一种智能魔方机器人的制作方法

1.本实用新型涉及教学机器人技术领域，具体为一种智能魔方机器人。


背景技术：

2.目前，机器人技术与人工智能技术为高校研究的热点领域，国内高校近年来纷纷以申报机器人工程、人工智能专业等新专业或者组建相关产业学院等方式来培养人才，以满足未来社会对人工智能和机器人专业领域的人才需求。
3.高等教育越来越重视“理论与实践”教学并重，然而，新专业的实践教学环节中却缺少合适的硬件平台来支持多学科交叉、多应用场景的专业实践教学，现有的机器人配置的智能传感不够丰富，无法满足多应用场景的教学要求，难以满足机器人技术、人工智能及泛机器人技术等多学科交叉的实践教学需求，同时不便进行结构变换，扩展性不足。
4.因此，设计一种智能魔方机器人是很有必要的。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种智能魔方机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种智能魔方机器人，包括磁吸基板、魔方磁吸位、上磁吸位、下磁吸位、磁吸圆槽、板件连接件、stm32控制器、电池组、全向麦克风阵列、二维激光雷达、树莓派控制器、jetson控制器、机械臂固定座、协作机械臂、超声波传感器、微型云台、四路接线端子、深度相机、红外循迹传感器、电机、电源指示灯、运行指示灯、控制电源接口、地址拨码开关、485通讯接口、422通讯接口、232ttl接口、jtag接口、红外采集接口、超声波采集接口、电机控制接口、灰度采集接口、快速拔插端子、过音孔、麦克风阵列接口、type
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c接口、微型hdmi接口、音频接口、dc电源接口、双路hdmi接口、四路usb接口和车轮，所述磁吸基板整体呈八边形，顶部的中心设置有魔方磁吸位，且磁吸基板顶部和底部的八边均分别设置有上磁吸位和下磁吸位，所述磁吸基板顶部的一边通过上磁吸位、磁吸圆柱和磁吸圆槽分别与板件连接件底部的两侧磁吸插接；所述魔方磁吸位的顶部通过磁吸圆柱和磁吸圆槽分别与stm32控制器、电池组、全向麦克风阵列、二维激光雷达、树莓派控制器、jetson控制器和机械臂固定座的底部磁吸插接，所述机械臂固定座顶部的中心与协作机械臂的底部固定连接；所述上磁吸位的顶部通过磁吸圆柱和磁吸圆槽分别与超声波传感器和微型云台的底部磁吸插接，所述超声波传感器侧面的中心和微型云台的顶部分别设置有四路接线端子和深度相机；所述下磁吸位的底部通过磁吸圆柱和磁吸圆槽分别与红外循迹传感器和电机的顶部磁吸插接。
7.进一步的，所述stm32控制器的一侧分别设置有电源指示灯、运行指示灯、控制电源接口、地址拨码开关、485通讯接口、422通讯接口、232ttl接口和jtag接口，且stm32控制器的相邻一侧分别设置有红外采集接口、超声波采集接口、电机控制接口和灰度采集接口。
8.进一步的，所述电池组一侧的两端和相对一侧的一端分别设置有快速拔插端子和
充电接口，且电池组相邻一侧的中心和一端分别设置有三位数码显示管和圆形电源开关。
9.进一步的，所述全向麦克风阵列四侧的两端均设置有若干个过音孔，所述二维激光雷达侧面的一端设置有mircousb接口。
10.进一步的，所述树莓派控制器一侧的中心和相对一侧的一端分别设置有麦克风阵列接口、二路usb接口和rj45接口，且树莓派控制器相邻一侧的中心分别设置有type
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c接口、微型hdmi接口和音频接口。
11.进一步的，所述jetson控制器侧面的中心分别设置有dc电源接口、双路hdmi接口和四路usb接口。
12.进一步的，所述红外循迹传感器底部的一侧均匀设置有若干个灰度传感器探头，且红外循迹传感器侧面的中心设置有七路接线端子。
13.进一步的，所述电机的内部设置有弹簧缓冲机构，且电机的输出端通过连接法兰、法兰接口和磁吸凹槽磁吸插接有车轮，所述车轮分别选用橡胶轮、福来轮和麦克纳姆轮。
