水面垃圾清理機器魚教學模型的製作方法
2023-06-07 06:27:51 3
專利名稱：水面垃圾清理機器魚教學模型的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教學模型，尤其是用於機器人教學的水面垃圾清理 機器魚教學模型。
技術背景
當今，"科教興國"戰略已經全面啟動，國家對教育事業十分重視，提高 教學質量已成為各高校的重點環節。要提高教學質量一方面要有好的師資， 另一方面還要有得心應手的教學設備。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種全新的水面垃圾清理機器魚教學模型，採 用模塊化設計，充分展示機器人的自動化和智能化，能夠提高學生興趣，達 到更好的教學效果。
上述的目的通過以下的技術方案實現
水面垃圾清理機器魚教學模型，其組成包括魚頭，所述的魚頭包括魚 頭搜索傳感器、魚嘴吞噬垃圾裝置，所述的魚頭連接魚身，所述的魚身具有 魚腹運輸傾倒垃圾裝置，所述的魚身連接魚尾。
所述的水面垃圾清理機器魚教學模型，所述的魚頭搜索傳感器包括魚嘴 上頜左、右側各一組分別並聯的傳感器，所述魚頭的魚嘴上頜具有避障傳感 器；所述的魚嘴吞噬垃圾裝置包括魚嘴上頜、魚嘴下頜，所述的魚嘴內具有 魚嘴垃圾檢測傳感器。
所述的水面垃圾清理機器魚教學模型，所述的魚嘴下頜連接魚身內的斜 坡導杆，所述的斜坡導杆通過滑塊機構連接垃圾翻鬥，所述的滑塊機構連接 翻轉線繩，所述的滑塊機構通過繩索繞過滑輪連接線軸，所述的線軸上與所 述的繩索反方向繞有復位發條，所述的復位發條通過魚身上的固定滑輪連接 所述的滑塊機構，所述的斜坡導杆上端真有限位開關，所述的魚身上具有垃 圾筒與所述的垃圾翻鬥翻轉傾倒時的位置相對應，所述的垃圾筒上具有垃圾檢測傳感器，所述的魚身上具有控制板與上述的各個傳感器通過相應的電路
連接；所述的魚身下部具有流線型船體。
所述的水面垃圾清理機器魚教學模型，所述的魚尾包括螺旋槳與葉輪。 本實用新型的有益效果
1. 本實用新型融合了機構設計、電機控制、軟體編程以及傳感器技術等 多學科知識。本產品可以離線作業，自主決策，充分展示了機器人的自動化 和智能化，能提高學生興趣，達到更好的教學效果。
2. 本實用新型採用魚頭搜索傳感器並聯，由於一個傳感器的搜索範圍有 限，所以把左、右側的各一組傳感器分別並聯，既增大了搜索範圍，又增加 了靈敏性和可靠性。
3. 本產品魚嘴上頜固定不動，魚嘴下頜可以張得更低一些，更便於垃圾 的吞入。
4. 本產品的魚身下部採用流線型船體，在水面上時，能夠保證運動平穩 性、方向準確性，並能輔助魚尾遊動出規則的路線。
附圖l是本產品的結構示意圖。
附圖2是本產品魚嘴的結構示意圖。
附圖3是本產品斜坡導杆與垃圾翻鬥的結構示意圖。
附圖4是本產品線軸繞線的結構示意圖。
附圖5是本產品控制板內部程序的流程圖。
具體實施方式
實施例l:
水面垃圾清理機器魚教學模型，其組成包括魚頭l，所述的魚頭包括魚
頭搜索傳感器2、魚嘴吞噬垃圾裝置3，所述的魚頭連接魚身4，所述的魚身 具有魚腹運輸傾倒垃圾裝置5，所述的魚身連接魚尾6。
實施例2:
上述的水面垃圾清理機器魚教學模型，所述的魚頭搜索傳感器包括魚嘴上頜左、右側各一組分別並聯的傳感器，所述魚頭的魚嘴上頜7具有避障傳 感器8;所述的魚嘴吞噬垃圾裝置包括魚嘴上頜7、魚嘴下頜9，所述的魚嘴 內具有魚嘴垃圾檢測傳感器10。所述的魚嘴採用仿生原理，採用雙邊連杆機 構並聯，兩個電機也並聯，帶動魚嘴下頜雙邊連杆同時上下運動，上頜固定 不動，下頜可以張得更低一些，以便垃圾的吞入。
實施例3:
上述的水面垃圾清理機器魚教學模型，所述的魚嘴下頜連接魚身內的斜
坡導杆ll，所述的斜坡導杆通過滑塊機構26連接垃圾翻鬥12，所述的滑塊 機構連接翻轉線繩18，所述的滑塊機構通過繩索13繞過滑輪14連接線軸15， 所述的線軸上與所述的繩索反方向繞有復位發條16，所述的復位發條通過魚 身上的固定滑輪17連接所述的滑塊機構26，所述的斜坡導杆上端具有限位開 關19，所述的魚身上具有垃圾筒20與所述的垃圾翻鬥翻轉傾倒時的位置相對 應，所述的垃圾筒上具有垃圾檢測傳感器21，所述的魚身上具有控制板22 與上述的各個傳感器通過相應的電路連接；所述的魚身下部具有流線型船體 23。採用斜坡導杆翻鬥機構，兩個電機並聯的方法，電機帶動線軸旋轉實現 垃圾翻鬥的上下運動。同時為了讓垃圾翻鬥產生翻轉運動，我們在垃圾翻鬥 的下面牽住一根翻轉繩索，當翻鬥升至最高點時，繩索拉直，牽引翻鬥翻轉， 實現傾倒垃圾的運動。
