專(zhuān)利名稱(chēng)：模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種科教智力機(jī)器人，尤其是一種模塊式步行機(jī)器人。
背景技術(shù)：
奧運(yùn)系列步行機(jī)器人是“滬、港、奧”三地青少年近兩年剛開(kāi)展起來(lái)的競(jìng)賽交流項(xiàng)目，內(nèi)容有機(jī)械籃球、足球、短跑等十幾項(xiàng)競(jìng)賽。
目前，現(xiàn)有相關(guān)科教步行機(jī)器人只能一種機(jī)器人器材對(duì)應(yīng)一個(gè)競(jìng)賽項(xiàng)目，功能單一，并且所用的零部件通用性差，互不兼容，重復(fù)利用率底、產(chǎn)品缺乏系統(tǒng)性。以及開(kāi)發(fā)、制造成本、使用成本和教學(xué)實(shí)驗(yàn)成本高，產(chǎn)品性?xún)r(jià)比低。而國(guó)外產(chǎn)品更是價(jià)格奇高，模塊部件過(guò)于繁復(fù)，難以普及推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是要解決現(xiàn)有科教步行機(jī)器人功能單一、零部件互不兼容的技術(shù)問(wèn)題，提供一種模塊化、通用化和系列化的多功能奧運(yùn)系列步行機(jī)器人。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是.一種模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，包括塑料模塊部件、連接件、齒輪箱，機(jī)械手、控制設(shè)備、電池。其中塑料模塊部件由步行足、支架、動(dòng)力曲柄、底板、連接套、長(zhǎng)連桿、短連桿、步行中足、曲柄、抓斗柄、抓斗長(zhǎng)連桿、抓斗短連桿、抓斗片、足套、套管組成；連接件由螺絲銷(xiāo)軸、限位螺絲、曲柄螺絲軸、抓斗柄復(fù)位桿、阻尼彈片、復(fù)位彈片、拔動(dòng)螺絲、連接板、擋片組成，由塑料模塊部件中的模塊零件之間和連接件通過(guò)不同連接組合可形成至少捌種以上不同功能的步行機(jī)器人。
槽式四足步行機(jī)器人是在底板二端插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上和向下插有支架，前后支架上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸分別活動(dòng)連有步行中足和步行足；步行中足與步行足之間活動(dòng)連接有套接的長(zhǎng)連桿；底板前端下面置有齒輪箱，齒輪箱輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄，動(dòng)力曲柄與步行中足和長(zhǎng)連桿由螺絲銷(xiāo)軸活動(dòng)連接。
連桿式四足步行機(jī)器人是在底板前端第二插槽和后端插槽內(nèi)對(duì)稱(chēng)向上插有支架，前后支架上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸分別活動(dòng)連有短連桿和后步行足；短連桿的另一端與前步行足活動(dòng)連接；前步行足與后步行足之間活動(dòng)連接有套接的長(zhǎng)連桿；底板前端上面置有齒輪箱，齒輪箱輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄，動(dòng)力曲柄與前步行足和長(zhǎng)連桿由螺絲銷(xiāo)軸活動(dòng)連接。
交叉連桿式四足步行機(jī)器人是在底板中部插槽內(nèi)對(duì)稱(chēng)向上插有支架，前步行足與后步行足內(nèi)外側(cè)之間分別活動(dòng)連接長(zhǎng)連桿、內(nèi)外側(cè)長(zhǎng)連桿分別與前后步行足用螺銷(xiāo)軸活動(dòng)連接成兩個(gè)頂角相連的三角形，其中二根長(zhǎng)連桿之間由連接板固接，并且連接板與支架通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸活動(dòng)連接；底板后端上面置有齒輪箱，齒輪箱輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄，動(dòng)力曲柄與后步行足和長(zhǎng)連桿由螺絲銷(xiāo)軸活動(dòng)連接。
