專利名稱：水面垃圾清理機器魚教學(xué)模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種教學(xué)模型，尤其是用于機器人教學(xué)的水面垃圾清理 機器魚教學(xué)模型。
技術(shù)背景
當(dāng)今，"科教興國"戰(zhàn)略已經(jīng)全面啟動，國家對教育事業(yè)十分重視，提高 教學(xué)質(zhì)量已成為各高校的重點環(huán)節(jié)。要提高教學(xué)質(zhì)量一方面要有好的師資， 另一方面還要有得心應(yīng)手的教學(xué)設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)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(xué)模型，采 用模塊化設(shè)計，充分展示機器人的自動化和智能化，能夠提高學(xué)生興趣，達(dá) 到更好的教學(xué)效果。
上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)
水面垃圾清理機器魚教學(xué)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(xué)模型，所述的魚頭搜索傳感器包括魚嘴 上頜左、右側(cè)各一組分別并聯(lián)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(nèi)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(xué)模型，所述的魚嘴下頜連接魚身內(nèi)的斜 坡導(dǎo)桿，所述的斜坡導(dǎo)桿通過滑塊機構(gòu)連接垃圾翻斗，所述的滑塊機構(gòu)連接 翻轉(zhuǎn)線繩，所述的滑塊機構(gòu)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(fù)位發(fā)條，所述的復(fù)位發(fā)條通過魚身上的固定滑輪連接 所述的滑塊機構(gòu)，所述的斜坡導(dǎo)桿上端真有限位開關(guān)，所述的魚身上具有垃 圾筒與所述的垃圾翻斗翻轉(zhuǎn)傾倒時的位置相對應(yīng)，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(yīng)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(xué)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(gòu)設(shè)計、電機控制、軟件編程以及傳感器技術(shù)等 多學(xué)科知識。本產(chǎn)品可以離線作業(yè)，自主決策，充分展示了機器人的自動化 和智能化，能提高學(xué)生興趣，達(dá)到更好的教學(xué)效果。
2. 本實用新型采用魚頭搜索傳感器并聯(lián)，由于一個傳感器的搜索范圍有 限，所以把左、右側(cè)的各一組傳感器分別并聯(lián)，既增大了搜索范圍，又增加 了靈敏性和可靠性。
3. 本產(chǎn)品魚嘴上頜固定不動，魚嘴下頜可以張得更低一些，更便于垃圾 的吞入。
4. 本產(chǎn)品的魚身下部采用流線型船體，在水面上時，能夠保證運動平穩(wěn) 性、方向準(zhǔn)確性，并能輔助魚尾游動出規(guī)則的路線。


附圖l是本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本產(chǎn)品魚嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是本產(chǎn)品斜坡導(dǎo)桿與垃圾翻斗的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4是本產(chǎn)品線軸繞線的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖5是本產(chǎn)品控制板內(nèi)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(xué)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(xué)模型，所述的魚頭搜索傳感器包括魚嘴上頜左、右側(cè)各一組分別并聯(lián)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(nèi)具有魚嘴垃圾檢測傳感器10。所述的魚嘴采用仿生原理，采用雙邊連桿機 構(gòu)并聯(lián)，兩個電機也并聯(lián)，帶動魚嘴下頜雙邊連桿同時上下運動，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(xué)模型，所述的魚嘴下頜連接魚身內(nèi)的斜
坡導(dǎo)桿ll，所述的斜坡導(dǎo)桿通過滑塊機構(gòu)26連接垃圾翻斗12，所述的滑塊 機構(gòu)連接翻轉(zhuǎn)線繩18，所述的滑塊機構(gòu)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(fù)位發(fā)條16，所述的復(fù)位發(fā)條通過魚 身上的固定滑輪17連接所述的滑塊機構(gòu)26，所述的斜坡導(dǎo)桿上端具有限位開 關(guān)19，所述的魚身上具有垃圾筒20與所述的垃圾翻斗翻轉(zhuǎn)傾倒時的位置相對 應(yīng)，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(yīng)的電路連接；所述的魚身下部具有流線型船體 23。采用斜坡導(dǎo)桿翻斗機構(gòu)，兩個電機并聯(lián)的方法，電機帶動線軸旋轉(zhuǎn)實現(xiàn) 垃圾翻斗的上下運動。同時為了讓垃圾翻斗產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)運動，我們在垃圾翻斗 的下面牽住一根翻轉(zhuǎn)繩索，當(dāng)翻斗升至最高點時，繩索拉直，牽引翻斗翻轉(zhuǎn)， 實現(xiàn)傾倒垃圾的運動。
