建筑材料送货机器人教具的制作方法

本实用新型涉及一种教具机器人，特别涉及建筑材料送货机器人教具。

背景技术：

机器人的发明、研究及应用实践是以科学研究和社会生产为需求的，进入到教育是其领域的扩大与发展。由于它所涉及知识的广泛性和涉及技术的综合性，使得机器人对教育而言具有更多的价值。

机器人教育是通过组装、搭建、运行玩具机器人来激发学生的学习兴趣、培养学生的综合能力。机器人教育让学生了解机器人的发展和应用现状，理解机器人的概念和工作方式，为进一步学习机器人技术的有关知识打下基础；让学生了解机器人各个传感器的功能，学习编写简单的机器人控制程序，提高学生分析问题和解决问题的能力；通过玩具机器人竞赛和完成各项任务，使学生在搭建机器人和编制程序的过程中培养动手能力、协作能力和创造能力。

目前，在科教机器人中，大多数机器人融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等众多先进技术，而在面向低学龄学生的玩具机器人则需要将这些先进技术简单化，既能让学生接触到相关技术，又需要带有一定的趣味性，能激发学生的学习兴趣。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现，让学生把所学知识有机串联投入实际应用。工业机器人作为一种高附加值的加工装备、物流仓储搬运等领域机器人有望迎来大发展，其趋势是标准化、模块化、系统化、开放化，并且更加重视相关新材料、智能化示教、应用设计、成套应用工艺等关键技术。其中移动机器人不仅广泛用于物流技术之中，还应用于各个行业的材料搬运、传输。学习这类机器人的构造原理更有利于帮助学生创新意识的形成。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是提供建筑材料送货机器人教具，这种建筑材料送货机器人教具能够模拟运送建筑材料并将建筑材料送到指定楼层，激发学生对于机器人的学习兴趣。

为了解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

建筑材料送货机器人教具，包括送货梯主体，所述送货梯主体包括送货梯框架、轿厢、轿厢升降驱动机构和送货梯控制器，轿厢升降驱动机构和送货梯控制器分别安装在送货梯框架上，送货梯框架上设有升降通道，轿厢处于升降通道中，轿厢的上端与轿厢升降驱动机构的动力输出端连接，轿厢升降驱动机构的信号输入端与送货梯控制器相应的信号输出端电连接，其特征在于：所述建筑材料送货机器人教具还包括运输车主体和红外通信装置，所述运输车主体包括运输车框架、运输车驱动机构、货物装卸台和运输车控制器，运输车驱动机构和运输车控制器分别安装在运输车框架上，运输车框架上设有多个车轮，并且运输车框架上至少一个车轮与运输车驱动机构的动力输出端传动连接，货物装卸台位于运输车框架上方，并且货物装卸台通过横向转轴可转动安装在运输车框架上，运输车主体还包括能够驱动货物装卸台绕所述横向转轴转动的卸货驱动机构，运输车驱动机构的信号输入端和卸货驱动机构的信号输入端分别与运输车控制器相应的信号输出端电连接；所述红外通信装置包括红外发射器和红外接收器，红外发射器安装在运输车框架上，红外发射器的信号输入端与运输车控制器相应的信号输出端电连接，红外接收器安装在送货梯框架上，送货梯控制器的信号输入端与红外接收器相应的信号输出端电连接。

上述建筑材料送货机器人教具，将建筑材料放置在运输车主体上的货物装卸台上，运输车控制器控制运输车驱动机构驱动车轮转动，使运输车主体将建筑材料运输至送货梯主体前，并控制卸货驱动机构，使货物装卸台绕横向转轴转动并向送货梯主体倾斜，使建筑材料由货物装卸台滑落至送货梯主体内的轿厢中；随后通过红外发射器发射将建筑材料运送到指定楼层的信号，红外接收器接收红外信号并发送给送货梯控制器，送货梯控制器根据信号控制轿厢升降驱动机构驱动轿厢上升到指定楼层。这种建筑材料送货机器人教具能够将建筑材料运送至送货梯进行卸货，并使送货梯将建筑材料自动运送到指定楼层，让学生接触到基本的机器人应用，提高学生分析问题和解决问题的能力，激发学生对于机器人的学习兴趣。