六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人是在二塊底板間由短連桿插入底板前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板外插槽和前端第二插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有支架；前后支架上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸分別活動(dòng)連有前后步行足；中間支架上活動(dòng)連接短連桿；短連桿的另一端與中足活動(dòng)連接；二塊底板上對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱，齒輪箱外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄，動(dòng)力曲柄與中足活動(dòng)連接，中足與前后足之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿。
連桿式六足步行足球機(jī)器人是在六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人的前端固接有一對(duì)支架，二個(gè)支架之間活動(dòng)連有短連桿，短連桿的上端活動(dòng)連有由二根短連桿套接而成的連桿，長(zhǎng)連桿的另一端與一個(gè)齒輪箱的內(nèi)輸出軸上的動(dòng)力曲柄活動(dòng)連接。
滑槽式六足步行足球機(jī)器人是在二塊底板間由短連桿插入底板前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板外插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向下插有前后支架，中間槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有一支架；前后支架上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸分別活動(dòng)連有前后步行足；中間支架上活動(dòng)連接中足；中足與前后足之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿；二塊底板下面對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱，齒輪箱外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄，動(dòng)力曲柄與中足活動(dòng)連接；二塊底板的前端固接有一對(duì)支架，二個(gè)支架之間活動(dòng)連有短連桿，短連桿的中間活動(dòng)連有由二根短連桿套接而成的連桿，長(zhǎng)連桿的另一端與一個(gè)齒輪箱的內(nèi)輸出軸上的動(dòng)力曲柄活動(dòng)連接。
六足步行投籃機(jī)器人是在二塊底板間由短連桿插入底板前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板外插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向下插有前后支架，中間槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有一支架；前后支架上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸分別活動(dòng)連有前后步行足；中間支架上活動(dòng)連接短連桿；短連桿的另一端與中足活動(dòng)連接；二塊底板下面對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱，齒輪箱外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄，動(dòng)力曲柄與中足活動(dòng)連接；中足與前后足之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿；底板前端上面置有齒輪箱，齒輪箱二端輸出軸上對(duì)稱(chēng)活動(dòng)連有投籃器臂，固定連接曲柄，曲柄內(nèi)側(cè)置有曲柄螺絲；抓斗柄上部?jī)?nèi)側(cè)活動(dòng)連有由兩片抓斗片組成的盛球籃。
六足步行拾球機(jī)器人是在六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人的前端置有抓斗式機(jī)械撿拾器，其中底板上面前端固接齒輪箱，齒輪箱二端輸出軸上對(duì)稱(chēng)活動(dòng)連有抓斗柄，固定連接曲柄，相互位置180度的二個(gè)曲柄的另一端外側(cè)分別活動(dòng)連接抓斗長(zhǎng)連桿和抓斗短連桿，內(nèi)側(cè)固接有拔動(dòng)螺絲，抓斗長(zhǎng)連桿前端與上抓斗片活動(dòng)連接，抓斗短連桿的前端與下抓斗片通過(guò)套管活動(dòng)連接；二個(gè)抓斗柄前端與上下抓斗片活動(dòng)連接，上抓斗片上置有限位螺絲；抓斗柄之間固接抓斗柄復(fù)位桿，抓斗柄復(fù)位桿上下分別擋有復(fù)位彈片和阻尼彈片，復(fù)位彈片和阻尼彈片分別插在齒輪箱上面的縫內(nèi)。
