一种STEAM教具弹射机器人的制作方法

本实用新型涉及steam教具领域，更具体地说，涉及一种steam教具弹射机器人。

背景技术：

steam教育是美国政府提出的教育倡议，即加强美国k12关于science(科学)、technology(技术)、engineering(工程)、art(艺术)及mathematics(数学)的教育。在steam教育的带动下，机器人，3d打印，激光切割及编程等越来越频繁的出现在国内的学校或者培训机构的课堂上。

steam教育不仅仅是提倡学习这五个学科知识，更提倡的是一种新的教学理念：让学习者们亲身实践，完成一些有趣的项目，从这个过程中学习各种学科以及跨学科的知识。steam教育注重实践、注重动手、注重过程,希望让早教学习期间的孩子们通过制作有趣的东西，并在制作的过程中建构起关于科学、技术、工程、艺术和数学的知识。steam教具就是steam教育中在老师指导下，由学生们自己动手搭建出来的各种智能积木式金属玩具，如可拓展变形的机器人小车、可编程教育机器人及娱乐机器人等。

但是，当前steam教具大部分都是简单的木板，或亚克力结构，外观设计和体验都不是很好，设计一般都比较简陋，容错率低，学习门槛高，难以引起低龄学生的兴趣，不太适合低龄学生学习编程机器人。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种steam教具弹射机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种steam教具弹射机器人，包括支架；所述支架上设有用于驱动steam教具弹射机器人移动的驱动组件、用于调节steam教具弹射机器人的发射角度的调节组件、用于实现弹射的弹射组件，以及电控组件；所述驱动组件、调节组件及所述弹射组件均与所述电控组件电连接。

进一步地，所述调节组件包括设置在所述支架上的第一横梁、设置在所述第一横梁上的第一电机以及设置在所述第一电机上的移动块；所述移动块可相对于所述第一电机的电机轴进行往复运动；所述移动块与所述弹射组件之间通过第一连杆连接；所述第一电机与所述电控组件电连接。

进一步地，所述弹射组件包括设置在所述支架上的转轴、设置在所述转轴上的连接块以及设置在所述连接块上的安装架；所述安装架与所述第一连杆的一端铰接。

进一步地，所述弹射组件还包括设置在所述安装架上的滑轨、设置在所述滑轨上的滑块、设置在所述滑块上的推块、以及设置在所述滑轨上的固定架；所述滑块与所述固定架之间通过弹性圈连接。

进一步地，所述滑块上设有第一支脚；所述第一支脚上设有滑轮；所述固定架上设有第二支脚；所述第一支脚及所述第二支脚之间通过弹性圈连接。

进一步地，所述连接块上设有第二连杆；所述第二连杆上设有第二电机；所述第二电机的电机轴上设有主动杆；所述第一支脚上设有从动杆；所述第二电机与所述电控组件电连接。

进一步地，所述驱动组件包括安装在所述支架两侧的第二横梁、设置在所述第二横梁上的车轮以及第三电机；所述第三电机的电机轴穿过所述第二横梁并与所述车轮连接；所述车轮上设有履带；所述第三电机与所述电控组件之间电连接。

进一步地，所述支架上设有第三横梁；所述电控组件包括主控板及电源；所述电源设置在所述支架上；所述主控板设置在所述第三横梁上；所述电源、第一电机、第二电机以及第三电机均与所述主控板电连接。

进一步地，所述电控组件还包括红外接收器；所述红外接收器设置在所述主控板上并与所述主控板电连接。

本实用新型的有益效果在于：通过设置驱动组件，使得steam教具弹射机器人可以实现移动，通过设置调节组件与弹射组件，调节组件可调节弹射组件的角度，控制steam教具弹射机器人弹出小球的角度，模拟抛石机的抛石头过程，形成一个能够实现移动、俯仰调节以及连续弹射等功能的编程机器人，能够引起低龄学生的兴趣，促进低龄学生学习编程机器人的意愿；通过总体设计，将外观与功能协调一体化，既具有高度扩展学习空间，又解决了当前很多steam教具非常零碎、入门门槛高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1为本实用新型优选实施例中的一种steam教具弹射机器人的结构示意图一；

