一种用于绘画机器人的抬升机构的制作方法

1.本实用新型涉及儿童教育机器人技术领域，特别是涉及一种用于绘画机器人的抬升机构。


背景技术：

2.绘画机器人是一种教学指导儿童学习简笔画的机器人玩具，帮助儿童在玩耍的过程中学习。绘画机器人需要通过手臂控制绘画笔的压笔和抬笔在纸张上实现绘画的功能。目前，市面上绘画机器人的手臂抬升通过手臂与水平面产生倾斜角来实现，但是倾斜角的大小无法控制，导致手臂对于绘画笔的控制精度较差。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于绘画机器人的抬升机构。
4.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
5.一种用于绘画机器人的抬升机构，包括绘画机器人本体和绘画机器人底座，所述绘画机器人本体与绘画机器人底座呈上下位置分布，绘画机器人本体与绘画机器人底座之间依次设有第一手臂驱动机构和第二手臂驱动机构，第二手臂驱动机构底部设有安装板，所述安装板与绘画机器人底座之间设有抬升机构，所述抬升机构包括第一壳体、第二壳体、步进电机、齿轮和齿条，第一壳体和第二壳体与绘画机器人底座固定连接，第一壳体与第二壳体之间安装有步进电机，第一壳体与第二壳体相配合，第一壳体顶部靠近一端位置设有开口，第二壳体顶部相对应位置设有开口，步进电机靠近开口一端设有转轴，转轴上安装有齿轮，安装板上安装有齿条，齿条与安装板固定连接，齿条通过开口伸入第一壳体和第二壳体的内部，齿条位于齿轮一侧且与齿轮相啮合；所述安装板与绘画机器人底座之间设有导向机构，导向机构包括导套和导柱，安装板上安装有导柱，绘画机器人底座上与导柱相对应位置安装有导套，导柱位于导套内且与导套滑动连接。导向机构保证手臂在抬升过程中的稳定性。
6.优选的，所述第一壳体与第二壳体通过螺栓固定连接，所述第一壳体和第二壳体与绘画机器人底座通过螺栓固定连接。螺栓连接使得安装与拆卸简单，方便后期维护。
7.优选的，所述齿条一端与安装板通过螺栓固定连接。
8.优选的，所述步进电机靠近齿轮一端设有定位块，定位块有两个且位于步进电机两侧对称分布，所述第一壳体和第二壳体与定位块相对应位置设有第一定位槽，定位块伸入第一定位槽内且与第一定位槽相配合。定位块与第一定位槽相配合提升步进电机的安装速度，同时保证步进电机在工作过程中不会发生运动，稳定性好。
9.优选的，所述绘画机器人底座上设有第二定位槽，第一壳体和第二壳体位于第二定位槽内。第二定位槽方便第一壳体和第二壳体的快速安装，保证安装方位准确。
10.优选的，所述步进电机的型号为深圳一诺微特24byj48-787a。步进电机保证手臂
上下位移的精度，同时可实现手臂任意位置自锁停止。
11.优选的，所述导柱的数量为2～4个，导柱之间呈圆环形分布。
12.优选的，所述导柱数量为3个，3个导柱之间呈120度夹角。
13.优选的，所述导柱数量为4个，4个导柱之间呈90度夹角。
14.优选的，所述导柱与安装板通过注塑一体成型；所述导套与绘画机器人本体通过注塑一体成型。
15.本实用新型的工作原理是，通过定位块和第一定位槽快速将步进电机放置在第一壳体和第二壳体之间，然后通过螺栓将第一壳体和第二壳体固定连接固定住步进电机，通过螺栓将第一壳体和第二壳体与绘画机器人本体上的第二定位槽固定连接，通过螺栓将齿条安装在安装板上，然后将齿条伸入第一壳体和第二壳体的开口内与齿轮相啮合，将安装板上的导柱对准绘画机器人底座上的导套使得两者滑动连接，绘画机器人本体与绘画机器人底座之间安装有第一手臂驱动机构和第二手臂驱动机构，第一手臂驱动机构和第二手臂驱动机构上安装有手臂，手臂上安装有夹持组件，将绘画笔放置在夹持组件内固定住，完成绘画机器人的安装；当需要教学儿童绘画时，接通绘画机器人的电源，绘画机器人本体识别需要完成的绘画，绘画机器人本体通过分别控制第一手臂驱动机构和第二手臂驱动机构来控制绘画笔在水平面180度的扇形范围内任意移动绘画；当需要将绘画笔抬升离开纸张时，步进电机工作带动齿轮转动，齿轮带动齿条向上移动，导柱与导套相配合使得向上移动平稳进行，反之，绘画笔可向下移动与纸张接触，实现绘画笔的上下抬升功能。
16.本实用新型的有益效果在于：本实用新型可实现手臂对于绘画笔的精确控制，用户满意度高；抬升方向为竖直方向上下抬升，绘画笔可停留在距离纸张的任意高度，控制精度高；导向机构保证抬升平稳进行，稳定性好。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构爆炸图；
