[实用新型]一种教育类多功能全向移动机械臂

说明书

本实用新型为一种教育类多功能全向移动机械臂，属于教育机器人领域，是为克服移动平台功能和移动单一的缺陷提出，其包括：移动平台和机械臂，机械臂安装在移动平台上，移动平台包括车体和全向轮，车体呈八角形，在车体的顶部安装有六自由度运动的机械臂和红外线接收器，全向轮中心对称设置在车体外周，在车体的侧壁周向内嵌有多个超声波传感器，在车体内部安装有主控板、驱动装置和电池，驱动装置、超声波传感器、机械臂、红外线接收器均与主控板电性连接，驱动装置中心对称分布在车体内，用来控制全向轮，电池为主控板和驱动装置提供电能。本实用新型可适应更为复杂的工作环境，移动区域更为广泛，提高了移动的效率和降低了对环境的要求。

技术领域：

本实用新型属于教育机器人领域，具体涉及一种教育类多功能全向移动机械臂。

背景技术：

AI教育已经成为未来十年乃至更长时间全球教育领域的重要发展方向，全球科技领域的较量也已全面转入AI教育领域，而教育类机械臂因其体积小、运动灵活、操作便捷而备受青睐。首先，按照移动特性教育类机械臂可分为坐立式机械臂、非全向移动机械臂和全向移动机械臂，坐立式机械臂一般固定或摆放在指定区域，其特点是运动学模型简单、便于操控，但无法移动只能应用于特定区域；非全向移动机械臂一般搭载移动平台进行线性移动操控，其特点是工作区域广泛、运动操控便捷，但难以应用于机动性要求高的区域；全向移动机械臂一般搭载全向轮移动平台，其特点是可以在保持车体不变的情况下向任意位置和方向移动，能够满足移动性要求高的区域。其次，按照功能性教育类机械臂可分为单功能机械臂和多功能机械臂，单功能机械臂操作便捷，但功能单一；多功能机械臂操控方式更多，功能全面，可拓展性更强。现有教育类机械臂多为单功能坐式机械臂和非全向移动机械臂，其移动功能单一、操作空间有限、移动方式单一，难以适应机动性要求高的区域和复杂的任务。

发明内容：

本实用新型为克服现有教育机械臂的移动平台功能单一、操作空间有限、移动方式单一的缺陷，提供了一种教育类多功能全向移动机械臂，通过对移动平台结构的改进，可有效解决平台功能和移动方式单一、运动区域受限的问题，大大降低了平台对工作区域的要求，提高了平台的移动效率和对复杂环境的适应性。

本实用新型采用的技术方案在于：一种教育类多功能全向移动机械臂，包括：移动平台和机械臂，所述机械臂安装在移动平台上，所述移动平台包括车体和全向轮，所述车体呈八角形，在车体的顶部安装有六自由度运动的机械臂和红外线接收器，所述全向轮为中心对称设置在车体外周的多个，在车体的侧壁周向内嵌有多个超声波传感器，且超声波传感器位于相邻两个全向轮之间，在车体内部安装有主控板、驱动装置和电池，所述驱动装置、超声波传感器、机械臂、红外线接收器均与主控板电性连接，所述驱动装置中心对称分布在车体内，用来控制全向轮，所述电池为主控板和驱动装置提供电能。

优选地，所述车体包括上板、下板、侧板和电机固定板，所述侧板和电机固定板交替设置在上板和下板之间，上板、下板、侧板和电机固定板共同围合形成八角形的空心腔体；在每个侧板上开设有超声波传感器的安装孔。

优选地，所述驱动装置包括电机、联轴器、电机驱动板，所述电机通过电机固定板安装在上板和下板之间，电机的输出端通过减速器与联轴器连接，所述联轴器与全向轮相连，所述电机驱动板用来控制两个电机，主控板与两个电机驱动板为电性连接。

优选地，所述红外线接收器通过接收遥控手柄发射的信号，用来控制移动平台的移动和机械臂的运动。

优选地，所述机械臂包括连接架、转盘、机械爪、舵机架、圆舵机固定架和舵机，每个连接架与一个舵机架配合组成关节，在每个舵机架上安装有用来驱动相连的另一关节实现一个自由度运动的舵机，多个关节依次连接形成多级关节，所述机械爪安装在多级关节的顶部，且机械爪通过舵机实现闭合或张开运动，所述多级关节垂直安装在转盘上，所述转盘通过圆舵机固定架安装在车体顶部，安装在圆舵机固定架上的舵机驱动转盘带动机械臂实现360°旋转运动，且每个舵机通过总线实现串联。

优选地，所述舵机采用360°总线舵机。