[发明专利]扫描隧道显微镜科普演示机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种演示机器人，具体地说，涉及的是一种扫描隧道显微镜科普演示机器人。

背景技术

随着现代科技的发展，1981年比尼格和罗勒尔发明了扫描隧道显微镜(STM)，使人类实现了观察单个原子的愿望。1985年比尼格应奎特的邀请，去美国斯坦福大学做访问研究。在这期间，他们发明了具有原子分辨率、可适用于非导电样品的原子力显微镜(AFM)。STM与AFM一起构建了扫描探针显微镜(SPM)系统。最先进的扫描隧道显微镜已经可以观察并操纵一个个原子或分子。但是传统显微镜只能对目标观察，而不能对其进行移动。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种扫描隧道显微镜科普演示机器人，能精确定位小球的位置，分辨小球的种类，并能对其进行抓取以及在一定范围内移动。

为实现上述的目的，本发明所述的扫描隧道显微镜科普演示机器人，包括：一个横向移动的机器人和一个纵向移动的机器人，纵向移动的机器人上装有机械臂，机械臂上装有超声波传感器和颜色传感器，所述横向移动的机器人和纵向移动的机器人分别固定在一个框架上，框架周围装有超声波传感器，所有传感器连接到控制电脑，从而控制机器人的横纵向移动和机械臂的上下移动，机械臂的抓取等动作。

本发明中，横向移动的机器人和纵向移动的机器人采用电机进行驱动，来实现机器人的横向、纵向和机械臂抓取等动作。其中，两个电机实现机器人的横纵向的精确移动，一个电机负责机械臂的上下运动，最后两个电机负责抓取或放下小球。

本发明中，所述的横向移动的机器人和纵向移动的机器人用履带结构来代替现有的轮胎结构，这样在减小了对机器人轮轴的压力的同时也加大了轮子对轨道的摩擦力，从而使机器人的运动更加平稳。

本发明中，所述的横向移动的机器人和纵向移动的机器人设有四个轮胎，这四个轮胎用来替代现有的机械爪，通过四个轮胎的转动来实现抓取与放下。

本发明中，采用多个传感器，机器人一经发现小球，就能准确定位小球，分辨小球种类并实现精确的抓取、移动，然后把小球放置到指定位置，并能不停重复以上动作。

本发明结构简单，使用方便，利用颜色传感器以及超声波传感器，运用一个横向电机和一个纵向电机来实现机器人在一定范围内进行十字运动，并精确定位小球的位置，分辨小球的种类，进行抓取。本发明突破了传统显微镜只能对目标观察，而不能对其进行移动的功能瓶颈。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：横向移动的机器人1、纵向移动的机器人2、机械臂3、超声波传感器4、颜色传感器5、框架6、轮胎7、电机8。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供一种扫描隧道显微镜科普演示机器人，包括：一个横向移动的机器人1和一个纵向移动的机器人2，纵向移动的机器人2上装有机械臂3，机械臂3上装有超声波传感器4和颜色传感器5，所述横向移动的机器人1和纵向移动的机器人2分别固定在一个框架6上，框架6周围装有超声波传感器，所有传感器连接到控制电脑，从而控制机器人的横纵向移动和机械臂的上下移动，机械臂的抓取等动作。

本发明中，横向移动的机器人1和纵向移动的机器人2设有电机8，其中，两个电机8实现机器人的横纵向的精确移动，一个电机8负责机械臂的上下运动，最后两个电机8负责抓取或放下小球。

本实施例中，所述的横向移动的机器人1和纵向移动的机器人2用履带结构。

本实施例中，所述的横向移动的机器人1和纵向移动的机器人2设有四个轮胎7。

本实施例中，采用多个传感器，超声波传感器用来探测探针的远近，从而定位小球的方位；颜色传感器可以分辨小球的种类。

本实施例中，利用超声波传感器和颜色传感器来辨别小球的位置和种类，再用电机实现机器人的基本移动，运用5个电机来实现机器人的横向、纵向和机械臂抓取等动作。在机器人的运动方面，舍弃了轮胎结构，而是用履带结构来代替，这样在减小了对机器人轮轴的压力的同时也加大了轮子对轨道的摩擦力，从而使机器人的运动更加平稳。在抓取方面，舍弃了机械爪，而是使用了四个轮胎用转动的方式来实现抓取与放下。此机器人一经发现小球，就能准确定位小球，分辨小球种类并实现精确的抓取、移动，然后把小球放置到指定位置，并能不停重复以上动作。

由以上的实施例可以看出，本发明利用颜色传感器以及的超声波传感器，运用一个横向电机和一个纵向电机来实现机器人在一定范围内进行十字运动，并精确定位小球的位置，分辨小球的种类，进行抓取。本发明突破了传统显微镜只能对目标观察，而不能对其进行移动的功能瓶颈。