机或步进电机之间的控制关系，能够引导学生准确地实施接线操作，便于学生直观地看出机械结构与控制系统之间的对应关系。

其中，标识块21为可绕转轴20旋转动作的三棱柱体，即标识块21的三个棱侧面均为标记面210，可标注更多内容的连接信息，且转动标识块21调整不同的标记面210正对容置孔17，以展示出不同的连接信息。在箱体1中对应容置孔17还设有罩体22，罩体22套设在多个标识块21的外部，通过罩体22对标识块21进行封闭遮挡，避免因转动标识块21时与转接线12之间产生干涉作用，提高了转接箱的使用可靠性。

在箱体1上还设有电源接口13，电源接口13用于与电源线的插头插接配合，电源接口13上设有位于箱体1内部的电源连接点130，电源连接点130用于与控制主板上的电源导线导电连接。由于控制主板需要通电后使用，电源线的插头插接在箱体1的电源接口13上，并在电源连接点130与控制主板的电源针脚之间连接电源导线，将电源线的另一端接通电源，即可实现对控制主板的供电作用。

并且，在箱体1上还设有数据接口14，数据接口14用于与数据线的插头插接配合，数据接口14上设有位于箱体1内部的数据连接点140，数据连接点140用于与控制主板上的数据导线导电连接。控制主板需要与计算机中的控制程序进行数据连接，将数据线的插头插接在数据接口14上，并在数据连接点140于控制主板的数据针脚之间连接数据导线，将数据线的另一端接通计算机，即可实现控制程序对控制主板之间数据传输。另外，在箱体1上还上设有与电源接口13对应的电源接线孔15，以及与数据接口14对应的数据接线孔16，连接控制主板的电源导线、数据导线分别经电源接线孔15、数据接线孔16引出，便于学生在箱体1外实施导线与针脚的连接操作。

本实用新型的开源硬件用机械控制转接箱的其他具体实施例，为了满足不同的使用需求，输入接口和输出接口的数量、种类和布置方式不仅限于具体实施例中的形式，例如：可设置三个以上的输入接口和对应的输出接口；或者，可仅保留舵机输入接口和舵机输出接口，或仅保留步进电机输入接口和步进电机输出接口，再或者增加其他种类的输入接口和输出接口；布置方式也可由水平间隔排列调整为竖向间隔排列等。

本实用新型的开源硬件用机械控制转接箱的其他具体实施例，为了满足不同的使用需求，标识结构不仅限于具体实施例1中的转轴和三棱柱体的标识块，可将标识结构简化为标识板，或者将多个标识块分别替换成多个圆柱体或多个四棱柱体等。再或者，可将多个标识块替换成一个整体的圆柱体或四棱柱体。

本实用新型的开源硬件用机械控制转接箱的其他具体实施例，为了简化转接箱的结构，可将电源接口和数据接口省去，仅保留输入接口和输出接口，省去了电源线、数据线在转接箱与控制板之间的转接连接操作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。