图2本实用新型优选实施例中的一种steam教具弹射机器人的结构示意图二；

图3为本实用新型优选实施例中的调节组件与弹射组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型较佳实施例的如图1至图3所示，提供一种steam教具弹射机器人，包括支架1；支架1上设有用于驱动steam教具弹射机器人移动的驱动组件、用于调节steam教具弹射机器人的发射角度的调节组件、用于实现弹射的弹射组件，以及电控组件；驱动组件、调节组件及弹射组件均与电控组件电连接。驱动组件由电控组件控制前进、后退或者停止，调节组件与弹射组件之间呈铰接关系，根据所需要的射出位置，利用调节组件调节弹射组件的发射角度，电控组件控制发射角度将安装在弹射组件上的乒乓球射出，模拟抛石机的抛石头过程，形成一个能够实现移动、俯仰调节以及连续弹射等功能的编程机器人，能够引起低龄学生的兴趣，促进低龄学生学习编程机器人的意愿；通过总体设计，将外观与功能协调一体化，既具有高度扩展学习空间，又解决了当前很多steam教具非常零碎、入门门槛高的问题。

在进一步的实施例中，弹射组件包括设置在支架1上的第一横梁31、设置在第一横梁31上的第一电机32以及设置在第一电机32上的移动块33；移动块33可相对于第一电机32的电机轴进行往复运动；移动块33与弹射组件之间通过第一连杆34连接；第一电机32与电控组件电连接。移动块33与第一电机32的电机轴之间螺纹连接，第一电机32的电机轴转动时，移动块33可沿电机轴进行往复运动，移动块33与第一连杆32的一端铰接，第一连杆32的另一端与弹射组件铰接，移动块33向远离第一电机32方向移动时，移动块33带动第一连杆32推动弹射组件末端，弹射组件的发射角度变低；当移动块33向靠近第一电机32方向移动时，移动块33带动第一连杆34拉动弹射组件末端，弹射组件的发射角度变高，模拟抛石机的抛石头过程，形成一个能够实现移动、俯仰调节以及连续弹射等功能的编程机器人，能够引起低龄学生的兴趣，促进低龄学生学习编程机器人的意愿；通过总体设计，将外观与功能协调一体化，既具有高度扩展学习空间，又解决了当前很多steam教具非常零碎、入门门槛高的问题。

在进一步的实施例中，弹射组件包括设置在支架1上的转轴41、设置在转轴41上的连接块42以及设置在连接块42上的安装架43；安装架43与第一连杆34的一端铰接。转轴41铰接在支架1上，转轴41穿过连接块42，安装架43固定在连接块42上，第一连杆34与安装架43的末端铰接，移动块33向远离第一电机32方向移动时，移动块33带动第一连杆34推动安装架43末端，使得安装架43向上翻转，发射角度变低；当移动块33向靠近第一电机32方向移动时，移动块33带动第一连杆34拉动安装架43末端，安装架43向下翻转，发射角度变高，模拟抛石机的抛石头过程，形成一个能够实现移动、俯仰调节以及连续弹射等功能的编程机器人，能够引起低龄学生的兴趣，促进低龄学生学习编程机器人的意愿；通过总体设计，将外观与功能协调一体化，既具有高度扩展学习空间，又解决了当前很多steam教具非常零碎、入门门槛高的问题。

在进一步的实施例中，弹射组件还包括设置在安装架43上的滑轨44、设置在滑轨44上的滑块45、设置在滑块45上的推块451、以及设置在滑轨44上的固定架46；滑块45与固定架46之间通过弹性圈47连接。滑块45可沿滑轨44滑动，固定架46上设有球架61，球架61底部设有开口62，球架61内设有乒乓球63，滑块45向远离固定架46的方向移动，弹性圈47受到拉动后产生弹力，放开滑块45，滑块45受到弹力快速往靠近固定架46的方向移动，滑块45上的推块451对球架61中的乒乓球63产生一个冲击力，将位于开口62处的乒乓球63射出。其中，弹性圈47为皮筋，能够产生较大的弹力。利用第一电机32驱动移动块33，能够根据需要调节固定架46的发射角度，模拟抛石机的抛石头过程，形成一个能够实现移动、俯仰调节以及连续弹射等功能的编程机器人，能够引起低龄学生的兴趣，促进低龄学生学习编程机器人的意愿；通过总体设计，将外观与功能协调一体化，既具有高度扩展学习空间，又解决了当前很多steam教具非常零碎、入门门槛高的问题。

在进一步的实施例中，滑块45上设有第一支脚452；第一支脚452上设有滑轮453；固定架46上设有第二支脚461；第一支脚452及第二支脚461之间通过弹性圈47连接。弹性圈47设置在滑块45与固定架46的底部，滑轮453有四个，分别两两分布在滑块45的底部，分别位于滑轨44的两侧面上，沿滑轨44的侧面滑行。