本實(shí)用新型的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人采用了模塊化、通用化和系列化組合模塊，僅用了十六種塑料模塊部件和三個(gè)齒輪箱，就可以組裝出十種以上的奧運(yùn)系列步行機(jī)器人模型來(lái)。
本實(shí)用新型的最大特點(diǎn)是1.零部件模塊化，拆裝極為方便，重復(fù)使用率較高。
2.模塊部件通用化，模塊部件規(guī)格尺寸相互兼容，具有良好的通用性，互換性特點(diǎn)。
3.模塊部件功能多樣化，一個(gè)部件多種用途，提高了利用率。
4.機(jī)器人作品系列化，以其良好的通用性，兼容性和多用途特點(diǎn)，通過(guò)模塊部件的組合變化，可以方便地實(shí)現(xiàn)模塊部件的功能轉(zhuǎn)換，可以制作出各種不同功能和機(jī)械結(jié)構(gòu)的系列化步行機(jī)器人。
5.可探究性強(qiáng)，學(xué)生可以研究種種組裝方法來(lái)提高機(jī)械模型性能。


圖1是連桿滑槽式四足步行機(jī)器人立體組合示意圖；圖2是連桿式四足步行機(jī)器人立體組合示意圖；圖3是交叉連桿式四足步行機(jī)器人立體組合示意圖；圖4是六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人立體組合示意圖；圖5是連桿式六足步行足球機(jī)器人立體組合示意圖；圖6是滑槽式六足步行足球機(jī)器人立體組合示意圖；圖7是六足步行投籃機(jī)器人立體組合示意圖；圖8是六足步行拾球機(jī)器人立體組合示意圖；。
圖9至圖13是抓斗拾球動(dòng)作過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，連桿滑槽式四足步行機(jī)器人是由在底板4二端插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上和向下插有支架2，前后支架2上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸9分別活動(dòng)連有步行中足8和步行足1；步行中足8與步行足1之間活動(dòng)連接有套接的長(zhǎng)連桿6；底板4前端下面置有齒輪箱21，齒輪箱21輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄3，動(dòng)力曲柄3與步行中足8和長(zhǎng)連桿6由螺絲銷(xiāo)軸9活動(dòng)連接。
前步行中足8由動(dòng)力曲柄3驅(qū)動(dòng)，步行中足8上端滑槽沿滑槽螺銷(xiāo)軸垂直上下和水平往復(fù)組成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，使得前步行中足8端部實(shí)現(xiàn)抬離地面，向前跨步，著地后蹬成復(fù)雜弧線(xiàn)軌跡運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力曲柄3通過(guò)長(zhǎng)連桿6將動(dòng)力傳遞給后步行足1，后步行足1端軌跡作往復(fù)弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，后步行足1并無(wú)蹬地動(dòng)作，左右曲柄相對(duì)位置180度，實(shí)現(xiàn)四足交替行走。
如圖2所示，連桿式四足步行機(jī)器人是在底板4前端第二插槽和后端插槽內(nèi)對(duì)稱(chēng)向上插有支架2，前后支架2上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸9分別活動(dòng)連有短連桿7和后步行足1；短連桿7的另一端與前步行足1活動(dòng)連接；前步行足1與后步行足1之間活動(dòng)連接有套接的長(zhǎng)連桿6；底板4前端上面置有齒輪箱21，齒輪箱21輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄3，動(dòng)力曲柄3與前步行足1和長(zhǎng)連桿6由螺絲銷(xiāo)軸9活動(dòng)連接。
前步行足1上端孔與短連桿7端部孔用螺銷(xiāo)軸9連接，短連桿7另一端孔與支架2孔用螺銷(xiāo)軸9連接。在動(dòng)力曲柄3驅(qū)動(dòng)下短連桿7以孔B為圓心，另一孔A作垂直于地面的上下弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。以孔A為圓心前步行足1端作平行于地面的往復(fù)弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。兩者運(yùn)動(dòng)軌跡的復(fù)合，帶動(dòng)前步行足1端部抬起、跨步、著地和后蹬，成一個(gè)復(fù)雜弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡。同樣動(dòng)力曲柄3通過(guò)長(zhǎng)連桿6將動(dòng)力傳遞給后步行足1，后步行足1端軌跡作往復(fù)弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，左右曲柄相對(duì)位置180度，實(shí)現(xiàn)了四足交替行走。
