教学用坦克排爆机器人的制作方法

本实用新型涉及教学用具技术领域，尤其涉及一种教学用坦克排爆机器人。

背景技术：

中小学创客教育即为STEAM教育，最早有美国政府提出并实施。目前，国外创客教育体系较为完善，拥有一大批相关资质的教师以及丰富的教学用具。我国起步较晚，目前没有一套很清晰的教学体系。所有教学及比赛均以乐高等积木为主要教具。

排爆机器人是指代替人到不能去或不适宜去的有爆炸危险等环境中,直接在事发现场进行侦察、排除和处理爆炸物及其它危险品,也可对一些持枪的恐怖分子实施有效攻击的机器人。这类机器人对于性能、功能等要求较高，因此，生产机器人的成本高，并不适合教学用。而教学用机器人目前规模较小，如果规模化生产，那么机器人的平摊成本较高，因此也不适合规模化生产。规模较小的机器人的部件生产，一般采用3D打印较为合适，因为不用采购成本高昂的模具等。但是，3D打印的精度要求越高、结构越复杂、使用的材料越多，那么3D打印的成本也就越高。目前，并没有适用于3D打印的教学演示的排爆机器人。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种适用于3D打印且生产成本较低的教学用坦克排爆机器人。

一种教学用坦克排爆机器人包括行走机构、机壳、机械臂组件、抓手组件、控制装置，所述行走机构设置在机壳的底部，以带动机壳移动，机械臂组件的下端与机壳的上表面铰接，机械臂组件的上端与抓手组件铰接，所述行走机构包括两个行走轮驱动电机、两个减速器、一对驱动轮、至少一对导向轮、一对爬升轮、轮系支架，所述行走轮驱动电机设置在机壳中，行走轮驱动电机的转轴与减速器的输入轴固定连接，两个减速器的输出轴分别与一个驱动轮固定连接，驱动轮、导向轮、爬升轮的两侧与轮系支架可拆卸连接，以对驱动轮、导向轮、爬升轮进行保护，轮系支架设有若干轴承，驱动轮、导向轮、爬升轮的转轴套设在轮系支架的轴承上；当两个行走轮驱动电机同步正转时，行走机构前进；当两个行走轮驱动电机同步反转时，行走机构后退；当一个行走轮驱动电机正转，另一个行走轮驱动电机反转时，行走机构转向，控制装置与行走机构、机械臂组件、抓手组件电性连接，以控制行走机构、机械臂组件、抓手组件的运行。

优选的，所述机壳的上表面设有电机支座和第一驱动电机，电机支座设有转轴通孔，第一驱动电机与电机支座固定连接，且第一驱动电机的转轴穿过转轴通孔与机械臂组件固定连接，第一驱动电机转动时，机械臂组件绕着第一驱动电机的转轴转动。

优选的，所述机械臂组件包括第一支撑臂、第二驱动电机、第二支撑臂、第三驱动电机，所述第一支撑臂的下端与第一驱动电机的转轴固定连接，第二驱动电机与第一支撑臂固定连接，第二驱动电机的转轴水平设置，且第二驱动电机的转轴与第二支撑壁的一端固定连接，第二驱动电机转动时带动第二支撑臂转动，第二支撑臂的另一端与第三驱动电机固定连接，且第三驱动电机位于第二支撑臂中，第三驱动电机的转轴方向水平且与与抓手组件固定连接，以带动抓手组件转动。

优选的，所述抓手组件包括抓手壳体、第四驱动电机、驱动齿轮、第一钳体、第二钳体，所述抓手壳体的一端与第三驱动电机的转轴固定连接，第四驱动电机、驱动齿轮、第一钳体、第二钳体设置在抓手壳体上，第四驱动电机的转轴与驱动齿轮套设连接，以使第四驱动电机的转轴与驱动齿轮同步转动，第一钳体和第二钳体的后端设有弧形锯齿条，第一钳体的弧形锯齿条与驱动齿轮的前端啮合连接，第二钳体的弧形锯齿条与驱动齿轮的后端啮合连接，第一钳体和第二钳体的中部通过转轴铰接，第一钳体和第二钳体的转轴的两端与抓手壳体固定连接，驱动齿轮转动时，第一钳体和第二钳体的转动方向相反，从而完成夹取或松开动作。