如果只靠垃圾翻斗的重力使其滑至底部是不可靠的，于是采用發(fā)條機構(gòu)， 又由于復(fù)位發(fā)條在過松時力量不夠把垃圾翻斗拉至最低點，而在過緊時雖然 可以把垃圾翻斗拉至最低點，但又由于力量過大阻礙垃圾翻斗上升至最高點， 為了解決這一難題我們把復(fù)位發(fā)條的繩索反繞在線軸上，即與垃圾翻斗線軸 的繞線方向相反，這樣當(dāng)垃圾翻斗上升時，牽引垃圾翻斗的繩索會收縮，而 相反，復(fù)位發(fā)條的繩索會放松，這樣會避免由于復(fù)位發(fā)條力量過大而引起電 機帶不動垃圾翻斗上升至最高點的情況。類似的，當(dāng)垃圾翻斗下降時，牽引 垃圾翻斗的繩索會放松，復(fù)位發(fā)條的繩索會收縮，這樣會避免由于復(fù)位發(fā)條 力量過小而引起垃圾翻斗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(xué)模型，所述的魚尾包括螺旋槳24與葉輪 25。本產(chǎn)品把螺旋槳和葉輪有機的結(jié)合在一起，螺旋槳實現(xiàn)前進(jìn)和后退，而 葉輪的左、右旋轉(zhuǎn)分別實現(xiàn)魚身的右、左轉(zhuǎn)彎。
智能程序本產(chǎn)品采用主程序加若干子程序的方法使各模塊間協(xié)調(diào)運作，
可以自主完成搜索、避障、追蹤、吞噬等一系列功能。垃圾倉滿后報警，可 利用遙控界面遙控其歸岸。
程序執(zhí)行，首先系統(tǒng)復(fù)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斗下降到最低點。當(dāng)復(fù)位完畢之后，執(zhí)行魚頭的垃圾搜
索任務(wù)；當(dāng)探測到垃圾時，魚嘴會張開執(zhí)行吞噬任務(wù)，同時開始智能追蹤垃 圾，當(dāng)左面的傳感器收到信號時，葉輪會驅(qū)動魚身向左轉(zhuǎn)，當(dāng)右面的傳感器 收到信號時，葉輪會驅(qū)動魚身向右轉(zhuǎn)，當(dāng)中間的傳感器收到信號時，螺旋槳 會驅(qū)動魚身向前行進(jìn)，這樣就可以實時調(diào)整魚身方向和位置，準(zhǔn)確的吞掉垃 圾。當(dāng)垃圾吞入魚嘴后，由傳感器發(fā)送信號，魚嘴閉合，魚腹傳送模塊執(zhí)行 垃圾傳送任務(wù)，垃圾斗上升、翻轉(zhuǎn)，把垃圾倒入垃圾筒內(nèi)，垃圾翻斗復(fù)位， 繼續(xù)探測垃圾。
當(dāng)運行過程中遇到障礙物，它會立即避障，重新尋找路線繼續(xù)探測垃圾。 當(dāng)垃圾滿了的時候，魚頭部分、魚腹部分都會復(fù)位，魚尾部分會驅(qū)動魚身原 地打轉(zhuǎn)，同時會閃燈報警。此時可以人工遙控其歸岸。
權(quán)利要求1. 一種水面垃圾清理機器魚教學(xué)模型，其組成包括魚頭，其特征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(jù)權(quán)利要求1所述的水面垃圾清理機器魚教學(xué)模型，其特征是所述的魚頭搜索傳感器包括魚嘴上頜左、右側(cè)各一組分別并聯(lián)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(nèi)具有魚嘴垃圾檢測傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水面垃圾清理機器魚教學(xué)模型，其特征是:所述的魚嘴下頜連接魚身內(nèi)的斜坡導(dǎo)桿，所述的斜坡導(dǎo)桿通過滑塊機構(gòu)連接垃圾翻斗，所述的滑塊機構(gòu)連接翻轉(zhuǎn)線繩，所述的滑塊機構(gòu)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(fù)位發(fā)條，所述的復(fù)位發(fā)條通過魚身上的固定滑輪連接所述的滑塊機構(gòu)，所述的斜坡導(dǎo)桿上端具有限位開關(guān)，所述的魚身上具有垃圾筒與所述的垃圾翻斗翻轉(zhuǎn)傾倒時的位置相對應(yīng)，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(yīng)的電路連接；所述的魚身下部具有流線型船體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面垃圾清理機器魚教學(xué)模型，其特征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(xué)模型，當(dāng)今，國家對教育事業(yè)十分重視，要有得心應(yīng)手的教學(xué)設(shè)備。水面垃圾清理機器魚教學(xué)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(chǎn)品作為一種教學(xué)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(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者張永德, 趙燕江 申請人:哈爾濱理工大學(xué)