如圖3所示，交叉連桿式四足步行機(jī)器人是在底板4中部插槽內(nèi)對(duì)稱(chēng)向上插有支架2，前步行足1與后步行足1內(nèi)外側(cè)之間分別活動(dòng)連接長(zhǎng)連桿6、外側(cè)長(zhǎng)連桿6與前后足1之間用螺銷(xiāo)軸9活動(dòng)連接成兩個(gè)頂角相連的三角形，其中二根長(zhǎng)連桿6之間由連接板22固接，并且連接板22與支架2通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸9活動(dòng)連接；底板4前端上面置有齒輪箱21，齒輪箱21輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄3，動(dòng)力曲柄3與前步行足1和長(zhǎng)連桿6由螺絲銷(xiāo)軸9活動(dòng)連接。
前后步行足1與兩個(gè)長(zhǎng)連桿6用螺銷(xiāo)軸9連接成兩個(gè)頂角相連的三角形。在動(dòng)力曲柄3的驅(qū)動(dòng)下，后步行足1帶動(dòng)內(nèi)側(cè)連桿6以連桿6中點(diǎn)螺銷(xiāo)孔B為圓心，連桿6另一端與后步行足1相連的螺銷(xiāo)孔A作上下弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。以此孔為圓心，后步行足1端作往復(fù)弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。兩者運(yùn)動(dòng)軌跡的復(fù)合，帶動(dòng)后步行足1實(shí)現(xiàn)跨步行走，其原理與連桿式步行機(jī)器人的前步行足相同。所不同的是內(nèi)側(cè)連桿6延長(zhǎng)至前足1并與之相連，省去前足支架2，以連桿中點(diǎn)支架2作支撐。當(dāng)后步行足1上抬時(shí)，帶動(dòng)內(nèi)側(cè)連桿6后端上升，前端下降，則前步行足1下蹬。當(dāng)后步行足1前跨時(shí)，外側(cè)連桿6帶動(dòng)前步行足1后蹬。前足步行1端運(yùn)動(dòng)軌跡也是連桿垂直和水平弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合，動(dòng)力曲柄3相互位置180度，四足交錯(cuò)蹬地奔跑。比只有兩足蹬地，兩足拖行的機(jī)器人步行效率高得多，步行速度也更快，適宜作短跑競(jìng)速機(jī)器人。
如圖4所示，六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人是在二塊底板4間由短連桿7插入底板4前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板4外插槽和前端第二插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有支架2；前后支架2上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸9分別活動(dòng)連有前后步行足1；中間支架2上活動(dòng)連接短連桿7；短連桿7的另一端與中足8活動(dòng)連接；二塊底板4上對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱21，齒輪箱21外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄3，動(dòng)力曲柄3與中足8活動(dòng)連接，中足8與前后足1之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿6。
此項(xiàng)競(jìng)賽要求該機(jī)器人具有良好的操控性，高速步行性能和機(jī)動(dòng)靈活性。從圖4可知，根據(jù)要求采用一種小步幅，高步頻，底重心的組裝方式，這種組裝法底板離地面最底，重心自然也最底，這對(duì)機(jī)器人高速步行的穩(wěn)定性和操作靈活性都有很大作用。齒輪箱21的減速比采用高速方案，并選擇各模塊部件適當(dāng)?shù)倪B接孔位，底板4與齒輪箱21的相對(duì)安裝位置，就可以制作出性能良好的繞障機(jī)器人。
如圖5所示，連桿式六足步行足球機(jī)器人是在六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人的前端固接有一對(duì)支架2，二個(gè)支架2之間活動(dòng)連有短連桿7，短連桿7的上端活動(dòng)連有套接的長(zhǎng)連桿6，長(zhǎng)連桿6的另一端與一個(gè)齒輪箱21的內(nèi)輸出軸上的動(dòng)力曲柄3活動(dòng)連接。