18.图2为本实用新型的整体结构放大立体图；
19.图3为本实用新型的绘画机器人底座俯视图；
20.图4为本实用新型的绘画机器人整体结构图。
21.其中：1、绘画机器人本体；2、第一手臂驱动机构；3、第二手臂驱动机构；4、安装板；5、导柱；6、第一壳体；7、齿条；8、导套；9、绘画机器人底座；10、齿轮；11、第二壳体；12、步进电机；13、夹持组件；14、绘画笔；15、手臂；16、开口；17、定位块；18、第一定位槽；19、第二定位槽。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
23.如图1所示，本实用新型包括绘画机器人本体1和绘画机器人底座9，绘画机器人本体1与绘画机器人底座9呈上下位置分布。绘画机器人本体1与绘画机器人底座9之间依次设有第一手臂驱动机构2和第二手臂驱动机构3。第二手臂驱动机构3底部设有安装板4。安装板4与绘画机器人底座9之间设有抬升机构。抬升机构包括第一壳体6、第二壳体11、步进电机12、齿轮10和齿条7。第一壳体6和第二壳体11与绘画机器人底座9固定连接，第一壳体6和
第二壳体11与绘画机器人底座9通过螺栓固定连接。绘画机器人底座9上设有第二定位槽19，第一壳体6和第二壳体11位于第二定位槽19内。如图1和图2所示，第一壳体6与第二壳体11之间安装有步进电机12，步进电机12的型号为深圳一诺微特24byj48-787a。第一壳体6与第二壳体11相配合，第一壳体6与第二壳体11通过螺栓固定连接。第一壳体6顶部靠近一端位置设有开口16，第二壳体11顶部相对应位置设有开口16。步进电机12靠近开口16一端设有转轴，转轴上安装有齿轮10。安装板4上安装有齿条7，齿条7与安装板4固定连接，齿条7一端与安装板4通过螺栓固定连接。齿条7通过开口16伸入第一壳体6和第二壳体11的内部，齿条7位于齿轮10一侧且与齿轮10相啮合。步进电机12靠近齿轮10一端设有定位块17，定位块17有两个且位于步进电机12两侧对称分布。第一壳体6和第二壳体11与定位块17相对应位置设有第一定位槽18，定位块17伸入第一定位槽18内且与第一定位槽18相配合。如图1和图3所示，安装板4与绘画机器人底座9之间设有导向机构。导向机构包括导套8和导柱5。安装板4上安装有导柱5，绘画机器人底座9上与导柱5相对应位置安装有导套8，导柱5位于导套8内且与导套8滑动连接。导柱5的数量为2～4个，导柱5之间呈圆环形分布。本实施例中，导柱5的数量为3个，3个导柱5之间呈120度夹角。导柱5的数量也可以为4个，4个导柱5之间呈90度夹角。导柱5与安装板4通过注塑一体成型；导套8与绘画机器人本体1通过注塑一体成型。如图1、图2和图4所示，安装时，通过定位块17和第一定位槽18快速将步进电机12放置在第一壳体5和第二壳体11之间，然后通过螺栓将第一壳体6和第二壳体11固定连接固定住步进电机12，通过螺栓将第一壳体6和第二壳体11与绘画机器人本体1上的第二定位槽19固定连接，通过螺栓将齿条7安装在安装板4上，然后将齿条7伸入第一壳体6和第二壳体11的开口16内与齿轮10相啮合，将安装板4上的导柱5对准绘画机器人底座9上的导套8使得两者滑动连接，绘画机器人本体1与绘画机器人底座9之间安装有第一手臂驱动机构2和第二手臂驱动机构3，第一手臂驱动机构2和第二手臂驱动机构3上安装有手臂15，手臂15上安装有夹持组件13，将绘画笔14放置在夹持组件13内固定住，完成绘画机器人的安装；工作时，当需要教学儿童绘画时，接通绘画机器人的电源，绘画机器人本体1识别需要完成的绘画，绘画机器人本体1通过分别控制第一手臂驱动机构2和第二手臂驱动机构3来控制绘画笔14在水平面180度的扇形范围内任意移动绘画；当需要将绘画笔14抬升离开纸张时，步进电机12工作带动齿轮10转动，齿轮10带动齿条7向上移动，导柱5与导套8相配合使得向上移动平稳进行，反之，绘画笔14可向下移动与纸张接触，实现绘画笔14的上下抬升功能。
24.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围。本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形。本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。