如果只靠垃圾翻鬥的重力使其滑至底部是不可靠的，於是採用發條機構， 又由於復位發條在過松時力量不夠把垃圾翻鬥拉至最低點，而在過緊時雖然 可以把垃圾翻鬥拉至最低點，但又由於力量過大阻礙垃圾翻鬥上升至最高點， 為了解決這一難題我們把復位發條的繩索反繞在線軸上，即與垃圾翻鬥線軸 的繞線方向相反，這樣當垃圾翻鬥上升時，牽引垃圾翻鬥的繩索會收縮，而 相反，復位發條的繩索會放鬆，這樣會避免由於復位發條力量過大而引起電 機帶不動垃圾翻鬥上升至最高點的情況。類似的，當垃圾翻鬥下降時，牽引 垃圾翻鬥的繩索會放鬆，復位發條的繩索會收縮，這樣會避免由於復位發條 力量過小而引起垃圾翻鬥不能滑至最低點的情況。實施例4:
上述的水面垃圾清理機器魚教學模型，所述的魚尾包括螺旋槳24與葉輪 25。本產品把螺旋槳和葉輪有機的結合在一起，螺旋槳實現前進和後退，而 葉輪的左、右旋轉分別實現魚身的右、左轉彎。
智能程序本產品採用主程序加若干子程序的方法使各模塊間協調運作，
可以自主完成搜索、避障、追蹤、吞噬等一系列功能。垃圾倉滿後報警，可 利用遙控界面遙控其歸岸。
程序執行，首先系統復位，魚頭模塊的魚嘴有閉合一張開一閉合的過程， 同時魚身模塊垃圾翻鬥下降到最低點。當復位完畢之後，執行魚頭的垃圾搜
索任務；當探測到垃圾時，魚嘴會張開執行吞噬任務，同時開始智能追蹤垃 圾，當左面的傳感器收到信號時，葉輪會驅動魚身向左轉，當右面的傳感器 收到信號時，葉輪會驅動魚身向右轉，當中間的傳感器收到信號時，螺旋槳 會驅動魚身向前行進，這樣就可以實時調整魚身方向和位置，準確的吞掉垃 圾。當垃圾吞入魚嘴後，由傳感器發送信號，魚嘴閉合，魚腹傳送模塊執行 垃圾傳送任務，垃圾鬥上升、翻轉，把垃圾倒入垃圾筒內，垃圾翻鬥復位， 繼續探測垃圾。
當運行過程中遇到障礙物，它會立即避障，重新尋找路線繼續探測垃圾。 當垃圾滿了的時候，魚頭部分、魚腹部分都會復位，魚尾部分會驅動魚身原 地打轉，同時會閃燈報警。此時可以人工遙控其歸岸。
權利要求1. 一種水面垃圾清理機器魚教學模型，其組成包括魚頭，其特徵是所述的魚頭包括魚頭搜索傳感器、魚嘴吞噬垃圾裝置，所述的魚頭連接魚身，所述的魚身具有魚腹運輸傾倒垃圾裝置，所述的魚身連接魚尾。
2. 根據權利要求1所述的水面垃圾清理機器魚教學模型，其特徵是所述的魚頭搜索傳感器包括魚嘴上頜左、右側各一組分別並聯的傳感器，所述魚頭的魚嘴上頜具有避障傳感器；所述的魚嘴吞噬垃圾裝置包括魚嘴上頜、魚嘴下頜，所述的魚嘴內具有魚嘴垃圾檢測傳感器。
3. 根據權利要求1或2所述的水面垃圾清理機器魚教學模型，其特徵是:所述的魚嘴下頜連接魚身內的斜坡導杆，所述的斜坡導杆通過滑塊機構連接垃圾翻鬥，所述的滑塊機構連接翻轉線繩，所述的滑塊機構通過繩索繞過滑輪連接線軸，所述的線軸上與所述的繩索反方向繞有復位發條，所述的復位發條通過魚身上的固定滑輪連接所述的滑塊機構，所述的斜坡導杆上端具有限位開關，所述的魚身上具有垃圾筒與所述的垃圾翻鬥翻轉傾倒時的位置相對應，所述的垃圾筒上具有垃圾檢測傳感器，所述的魚身上具有控制板與上述的各個傳感器通過相應的電路連接；所述的魚身下部具有流線型船體。
4. 根據權利要求1所述的水面垃圾清理機器魚教學模型，其特徵是所述的魚尾包括螺旋槳與葉輪。
專利摘要水面垃圾清理機器魚教學模型，當今，國家對教育事業十分重視，要有得心應手的教學設備。水面垃圾清理機器魚教學模型，其組成包括魚頭(1)，所述的魚頭包括魚頭搜索傳感器(2)、魚嘴吞噬垃圾裝置(3)，所述的魚頭連接魚身(4)，所述的魚身具有魚腹運輸傾倒垃圾裝置(5)，所述的魚身連接魚尾(6)。本產品作為一種教學模型。
文檔編號G09B25/00GK201281906SQ20082009079
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月2日 優先權日2008年9月2日
發明者張永德, 趙燕江 申請人:哈爾濱理工大學