作为本实用新型的优选方案，所述卸货驱动机构包括卸货驱动电机、电机齿轮、转动齿轮和连杆，卸货驱动电机安装在货物装卸台后端，卸货驱动电机的信号输入端与运输车控制器相应的信号输出端电连接，电机齿轮固定安装在卸货驱动电机的输出轴上，转动齿轮可转动的安装在货物装卸台后端并与电机齿轮啮合，连杆上端与转动齿轮上偏离转动齿轮圆心的部位铰接，连杆下端与运输车框架铰接。通过这种设置，卸货驱动机构驱动货物装卸台对货物进行卸货时，卸货驱动电机通过电机齿轮驱动转动齿轮进行转动，由于连杆上端与转动齿轮上偏离转动齿轮圆心的部位铰接，连杆下端与运输车框架铰接，因此连杆上端能够绕转动齿轮圆心运动，当连杆上端运动到转动齿轮的低点时，连杆能够将货物装卸台后端抬起，货物装卸台绕横向转轴转动并向送货梯主体倾斜，使建筑材料由货物装卸台滑落至送货梯主体内的轿厢中。

作为本实用新型的优选方案，所述轿厢升降驱动机构包括轿厢升降驱动电机、蜗轮组件、滑轮组件和曳引绳组件，轿厢升降驱动电机安装在送货梯框架上，轿厢升降驱动电机的信号输入端与送货梯控制器相应的信号输出端电连接，所述蜗轮组件包括蜗轮和蜗杆，蜗轮可转动的安装在送货梯框架上，蜗杆与轿厢升降驱动电机的输出轴固定连接并且与蜗轮啮合；所述滑轮组件包括动滑轮和至少一个定滑轮，动滑轮可转动的安装在轿厢上端，各定滑轮均可转动的安装在送货梯框架上；曳引绳组件包括曳引绳收卷转盘和曳引绳，曳引绳收卷转盘可转动的安装在送货梯框架上，曳引绳收卷转盘上设有与蜗轮啮合的齿轮，曳引绳一端与曳引绳收卷转盘固定连接，曳引绳另一端依次绕经定滑轮和动滑轮后与送货梯框架上端固定连接。通过这种设置，轿厢在进行升降时，轿厢升降驱动电机通过蜗轮组件驱动曳引绳收卷转盘转动，从而对曳引绳进行收卷或放卷，使轿厢在升降通道中完成升降动作；由于蜗轮蜗杆具有较好的自锁性能，使得轿厢在上升后，能够保持在当前楼层，不会因为重力的作用使蜗轮带动蜗杆进行转动，导致轿厢自动下降。

作为本实用新型的优选方案，所述运输车驱动机构包括运输车驱动电机，运输车驱动电机安装在运输车框架上，运输车框架上至少一个车轮通过传动机构（如齿轮组）与运输车驱动电机的动力输出轴传动连接，运输车驱动电机的信号输入端与运输车控制器相应的信号输出端电连接。

作为本实用新型的优选方案，所述轿厢上设有货物推出机构，货物推出机构包括推板和能够驱动推板前后移动的推板位置切换机构，推板位置切换机构安装在轿厢上，推板位置切换机构的动力输出端连接推板，推板位置切换机构的信号输入端与所述送货梯控制器相应的信号输出端电连接。通过这种设置，建筑材料通过轿厢运送到指定楼层之后，可以由送货梯控制器控制推板位置切换机构推动推板，将建筑材料推出轿厢，从而节省人工、提高工作效率。

作为本实用新型进一步的优选方案，所述推板位置切换机构包括推板位置切换电机、水平齿条和传动齿轮组，推板位置切换电机安装在轿厢上，推板位置切换电机的信号输入端与所述送货梯控制器相应的信号输出端电连接，水平齿条可前后移动的安装在轿厢上并且一端连接推板，传动齿轮组的首级传动齿轮与推板位置切换电机的输出轴固定连接，传动齿轮组的末级传动齿轮与水平齿条啮合。通过这种设置，推板位置切换电机通过传动齿轮组驱动水平齿条进行前后移动，使水平齿条推动推板进行相应的移动，完成将建筑材料推出轿厢或收回推板的操作。

作为本实用新型的优选方案，所述轿厢内侧壁设有人体感应器，人体感应器的信号输出端与所述送货梯控制器相应的信号输入端电连接。通过这种设置，人体感应器可以感应轿厢内是否有人，当轿厢内没有人时，送货梯控制器才会控制轿厢升降驱动机构驱动轿厢对建筑材料进行运送。