在进一步的实施例中，连接块42上设有第二连杆48；第二连杆48上设有第二电机49；第二电机49的电机轴上设有主动杆491；第一支脚452上设有从动杆454；第二电机49与电控组件电连接。第二电机49转动，带动主动杆491转动，主动杆491接触从动杆454后拉动从动杆454，从动杆454受到拉动带动滑块45向远离固定架46的方向移动，当主动杆491转动到一定位置时，会离开从动杆454，滑块45受到弹性圈47的弹力，快速向靠近固定架46的方向移动，将位于球架61开口62的乒乓球63射出，通过电控组件可设置第二电机49连续转动，使得steam教具弹射机器人能够连续发射乒乓球。模拟抛石机的抛石头过程，形成一个能够实现移动、俯仰调节以及连续弹射等功能的编程机器人，能够引起低龄学生的兴趣，促进低龄学生学习编程机器人的意愿；通过总体设计，将外观与功能协调一体化，既具有高度扩展学习空间，又解决了当前很多steam教具非常零碎、入门门槛高的问题。

在进一步的实施例中，驱动组件包括安装在支架1两侧的第二横梁11、设置在第二横梁11上的车轮21以及第三电机23；第三电机23的电机轴穿过第二横梁11并与车轮21连接；车轮21上设有履带22；第三电机23与电控组件之间电连接。支架1两侧的第三电机23呈交错安装，左侧第三电机23安装在第二横梁11末端，右侧第三电机23安装在第二横梁11前端，每一个第二横梁11上均设有两个车轮21，并通过履带22啮合连接，当steam教具弹射机器人需要左转时，右侧的第三电机23停止转动，左侧的第三电机23转动，实现左转，当steam教具弹射机器人需要右转时，左侧的第三电机23停止转动，右侧的第三电机23转动，实现右转，模拟抛石机的抛石头过程，形成一个能够实现移动、俯仰调节以及连续弹射等功能的编程机器人，能够引起低龄学生的兴趣，促进低龄学生学习编程机器人的意愿；通过总体设计，将外观与功能协调一体化，既具有高度扩展学习空间，又解决了当前很多steam教具非常零碎、入门门槛高的问题。

在另一实施例中，车轮21可以进行复用，既能做轮子，又能做齿轮，同步带轮以及履带轮等。履带22可拆分结构，可以根据需要搭建需要的长度。

在进一步的实施例中，支架1上设有第三横梁12；电控组件包括主控板51及电源52；电源52设置在支架1上；主控板51设置在第三横梁12上；电源52、第一电机32、第二电机49以及第三电机23均与主控板51电连接。电源52安装在支架1上，电源52为电池盒，在电池盒中装入电池即可为steam教具弹射机器人供电，主控板51采用atmel328p芯片，接口采用rj11接口，电子模块添加芯片，进行了一定的封装，解决了在线编程内存不足的问题，可以在线支持80+电子模块，非常方便用户进行学习和使用，大大提升用户体验，性价比高。

在进一步的实施例中，电控组件还包括红外接收器；红外接收器设置在主控板51上并与主控板51电连接。用户可采用红外遥控器，发出指令，红外接收器接收用户的指令后，做出对应的动作，如：用户在红外遥控器上控制steam教具弹射机器人的弹射角度变低时，红外接收器接收红外遥控器发出的指令，主控板51控制第一电机32转动，移动块33往远离第一电机32方向移动，第一连杆34推动安装架43末端，固定架46向下翻转，发射角度变低。用户想要steam教具弹射机器人发射一次乒乓球，红外接收器接收红外遥控器发出的指令，主控板51控制第二电机49转动半圈，主动杆491转动接触从动杆454，从动杆454带动滑块45往远离固定架46的方向移动，当主动杆491转动过程中脱离从动杆454时，滑块45受到弹性圈47的弹力，快速向靠近固定架46的方向移动，将位于球架61开口62的乒乓球63射出。用户若想steam教具弹射机器人连续发射乒乓球，则可在红外遥控器上点击连续发射，第二电机连续转动，发射乒乓球。

上述实施例中，steam教具弹射机器人整体结构采用铝合金冲压成型及拉铝型材构建，外观高端大气，耐用且能够回收利用。第一电机32、第二电机49以及第三电机23采用编码电机、步进电机或者直流电机。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

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