一种教育机器人用头部转动机构的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，具体为一种教育机器人用头部转动机构。

背景技术：

教育机器人是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。它除了机器人机体本身之外，还有相应的控制软件和教学课本等。教育机器人因为适应新课程，对学生科学素养的培养和提高起到了积极的作用，在众多中小学学校得以推广，机器人走入学校和电脑普及一样，已经成为未来教育发展趋势。

目前大多数的教育机器人的头部和体部采用固定连接，没有灵活的转动结构，比较呆板，趣味性低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种教育机器人用头部转动机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种教育机器人用头部转动机构，包括球窝，以及在球窝中可进行前后左右摆动的关节球，所述关节球顶部固定连接顶杆，且关节球底部固定连接底杆，所述顶杆与机器人头部的外壳固定连接，所述球窝外壁固定连接支撑架，所述支撑架与机器人体部的内壳固定连接，机器人体部内壳还与底座固定连接，所述底座上设有第一电动推杆，所述第一电动推杆的输出端与第一推板相铰接，所述第一推板固定连接槽座，所述槽座内设有第二电动推杆，所述第二电动推杆的输出端固定连接第二推板，所述第二推板与底杆右侧壁相抵接。

优选的，所述球窝由两块呈镜像对称的半球壳焊接而成，球窝顶部开设有第一弧形缺口，球窝底部开设第二弧形缺口，所述第一弧形缺口和第二弧形缺口关于球窝的球心呈中心对称。

优选的，所述关节球的外径等于球窝的内径，关节球外壁和球窝内壁均涂覆有自润滑耐磨涂层。

优选的，所述槽座内底壁固定连接挡板，所述挡板穿设且滑动配合弧形杆，所述弧形杆的圆心位置和关节球的球心位置相同，弧形杆与底杆左侧壁固定连接，且弧形杆外周套设有弹簧，所述弹簧一端与底杆左侧壁相抵接，弹簧的另一端与挡板相抵接。

优选的，所述槽座设有万向球，所述万向球的底座与槽座外底壁螺栓连接，万向球的滚珠与底座滚动配合。

优选的，万向球设有三个，三个万向球在槽座外底壁侧向竖直中心呈直线等间距排列。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型结构简单，构造新颖，安装便捷，适用性广，机器人可以通过头部转动机构，实现“摇头”和“点头”运动，可以模拟出人和人之间真实问答场景，互动性高，提高使用趣味性；

2.本实用新型通过在关节球和球窝上均涂覆有自润滑耐磨涂层，降低关节球和球窝之间的摩擦，使得球窝在关节球中转动更为平稳、流畅，并通过万向球作为槽座的支撑，降低槽座对支撑架的载荷。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中球窝、关节球以及槽座的内部结构示意图。

图中：1球窝、101第一弧形缺口、102第二弧形缺口、2关节球、3顶杆、4底杆、5支撑架、6底座、7第一电动推杆、8第一推板、9槽座、10第二电动推杆、11第二推板、12挡板、13弧形杆、14弹簧、15万向球、16机器人头部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：一种教育机器人用头部转动机构，包括球窝1，以及在球窝1中可进行前后左右摆动的关节球2。球窝1由两块呈镜像对称的半球壳焊接而成，焊接前将关节球2放置在两个半球壳中，然后对半球壳接缝处进行焊接，使得球窝1和关节球2构成一个整体，关节球2被约束在球窝1中。关节球2的外径等于球窝1的内径，通过在关节球2外壁和球窝1内壁均涂覆有自润滑耐磨涂层，降低关节球2和球窝1之间的摩擦，使得球窝1在关节球2中转动更为平稳、流畅。

球窝1外壁固定连接支撑架5，支撑架5与机器人体部的内壳螺栓连接，支撑架5为球窝1和关节球2提供支撑。关节球2顶部固定连接顶杆3，顶杆3与机器人头部16的外壳固定连接。

球窝1顶部开设有第一弧形缺口101，球窝1底部开设第二弧形缺口102，第一弧形缺口101和第二弧形缺口102关于球窝1的球心呈中心对称。由于第一弧形缺口101和第二弧形缺口102的存在，如图1中，关节球2可以发生左右偏转，即相当于机器人头部16“摇头”；如图2中，关节球2可以发生左右偏转，即相当于机器人头部16“点头”。

关节球2底部固定连接底杆4，机器人体部内壳还与底座6固定连接，底座6上表面与第一电动推杆7的外壳固定连接，第一电动推杆7的推杆与第一推板8相铰接，第一推板8固定连接槽座9。

槽座9内底壁与第二电动推杆10的外壳固定连接，第二电动推杆10的推杆固定连接第二推板11，第二推板11与底杆4右侧壁相抵接。槽座9内底壁固定连接挡板12，挡板12穿设且滑动配合弧形杆13，弧形杆13的圆心位置和关节球2的球心位置相同，弧形杆13与底杆4左侧壁固定连接，且弧形杆13外周套设有弹簧14，弹簧14一端与底杆4左侧壁相抵接，弹簧14的另一端与挡板12相抵接。

第一电动推杆7和第二电动推杆10均采用采用特姆优公司生产的u2电动伸缩杆，其主要由驱动电机、减速齿轮、丝杆、丝杆螺母和推杆组成，通过开启驱动电机，驱动电机在减速齿轮带动丝杆旋转，丝杆间隙配合丝杆螺母，根据丝杆传动原理，丝杆螺母可以带动推杆上下移动，从而实现推杆“伸缩”运动。

槽座9设有万向球15，万向球15的底座与槽座9外底壁螺栓连接，万向球15的滚珠与底座6滚动配合。万向球15设有三个，三个万向球15在槽座9外底壁侧向竖直中心呈直线等间距排列，通过万向球15作为槽座9的支撑，降低槽座9对支撑架5的载荷。

工作原理：如图1所示，开启第一电动推杆7，第一电动推杆7的推杆推动第一推板8，由于槽座9和挡板12是固接关系，而挡板12中与弧形杆13是穿设且滑动配合的关系，弧形杆13又与底杆4是固接关系，通过第一推板8推动槽座9，可以间接推动底杆4，使得底杆4带动机器人头部16发生“摇头”运动。

如图2所示，开启第二电动推杆10，第二电动推杆10带动第二推板11进行伸缩运动，第二推板11克服来自弹簧14的阻力，使得底杆4带动机器人头部16发生“点头”运动。特别的，由于第二推板11和底杆4是抵接关系，可以人为拨动机器人头部16，让机器人器人头部16发生“点头”运动，可以提高人与机器人互动性。

综上，机器人可以通过头部转动机构，实现“摇头”和“点头”运动，可以模拟出人和人之间真实问答场景，互动性高，提高使用趣味性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。