作为本实用新型的优选方案，所述送货梯框架、运输车框架和货物装卸台均包括多个连杆积木组件和多个插销积木组件，所述连杆积木组件开有至少一个插孔，所述插销积木组件设有至少两个可与插孔形成插接配合的插销，所述多个连杆积木组件和多个插销积木组件通过相互插接分别组成送货梯框架、运输车框架和货物装卸台。上述结构中，连杆积木组件可以是任何几何形状的结构，插销积木组件可以是任意长短的结构，通过多个连杆积木组件和多个插销积木组件不同的插接方式组成不同的送货梯主体和运输车主体造型。所述送货梯控制器、运输车控制器、轿厢升降驱动机构、运输车驱动机构、卸货驱动机构、红外发射器和红外接收器均设有可与插销积木组件的插销相互插接的插孔，使得送货梯控制器、运输车控制器、轿厢升降驱动机构、运输车驱动机构、卸货驱动机构、红外发射器和红外接收器分别插接在送货梯框架、运输车框架和货物装卸台上。这种建筑材料送货机器人教具采用积木结构让学生自己组装、搭建、运行机器人来激发学生学习兴趣，培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

这种建筑材料送货机器人教具能够将建筑材料运送至送货梯进行卸货，并使送货梯将建筑材料自动运送到指定楼层后将建筑材料推出，让学生接触到基本的机器人应用、了解简单的机器人控制程序，激发学生对于机器人的学习兴趣，提高学生分析问题和解决问题的能力。

附图说明

图1为本实用新型送货梯主体的结构示意图；

图2为本实用新型运输车主体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述：

建筑材料送货机器人教具，包括送货梯主体1、运输车主体2和红外通信装置，所述送货梯主体1包括送货梯框架11、轿厢12、轿厢升降驱动机构13和送货梯控制器14，轿厢升降驱动机构13和送货梯控制器14分别安装在送货梯框架11上，送货梯框架11上设有升降通道，轿厢12处于升降通道中，轿厢12的上端与轿厢升降驱动机构13的动力输出端连接，轿厢升降驱动机构13的信号输入端与送货梯控制器14相应的信号输出端电连接；所述运输车主体2包括运输车框架21、运输车驱动机构22、货物装卸台23和运输车控制器25，运输车驱动机构22和运输车控制器25分别安装在运输车框架21上，运输车框架21上设有多个车轮211，并且运输车框架21上车轮211与运输车驱动机构22的动力输出端传动连接，货物装卸台23位于运输车框架21上方，并且货物装卸台23通过横向转轴231可转动安装在运输车框架21上，运输车主体2还包括能够驱动货物装卸台23绕所述横向转轴231转动的卸货驱动机构24，运输车驱动机构22的信号输入端和卸货驱动机构24的信号输入端分别与运输车控制器25相应的信号输出端电连接；所述红外通信装置包括红外发射器31和红外接收器32，红外发射器31安装在运输车框架21上，红外发射器31的信号输入端与运输车控制器14相应的信号输出端电连接，红外接收器32安装在送货梯框架11上，送货梯控制器14的信号输入端与红外接收器32相应的信号输出端电连接。

所述卸货驱动机构22包括卸货驱动电机221、电机齿轮（图中看不见）、转动齿轮222和连杆223，卸货驱动电机221安装在货物装卸台23后端，卸货驱动电机211的信号输入端与运输车控制器25相应的信号输出端电连接，电机齿轮固定安装在卸货驱动电机221的输出轴上，转动齿轮222可转动的安装在货物装卸台23后端并与电机齿轮啮合，连杆223上端与转动齿轮222上偏离转动齿轮222圆心的部位铰接，连杆223下端与运输车框架21铰接。

所述轿厢升降驱动机构13包括轿厢升降驱动电机131、蜗轮组件132、滑轮组件133和曳引绳组件134，轿厢升降驱动电机131安装在送货梯框架11上，轿厢升降驱动电机131的信号输入端与送货梯控制器14相应的信号输出端电连接，所述蜗轮组件包括蜗轮1321和蜗杆1322，蜗轮1321可转动的安装在送货梯框架11上，蜗杆1322与轿厢升降驱动电机131的输出轴固定连接并且与蜗轮1321啮合；所述滑轮组件133包括动滑轮1331和多个定滑轮1332，动滑轮1331可转动的安装在轿厢12上端，定滑轮1332均可转动的安装在送货梯框架11上；曳引绳组件134包括曳引绳收卷转盘1341和曳引绳1342，曳引绳收卷转盘1341可转动的安装在送货梯框架11上，曳引绳收卷转盘1341上设有与蜗轮1321啮合的齿轮，曳引绳1342一端与曳引绳收卷转盘1341固定连接，曳引绳另一端依次绕经定滑轮1332和动滑轮1331后与送货梯框架11上端固定连接。

