一种原木齿轮传动电力驱动结构仿生毛虫机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人装置技术领域，具体涉及一种采用电力驱动的仿生机器人装置。

背景技术：

教育部2003年《普通高中课程方案(实验)》(教基[2003]6号)文件中，新的技术课程标准中加入“简易机器人制作”、“控制技术”、“人工智能初步"等内容，设为技术领域选修模块，意味着我国的人工智能和机器人教育在大众化、普及化层面上进入了一个新阶段。随着信息化的发展以及人们科技意识的加强，机器人教学逐渐趋于幼龄化，很多经济发达地区从小学低年级开设智能机器人(校本)课程、兴趣班、社会上的幼儿机器人培训班，机器人高手俱乐部层出不穷。学校及市场培训机构的教学质量关系到该领域能否健康，良性发展，也关系到面向21世纪未来人才的培养。机器人现今为了令学生达到寓教于乐及多元学习的目的，除了课堂上的书本教材外，目前亦常见许多可让学生亲自动手操作与学习的活动类型教材，积木即为其中一项常见的产品。传统的积木是由数种不同形状的组件构成，其上分别有对应的嵌槽，可将其一组件的嵌槽与另一组件的边缘或嵌槽相互嵌合，再以同样方法连接其余组件以成各式立体形体，然面此种塑料积木为固定式连接的积木，无法调整而使其变化或进行各种动作。甚至需要写入有难度软件编程，阻碍了学生的兴趣，制作过程中，没有探索的组装只是玩具，无法掌握科学原理与自然及生活科技。

为此，本申请人申请了“原木连杆齿轮传动电力源驱动结构”的实用新型专利，该专利提出了一种基于电力驱动的齿轮箱行走结构，但该专利未提供常见的、更具趣味性的、适用于课堂应用的机器人装置。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的缺陷，提供一种具有极大趣味性和组合性、极为形象直观的原木齿轮传动电力驱动结构仿生毛虫机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种原木齿轮传动电力驱动结构仿生毛虫机器人，包括齿轮箱和电池盒，电池盒设有开关，其特征在于：还包括有前段身躯和后段身躯，前段身躯与后段身躯之间通过前连接杆及后连接杆连接在一起，前连接杆的底端通过螺钉与前段身躯的后部活动连接，后连接杆的底端通过螺钉与后段身躯的前部活动连接，前连接杆的顶端与后连接杆的顶端通过转轴活动连接于一起；齿轮箱安装于前段身躯上，电池盒安装于后段身躯上；齿轮箱的两侧连接有曲柄，曲柄活动连接有连杆机构，连杆机构分别活动连接前连接杆及后连接杆。

进一步地，所述连接机构具有前连杆和后连杆，前连杆的前端通过转轴连接曲柄，后端通过转轴连接前连接杆的下部；后连杆的前端通过转轴连接前连杆的前部，后端通过转轴连接后连接杆的下部。

进一步地，所述前段身躯上具有前上板，齿轮箱安装于前上板；后段身躯上具有后上板，电池盒安装于后上板上；前段身躯的底板后段底部具有朝后15度的仰角，后段身躯的底板前段底部具有朝前15度的仰角。

进一步地，所述齿轮箱包括电机、蜗齿轮、传动齿轮、高速齿轮、高速输出轴、齿轮箱公座和齿轮箱母座，所述电机固定在齿轮箱前端，电机的转轴上设有蜗齿轮，该蜗齿轮和高速齿轮齿合，高速齿轮上设有朝两侧伸出的高速输出轴。

进一步地，所述齿轮箱还包括有低速齿轮，低速齿轮与高速齿轮齿合，低速齿轮上设有朝两侧伸出的低速输出轴，低速输出轴位于高速输出轴侧后方并与高速输出轴平行。

进一步地，位于高速输出轴两端的曲柄相互平行，两侧的前连杆和后连杆对称位于齿轮箱两侧，而两后连杆的后部均设有若干个轴孔，后连接杆通过转轴与其中一对轴孔连接。

进一步地，所述齿轮箱公座和齿轮箱母座均通过螺丝钉或热熔胶固定在前段身躯上，齿轮箱公座和齿轮箱母座之间通过螺丝连接。

优选地，前段身躯、后段身躯、前后连杆及前后连接杆采用原木材料制成。

工作时，电机通过蜗齿轮传动从而带动高速齿轮旋转，高速输出轴带动曲柄转动，动力从齿轮箱输出；高速输出轴通过曲柄带动连杆，从而带动前后连杆和前后连接杆转动，又因为左右两侧曲柄平行，故藉前段身躯齿轮组的曲柄及前后连杆来带动后段身躯的移动前行，就如同一只毛虫在移动。