优选的，所述控制装置包括两个超声波传感器、控制器、无线接收器、遥控器、无线发射器，所述两个超声波传感器分别设置在机壳的前端和后端并与控制器电性连接，以感应前方障碍物与后方障碍物的距离并将距离信息传送至控制器，控制器还与无线发射器电性连接，无线发射器与遥控器无线通讯连接，以将超声波感应的距离信息发送至遥控器，控制器还与无线接收器电性连接，无线接收器与遥控器无线通讯连接，以接收控制器还与行走轮驱动电机、第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机电性连接，以控制行走机构、机械臂组件、抓手组件的运行。

优选的，所述机壳的前端设置角度调节装置，以调节超声波传感器的角度，所述角度调节装置包括电机支架、第五驱动电机、传感器支架，电机支架与机壳的前端固定连接，第五驱动电机的转轴与传感器支架固定连接，第五驱动电机还与控制器电性连接，超声波传感器设置在传感器支架上，以通过第五驱动电机的转轴的转动带动超声波传感器转动，从而探测不同方向上的障碍物。

优选的，所述控制装置还包括颜色传感器，颜色传感器设置在机壳的底部，颜色传感器与控制器电性连接，相应的，在地面上标记有带颜色的轨迹，控制器设有与轨迹颜色的色值相同的色值，以控制行走轮驱动电机沿着轨迹行走。

有益效果：本实用新型的教学用坦克排爆机器人包括行走机构、机壳、机械臂组件、抓手组件、控制装置，所述行走机构包括两个行走轮驱动电机、两个减速器、一对驱动轮、一对导向轮、一对爬升轮、轮系支架，驱动简单，便于演示和自学，从而提升学生的学习兴趣。同时，各部件拆装方便、便于3D打印，并且各部件能够制作成简单的机械结构，能够降低3D打印的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的教学用坦克排爆机器人的立体结构示意图。

图2为本实用新型的教学用坦克排爆机器人的侧视图。

图3为本实用新型的教学用坦克排爆机器人的俯视图。

图4为本实用新型的教学用坦克排爆机器人的功能模块图。

图中：教学用坦克排爆机器人10、行走机构20、行走轮驱动电机201、驱动轮202、导向轮203、爬升轮204、轮系支架205、机壳30、电机支座301、第一驱动电机302、机械臂组件40、第一支撑臂401、第二驱动电机402、第二支撑臂403、第三驱动电机404、抓手组件50、抓手壳体501、第四驱动电机502、驱动齿轮503、第一钳体504、第二钳体505、控制装置60、超声波传感器601、控制器602、无线接收器603、遥控器604、无线发射器605、颜色传感器606、角度调节装置70、第五驱动电机701、传感器支架702。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。

请参看图1至图4，教学用坦克排爆机器人10包括行走机构20、机壳30、机械臂组件40、抓手组件50、控制装置60，所述行走机构20设置在机壳30的底部，以带动机壳30移动，机械臂组件40的下端与机壳30的上表面铰接，机械臂组件40的上端与抓手组件50铰接，所述行走机构20包括两个行走轮驱动电机201、两个减速器、一对驱动轮202、至少一对导向轮203、一对爬升轮204、轮系支架205，所述行走轮驱动电机201设置在机壳30中，行走轮驱动电机201的转轴与减速器的输入轴固定连接，两个减速器的输出轴分别与一个驱动轮202固定连接，驱动轮202、导向轮203、爬升轮204的两侧与轮系支架205可拆卸连接，以对驱动轮202、导向轮203、爬升轮204进行保护，轮系支架205设有若干轴承，驱动轮202、导向轮203、爬升轮204的转轴套设在轮系支架205的轴承上；当两个行走轮驱动电机201同步正转时，行走机构20前进；当两个行走轮驱动电机201同步反转时，行走机构20后退；当一个行走轮驱动电机201正转，另一个行走轮驱动电机201反转时，行走机构20转向，控制装置60与行走机构20、机械臂组件40、抓手组件50电性连接，以控制行走机构20、机械臂组件40、抓手组件50的运行。