如圖6所示，滑槽式六足步行足球機(jī)器人是在二塊底板4間由短連桿7插入底板4前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板4外插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向下插有前后支架2，中間槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有一支架2；前后支架2上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸9分別活動(dòng)連有前后步行足1；中間支架2上活動(dòng)連接中足8；中足8與前后足1之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿6；二塊底板4下面對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱21，齒輪箱21外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄3，動(dòng)力曲柄3與中足8活動(dòng)連接；二塊底板4的前端固接有一對(duì)支架2，二個(gè)支架2之間活動(dòng)連有短連桿7，短連桿7中間活動(dòng)連有套接的長(zhǎng)連桿6，長(zhǎng)連桿6的另一端與一個(gè)齒輪箱21的內(nèi)輸出軸上的動(dòng)力曲柄3活動(dòng)連接。
上述兩種形式足球機(jī)器人的主要特點(diǎn)是前端裝有踢球裝置。因?yàn)楸荣愐?guī)則規(guī)定機(jī)器人前足不可踢球，必須用兩塊45度斜板遮擋。踢球裝置開(kāi)口不得大于3cm。足球機(jī)器人需要沖撞對(duì)抗能力，同時(shí)還要兼顧速度和機(jī)動(dòng)靈活性。所以齒輪箱21一般采用中速方案。
這里給出兩種組裝方案，一種是滑槽式高重心中速方案。一種是連桿式低重心中速方案。它們的踢球裝置動(dòng)力由其中的一個(gè)齒輪箱兼顧提供。
如圖7所示，六足步行投籃機(jī)器人是在二塊底板4間由短連桿7插入底板4前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板4外插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向下插有前后支架2，中間槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有一支架2；前后支架2上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸9分別活動(dòng)連有前后步行足1；中間支架2上活動(dòng)連接短連桿7；短連桿7的另一端與中足8活動(dòng)連接；二塊底板4下面對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱21，齒輪箱21外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄3，動(dòng)力曲柄3與中足8活動(dòng)連接；中足8與前后足1之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿6；底板4前端上面置有齒輪箱21，齒輪箱21二端輸出軸上對(duì)稱(chēng)活動(dòng)連有投籃器臂10，固定連接曲柄11，曲柄11上置有曲柄螺絲軸12；二投籃器臂10上部?jī)?nèi)活動(dòng)連有由兩片抓斗片19組成的盛球籃。
這是一種連桿式高重心中速方案。采用這種方案是因?yàn)榈装?上面平坦無(wú)物，投籃器可以放平，便于拾球機(jī)器人喂球。投籃器離地面較高，投籃器臂10也可短一點(diǎn)。
投籃器結(jié)構(gòu)原理是當(dāng)曲柄11順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲柄11內(nèi)側(cè)螺絲軸20撥動(dòng)投籃器抬起投籃。當(dāng)曲柄11逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲柄11內(nèi)側(cè)螺絲軸20撥動(dòng)投籃器]放下。
如圖8所示，六足步行拾球機(jī)器人是在六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人的前端置有抓斗式機(jī)械撿拾器，其中底板4上面固接齒輪箱21，齒輪箱21二端輸出軸上對(duì)稱(chēng)活動(dòng)連有抓斗柄13，固定連接曲柄11，二個(gè)曲柄11的另一端外側(cè)分別活動(dòng)連接抓斗長(zhǎng)連桿17和抓斗短連桿18，內(nèi)側(cè)固接有拔動(dòng)螺絲20，抓斗長(zhǎng)連桿17和抓斗短連桿18的前端分別通過(guò)套管12與上下抓斗片19活動(dòng)連接，二個(gè)抓斗柄13前端與上下抓斗片19活動(dòng)連接；上下抓斗片19上面各膠固塑料擋片23，用以防止球從上方落出；上抓斗片19上面還設(shè)有限位螺絲10；抓斗柄13之間固接抓斗柄復(fù)位桿14，抓斗柄復(fù)位桿14上下分別擋有復(fù)位彈片16和阻尼彈片15，復(fù)位彈片和16阻尼彈片15分別插在齒輪箱21上面的縫內(nèi)。