本实用新型基于原木齿轮传动电力驱动结构，通过简单的零件搭配组合，使齿轮箱通过前后连杆及前后连接杆巧妙地与前段身躯及后段身躯组合在一起，利用电力驱动整个机器人的运动，整个装置类似毛虫形状，直观形象，科学性和趣味性强；整个机器人的制作包含了科学原理与自然及生活科技，如摩擦力、杠杆原理、重力、反作用力、扭力、直线运动、等速运动、惯性运动、简谐运动、齿轮比，轮轴、连杆机构、传动机构、摩擦生热、马达、电池(正负极作用)、机器人串联与并联、物理变化、自动控制、模拟控制等相关技术；且环保无污染，生产成本低；另外，本实用新型中的零件简单灵活，可根据具体需要进行一定的变形与增减，从而实现机器人外形与运动方式的改变，极大地增加了趣味性，有利于培养学生的动手与创新能力；学生可以运用其所学知识(如图案设计、机构、材料及科学等知识)发挥其分析与想象能力，自主完成设计、制造、材料选择等，让学生除了学会制作基本的机器人外，也能够更近一步地自行设计新型的机械玩具，并开发更高级的机械装置。

附图说明

图1为本实用新型整体结构图；

图2为齿轮箱内部结构图；

图3为齿轮箱整体结构图。

图中，101为前段身躯，102为后段身躯，103为前上板，104为后上板，105为前连接杆，106为曲柄，107为后连接杆，108为前连杆，109为后连杆，110为轴孔，2为齿轮箱，201为电机，202为蜗齿轮，203为传动齿轮，204为高速齿轮，205为高速输出轴，206为低速齿轮，207为低速输出轴，209为齿轮公座，210为齿轮母座，3为电池盒，301为开关。

具体实施方式

实施例1，参照图1、图2和图3，所述原木齿轮传动电力驱动结构仿生毛虫机器人，包括齿轮箱2和电池盒3，电池盒3设有开关301；还包括有前段身躯101和后段身躯102，前段身躯101与后段身躯102之间通过前连接杆105及后连接杆107连接在一起，前连接杆105的底端通过螺钉与前段身躯101的后部活动连接，后连接杆107的底端通过螺钉与后段身躯的前部活动连接，前连接杆105的顶端与后连接杆的顶端通过转轴活动连接于一起；齿轮箱2安装于前段身躯101上，电池盒3安装于后段身躯102上；齿轮箱2的两侧连接有曲柄106，曲柄106活动连接有连杆机构，连杆机构分别活动连接前连接杆105及后连接杆107。

所述连接机构具有前连杆108和后连杆109，前连杆108的前端通过转轴连接曲柄106，后端通过转轴连接前连接杆105的下部；后连杆109的前端通过转轴连接前连杆108的前部，后端通过转轴连接后连接杆109的下部。

所述前段身躯101上具有前上板103，齿轮箱2安装于前上板103；后段身躯102上具有后上板104，电池盒3安装于后上板上；前段身躯的底板后段底部具有朝后15度的仰角，后段身躯的底板前段底部具有朝前15度的仰角，这种非平整的底部结构可以使移动更为顺畅。

所述齿轮箱2包括电机201、蜗齿轮202、传动齿轮203、高速齿轮204、高速输出轴205、齿轮箱公座209和齿轮箱母座210，所述电机201固定在齿轮箱前端，电机的转轴上设有蜗齿轮202，该蜗齿轮和高速齿轮204齿合，高速齿轮上设有朝两侧伸出的高速输出轴205。

所述齿轮箱2还包括有低速齿轮206，低速齿轮与高速齿轮204齿合，低速齿轮上设有朝两侧伸出的低速输出轴207，低速输出轴位于高速输出轴205侧后方并与高速输出轴平行。

位于高速输出轴205两端的曲柄106相互平行，两侧的前连杆108和后连杆109对称位于齿轮箱2两侧，而两后连杆109的后部均设有若干个轴孔110，后连接杆107通过转轴与其中一对轴孔110连接。

所述齿轮箱公座209和齿轮箱母座210均通过螺丝钉或热熔胶固定在前段身躯上，齿轮箱公座和齿轮箱母座之间通过螺丝连接。

前段身躯101、后段身躯102、前后连杆及前后连接杆采用原木材料制成。

实施例2，对于不同的装配情况，可改变曲柄106的驱动机构，即曲柄106与低速输出轴207连接，运动机构的运动速度降低。工作时，电机201通过蜗齿轮202传动从而带动高速齿轮204旋转，高速输出轴205带动曲柄106转动，动力从齿轮箱2输出；高速输出轴205通过曲柄106带动连杆，从而带动前后连杆和前后连接杆转动，又因为左右两侧曲柄平行，故藉前段身躯101齿轮组的曲柄及前后连杆来带动后段身躯102的移动前行，就如同一只毛虫在移动。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。