所述轿厢12上设有货物推出机构121，货物推出机构121包括推板1211和能够驱动推板前后移动的推板位置切换机构1212，推板位置切换机构1212安装在轿厢12上，推板位置切换机构1212的动力输出端连接推板1211，推板位置切换机构1212的信号输入端与所述送货梯控制器14相应的信号输出端电连接。

所述推板位置切换机构1212包括推板位置切换电机12121、水平齿条12122和传动齿轮组12123，推板位置切换电机12121安装在轿厢12上，推板位置切换电机12121的信号输入端与所述送货梯控制器14相应的信号输出端电连接，水平齿条12122可前后移动的安装在轿厢12上并且一端连接推板1211，传动齿轮组12123的首级传动齿轮与推板位置切换电机12121的输出轴固定连接，传动齿轮组12123的末级传动齿轮与水平齿条12122啮合。

所述轿厢12内侧壁设有人体感应器（图中看不见），人体感应器的信号输出端与所述送货梯控制器14相应的信号输入端电连接。

上述建筑材料送货机器人教具，将建筑材料放置在运输车主体2上的货物装卸台23上，运输车控制器25控制运输车驱动机构22驱动车轮211转动，使运输车主体2将建筑材料运输至送货梯主体1前，并控制卸货驱动机构22中的卸货驱动电机221通过电机齿轮驱动转动齿轮222进行转动，由于连杆223上端与转动齿轮222上偏离转动齿轮222圆心的部位铰接，连杆223下端与运输车框架21铰接，因此连杆223上端能够绕转动齿轮222圆心运动，当连杆223上端运动到转动齿轮222的低点时，连杆223能够将货物装卸台23后端抬起，货物装卸台23绕横向转轴231转动并向送货梯主体1倾斜，使建筑材料由货物装卸台23滑落至送货梯主体1内的轿厢12中；随后通过红外发射器31发射将建筑材料运送到指定楼层的信号，红外接收器32接收红外信号并发送给送货梯控制器14，送货梯控制器14根据信号控制轿厢升降驱动机构13驱动轿厢12上升到指定楼层，轿厢12在进行升降时，轿厢升降驱动电机131通过蜗轮组件132驱动曳引绳收卷转盘1341转动，从而对曳引绳1342进行收卷或放卷，使轿厢12在升降通道中完成升降动作；由于蜗轮蜗杆具有较好的自锁性能，使得轿厢12在上升后，能够保持在当前楼层，不会因为重力的作用使蜗轮1321带动蜗杆1322进行转动，导致轿厢自动下降；建筑材料通过轿厢12运送到指定楼层之后，推板位置切换电机12121通过传动齿轮组12123驱动水平齿条12122进行前后移动，使水平齿条12122推动推板1211进行相应的移动，将建筑材料推出轿厢12。这种建筑材料送货机器人教具能够将建筑材料运送至送货梯进行卸货，并使送货梯将建筑材料自动运送到指定楼层后将建筑材料推出，让学生接触到基本的机器人应用，提高学生分析问题和解决问题的能力，激发学生对于机器人的学习兴趣。

所述送货梯框架1、运输车框架2和货物装卸台23均包括多个连杆积木组件4和多个插销积木组件5，所述连杆积木组件4开有至少一个插孔41，所述插销积木组件5设有至少两个可与插孔41形成插接配合的插销51，所述多个连杆积木组件4和多个插销积木组件5通过相互插接分别组成送货梯框架1、运输车框架2和货物装卸台23。上述结构中，连杆积木组件4可以是任何几何形状的结构，插销积木组件5可以是任意长短的结构，通过多个连杆积木组件4和多个插销积木组件5不同的插接方式组成不同的送货梯框架11和运输车框架21造型。所述送货梯控制器14、运输车控制器25、轿厢驱动机构13、运输车驱动机构22、管道升降机构24、红外发射器31和红外接收器32均设有可与插销积木组件5的插销51相互插接的插孔41，使得送货梯控制器14、运输车控制器25、轿厢驱动机构13、运输车驱动机构22、管道升降机构24、红外发射器31和红外接收器32分别插接在送货梯框架1、运输车框架2和货物装卸台23上。这种建筑材料送货机器人教具采用积木结构让学生自己组装、搭建、运行机器人来激发学生学习兴趣，培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。