拾球機(jī)器人是采用一種連桿式底重心中速方案。此外和投籃機(jī)器人不同的是底板4上的電池盒一個(gè)在前部，一個(gè)在后部。底板4沒(méi)有前后下反之分，甚至還可一塊底板電池盒在前，一塊在后布局，原則是布局配置盡量使機(jī)器人的重心靠近中心位置，這樣機(jī)器人轉(zhuǎn)向比較靈活。如果機(jī)器人采用線(xiàn)控方式，布局可用投籃機(jī)器人方案將電池盒置于前部。如用遙控方式，則用拾球機(jī)器人布局將電池盒置于后部。這是因?yàn)檠b上電池后對(duì)重心起到配平作用。另外如果把遙控設(shè)備裝在電池盒上方，為了便于電池?fù)Q裝，也可將兩塊底板翻個(gè)身使電池盒開(kāi)口朝下。
抓斗拾球動(dòng)作過(guò)程依次如圖9至圖13所示。
如圖9所示，當(dāng)左右曲柄11由齒輪箱21動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左右長(zhǎng)短連桿17，18分別推拉前后兩片抓斗片19張開(kāi)如圖10狀態(tài)，此時(shí)連接兩抓斗柄13的復(fù)位桿14受阻尼彈片16支撐，抓斗不會(huì)落下，曲柄11繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至圖11所示狀態(tài)，此時(shí)抓斗張開(kāi)最大，抓斗片19上的限位螺絲10阻止抓斗張口過(guò)大而上翻；曲柄11繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，左右曲柄11上的拔動(dòng)螺絲20分別向左右抓斗柄13施加下壓和上推的力F2，F(xiàn)1，迫使抓斗產(chǎn)生向下低頭的力F3。同時(shí)復(fù)位桿14壓迫阻尼彈片15下彎變形，直至整個(gè)抓斗滑落拾球如圖12所示，此時(shí)動(dòng)力軸反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)左右曲柄11沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，左右長(zhǎng)短連桿17，18分別拉推前后兩片抓斗片19合攏至圖13所示狀態(tài)，這時(shí)抓斗內(nèi)應(yīng)拾到球。曲柄11繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，左右曲柄11上的螺絲軸20分別向左右斗柄施加下壓和上推的力F2，F(xiàn)1，抓斗產(chǎn)生向上抬頭的力F3。直至復(fù)位桿14沿阻尼彈片15下弧線(xiàn)上滑至彈片上方，重又回到圖9所示狀態(tài)，復(fù)位彈片16會(huì)阻止抓斗抬頭過(guò)高，并使其回到正常位置，等待下一輪循環(huán)(圖9至圖13)所示動(dòng)作。其中整個(gè)抓斗機(jī)構(gòu)和齒輪箱21上的彈片插縫是本實(shí)用新型的重要發(fā)明點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，包括塑料模塊部件、連接件、齒輪箱(21)，機(jī)械手、控制設(shè)備、電池，其特征在于，所述塑料模塊部件由步行足(1)、支架(2)、動(dòng)力曲柄(3)、底板(4)、連接套(5)、長(zhǎng)連桿(6)、短連桿(7)、步行中足(8)、曲柄(11)、抓斗柄(13)、抓斗長(zhǎng)連桿(17)、抓斗短連桿(18)、抓斗片(19)、足套(22)、套管(19)組成，所述連接件由螺絲銷(xiāo)軸(9)、限位螺絲(10)、曲柄螺絲軸(12)、抓斗柄復(fù)位桿(14)、阻尼彈片(15)、復(fù)位彈片(16)、拔動(dòng)螺絲(20)、連接板(22)、擋片(23)組成，由所述塑料模塊部件中的模塊零件之間和所述連接件通過(guò)不同連接組合可形成至少捌種以上不同功能的步行機(jī)器人。