进一步的，所述机壳30的上表面设有电机支座301和第一驱动电机302，电机支座301设有转轴通孔，第一驱动电机302与电机支座301固定连接，且第一驱动电机302的转轴穿过转轴通孔与机械臂组件40固定连接，第一驱动电机302转动时，机械臂组件40绕着第一驱动电机302的转轴转动。

进一步的，所述机械臂组件40包括第一支撑臂401、第二驱动电机402、第二支撑臂403、第三驱动电机404，所述第一支撑臂401的下端与第一驱动电机302的转轴固定连接，第二驱动电机402与第一支撑臂401固定连接，第二驱动电机402的转轴水平设置，且第二驱动电机402的转轴与第二支撑壁的一端固定连接，第二驱动电机402转动时带动第二支撑臂403转动，第二支撑臂403的另一端与第三驱动电机404固定连接，且第三驱动电机404位于第二支撑臂403中，第三驱动电机404的转轴方向水平且与与抓手组件50固定连接，以带动抓手组件50转动。

进一步的，所述抓手组件50包括抓手壳体501、第四驱动电机502、驱动齿轮503、第一钳体504、第二钳体505，所述抓手壳体501的一端与第三驱动电机404的转轴固定连接，第四驱动电机502、驱动齿轮503、第一钳体504、第二钳体505设置在抓手壳体501上，第四驱动电机502的转轴与驱动齿轮503套设连接，以使第四驱动电机502的转轴与驱动齿轮503同步转动，第一钳体504和第二钳体505的后端设有弧形锯齿条，第一钳体504的弧形锯齿条与驱动齿轮503的前端啮合连接，第二钳体505的弧形锯齿条与驱动齿轮503的后端啮合连接，第一钳体504和第二钳体505的中部通过转轴铰接，第一钳体504和第二钳体505的转轴的两端与抓手壳体501固定连接，驱动齿轮503转动时，第一钳体504和第二钳体505的转动方向相反，从而完成夹取或松开动作。

进一步的，所述控制装置60包括两个超声波传感器601、控制器602、无线接收器603、遥控器604、无线发射器605，所述两个超声波传感器601分别设置在机壳30的前端和后端并与控制器602电性连接，以感应前方障碍物与后方障碍物的距离并将距离信息传送至控制器602，控制器602还与无线发射器605电性连接，无线发射器605与遥控器604无线通讯连接，以将超声波感应的距离信息发送至遥控器604，控制器602还与无线接收器603电性连接，无线接收器603与遥控器604无线通讯连接，以接收控制器602还与行走轮驱动电机201、第一驱动电机302、第二驱动电机402、第三驱动电机404、第四驱动电机502电性连接，以控制行走机构20、机械臂组件40、抓手组件50的运行。

进一步的，所述机壳30的前端设置角度调节装置70，以调节超声波传感器601的角度，所述角度调节装置70包括电机支架、第五驱动电机701、传感器支架702，电机支架与机壳30的前端固定连接，第五驱动电机701的转轴与传感器支架702固定连接，第五驱动电机701还与控制器602电性连接，超声波传感器601设置在传感器支架702上，以通过第五驱动电机701的转轴的转动带动超声波传感器601转动，从而探测不同方向上的障碍物。

进一步的，所述控制装置60还包括颜色传感器606，颜色传感器606设置在机壳30的底部，颜色传感器606与控制器602电性连接，相应的，在地面上标记有带颜色的轨迹，控制器602设有与轨迹颜色的色值相同的色值，以控制行走轮驱动电机201沿着轨迹行走。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。