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，其特征在于，連桿滑槽式四足步行機(jī)器人是在底板(4)二端插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上和向下插有支架(2)，前后支架(2)上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸(9)分別活動(dòng)連有步行中足(8)和步行足(1)；步行中足(8)與步行足(1)之間活動(dòng)連接有套接的長(zhǎng)連桿(6)；底板(4)前端下面置有齒輪箱(21)，齒輪箱(21)輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄(3)，動(dòng)力曲柄(3)與步行中足(8)和長(zhǎng)連桿(6)由螺絲銷(xiāo)軸(9)活動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，其特征在于，連桿式四足步行機(jī)器人是在底板(4)前端第二插槽和后端插槽內(nèi)對(duì)稱(chēng)向上插有支架(2)，前后支架(2)上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸(9)分別活動(dòng)連有短連桿(7)和后步行足(1)；短連桿(7)的另一端與前步行足(1)活動(dòng)連接；前步行足(1)與后步行足(1)之間活動(dòng)連接有套接的長(zhǎng)連桿(6)；底板(4)前端上面置有齒輪箱(21)，齒輪箱(21)輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄(3)，動(dòng)力曲柄(3)與前步行足(1)和長(zhǎng)連桿(6)由螺絲銷(xiāo)軸(9)活動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，其特征在于，交叉連桿式四足步行機(jī)器人是在底板(4)中部插槽內(nèi)對(duì)稱(chēng)向上插有支架(2)，前步行足(1)與后步行足(1)內(nèi)外側(cè)之間分別活動(dòng)連接長(zhǎng)連桿(6)、內(nèi)外側(cè)長(zhǎng)連桿(6)分別與前后步行足(1)用螺銷(xiāo)軸活動(dòng)連接成兩個(gè)頂角相連的三角形，其中二根長(zhǎng)連桿(6)之間由連接板(22)固接，并且連接板(22)與支架(2)通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸(9)活動(dòng)連接；底板(4)后端上面置有齒輪箱(21)，齒輪箱(21)輸出軸的二端裝有動(dòng)力曲柄(3)，動(dòng)力曲柄(3)與后步行足(1)和長(zhǎng)連桿(6)由螺絲銷(xiāo)軸(9)活動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，其特征在于，六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人是在二塊底板(4)間由短連桿(7)插入底板(4)前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板(4)外插槽和前端第二插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有支架(2)；前后支架(2)上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸(9)分別活動(dòng)連有前后步行足(1)；中間支架(2)上活動(dòng)連接短連桿(7)；短連桿(7)的另一端與中足(8)活動(dòng)連接；二塊底板(4)上對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱(21)，齒輪箱(21)外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄(3，動(dòng)力曲柄(3)與中足(8)活動(dòng)連接，中足(8)與前后足(1)之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，其特征在于，連桿式六足步行足球機(jī)器人是在六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人的前端固接有一對(duì)支架(2)，二個(gè)支架(2)之間活動(dòng)連有短連桿(7)，短連桿(7)的上端活動(dòng)連有由二根短連桿(7)套接而成的連桿，長(zhǎng)連桿(6)的另一端與一個(gè)齒輪箱(21)的內(nèi)輸出軸上的動(dòng)力曲柄(3)活動(dòng)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，其特征在于，滑槽式六足步行足球機(jī)器人是在二塊底板(4)間由短連桿(7)插入底板(4)前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板(4)外插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向下插有前后支架(2)，中間槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有一支架(2)；前后支架(2)上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸(9)分別活動(dòng)連有前后步行足(1)；中間支架(2)上活動(dòng)連接中足(8)；中足(8)與前后足(1)之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿(6)；二塊底板4)下面對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱(21)，齒輪箱(21)外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄(3)，動(dòng)力曲柄(3)與中足(8)活動(dòng)連接；二塊底板(4)的前端固接有一對(duì)支架(2)，二個(gè)支架(2)之間活動(dòng)連有短連桿(7)，短連桿(7)的中間活動(dòng)連有由二根短連桿(7)套接而成的連桿，長(zhǎng)連桿(6)的另一端與一個(gè)齒輪箱(21)的內(nèi)輸出軸上的動(dòng)力曲柄(3)活動(dòng)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，其特征在于，六足步行投籃機(jī)器人是在二塊底板(4)間由短連桿(7)插入底板前后內(nèi)插槽內(nèi)固接，形成一體雙底板，在底板(4)外插槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向下插有前后支架(2)，中間槽內(nèi)分別對(duì)稱(chēng)向上插有一支架(2)；前后支架(2)上通過(guò)螺絲銷(xiāo)軸(9)分別活動(dòng)連有前后步行足(1)；中間支架(2)上活動(dòng)連接短連桿(7)；短連桿(7)的另一端與中足(8)活動(dòng)連接；二塊底板(4)下面對(duì)稱(chēng)置有齒輪箱(21)，齒輪箱(21)外側(cè)輸出軸上裝有動(dòng)力曲柄(3)，動(dòng)力曲柄(3)與中足(8)活動(dòng)連接；中足(8)與前后足(1)之間活動(dòng)連有長(zhǎng)連桿(6)；底板(4)前端上面置有齒輪箱(21)，齒輪箱(21)二端輸出軸上對(duì)稱(chēng)活動(dòng)連有抓斗柄(13)，固定連接曲柄(11)，曲柄(11)上置有拔動(dòng)螺絲(20)；抓斗柄(13)上部?jī)?nèi)側(cè)活動(dòng)連有由兩片抓斗片(19)組成的盛球籃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，其特征在于，六足步行拾球機(jī)器人是在六足步行繞障競(jìng)速機(jī)器人的前端置有抓斗式機(jī)械撿拾器，其中底板(4)上面前端固接齒輪箱(21)，齒輪箱(21)二端輸出軸上對(duì)稱(chēng)活動(dòng)連有抓斗柄(13)，固定連接曲柄(11)，相互位置180度的二個(gè)曲柄(11)的另一端外側(cè)分別活動(dòng)連接抓斗長(zhǎng)連桿(17)和抓斗短連桿(18)，內(nèi)側(cè)固接有拔動(dòng)螺絲(20)，抓斗長(zhǎng)連桿(17)前端與上抓斗片(19)活動(dòng)連接，抓斗短連桿(18)的前端與下抓斗片(19)通過(guò)套管(12)活動(dòng)連接；二個(gè)抓斗柄(13)前端與上下抓斗片(19)活動(dòng)連接，上抓斗片(19)上置有限位螺絲(10)；抓斗柄(13)之間固接抓斗柄復(fù)位桿(14)，抓斗柄復(fù)位桿(14)上下分別擋有復(fù)位彈片(16)和阻尼彈片(15)，復(fù)位彈片(9)和阻尼彈片(9)分別插在齒輪箱(21)上面的縫內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種模塊式奧運(yùn)系列步行機(jī)器人，包括塑料模塊部件、連接件、齒輪箱、機(jī)械手、控制設(shè)備、電池。包括塑料模塊部件、連接件、齒輪箱，機(jī)械手、控制設(shè)備、電池。其中塑料模塊部件由步行足、支架、動(dòng)力曲柄、底板、連接套、長(zhǎng)連桿、短連桿、步行中足、曲柄、抓斗柄、抓斗長(zhǎng)連桿、抓斗短連桿、抓斗片、足套、套管組成；連接件由螺絲銷(xiāo)軸、限位螺絲、曲柄螺絲軸、抓斗柄復(fù)位桿、阻尼彈片、復(fù)位彈片、拔動(dòng)螺絲、連接板、擋片組成。由塑料模塊部件中的模塊零件之間和連接件通過(guò)不同連接組合可形成至少捌種以上不同功能的步行機(jī)器人。它僅用了十六種塑料模塊部件和三個(gè)齒輪箱，就可以組裝出八種以上的奧運(yùn)系列步行機(jī)器人模型來(lái)。
文檔編號(hào)B25J11/00GK2765739SQ20052003899
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日
發(fā)明者朱渝君 申請(qǐng)人:上海市寶山區(qū)青少年科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)站