14.进一步的，所述stm32控制器、电池组、全向麦克风阵列、二维激光雷达、树莓派控制器和jetson控制器的顶部和底部均通过磁吸圆柱和磁吸圆槽相互磁吸插接。
15.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：该实用新型，集成嵌入式技术、智能感知技术、机器人技术、slam技术、人工智能技术及机器视觉技术于一体，外观精致小巧，美观实用，且得益于模块化磁吸拼装的便利性和扩展性，用户可以根据实践内容快速搭建不同的实践应用场景，让理论与实践统一，让学生在“学中做，做中学”，提高学生自主学习积极性，发挥学生创新能力，实现按照“点、线、面”循序渐进式的立体培养，满足了机器人技术、人工智能及泛机器人技术等多学科交叉的实践教学需求。
附图说明
16.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
17.图1是本实用新型的整体结构分解图；
18.图2是图1中a处的局部放大图；
19.图3是图1中b处的局部放大图；
20.图中：1、磁吸基板；2、魔方磁吸位；3、上磁吸位；4、下磁吸位；5、磁吸圆槽；6、板件连接件；7、stm32控制器；8、电池组；9、全向麦克风阵列；10、二维激光雷达；11、树莓派控制器；12、jetson控制器；13、机械臂固定座；14、协作机械臂；15、超声波传感器；16、微型云台；17、四路接线端子；18、深度相机；19、红外循迹传感器；20、驱动电机；21、电源指示灯；22、运行指示灯；23、控制电源接口；24、地址拨码开关；25、485通讯接口；26、422通讯接口；27、232ttl接口；28、jtag接口；29、红外采集接口；30、超声波采集接口；31、电机控制接口；32、灰度采集接口；33、快速拔插端子；34、过音孔；35、麦克风阵列接口；36、type
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c接口；37、微型hdmi接口；38、音频接口；39、dc电源接口；40、双路hdmi接口；41、四路usb接口；42、车轮。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.请参阅图1
‑
3，本实用新型提供一种技术方案：一种智能魔方机器人，包括磁吸基板1、魔方磁吸位2、上磁吸位3、下磁吸位4、磁吸圆槽5、板件连接件6、stm32控制器7、电池组8、全向麦克风阵列9、二维激光雷达10、树莓派控制器11、jetson控制器12、机械臂固定座13、协作机械臂14、超声波传感器15、微型云台16、四路接线端子17、深度相机18、红外循迹传感器19、驱动电机20、电源指示灯21、运行指示灯22、控制电源接口23、地址拨码开关24、485通讯接口25、422通讯接口26、232ttl接口27、jtag接口28、红外采集接口29、超声波采集接口30、电机控制接口31、灰度采集接口32、快速拔插端子33、过音孔34、麦克风阵列接口35、type
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c接口36、微型hdmi接口37、音频接口38、dc电源接口39、双路hdmi接口40、四路usb接口41和车轮42，磁吸基板1整体呈八边形，顶部的中心设置有魔方磁吸位2，且磁吸基板1顶部和底部的八边均分别设置有上磁吸位3和下磁吸位4，磁吸基板1顶部的一边通过上磁吸位3、磁吸圆柱和磁吸圆槽5分别与板件连接件6底部的两侧磁吸插接，魔方磁吸位2的顶部通过磁吸圆柱和磁吸圆槽5分别与stm32控制器7、电池组8、全向麦克风阵列9、二维激光雷达10、树莓派控制器11、jetson控制器12和机械臂固定座13的底部磁吸插接，机械臂固定座13顶部的中心与协作机械臂14的底部固定连接，stm32控制器7、电池组8、全向麦克风阵列9、二维激光雷达10、树莓派控制器11和jetson控制器12的顶部和底部均通过磁吸圆柱和磁吸圆槽5相互磁吸插接，stm32控制器7的一侧分别设置有电源指示灯21、运行指示灯22、控制电源接口23、地址拨码开关24、485通讯接口25、422通讯接口26、232ttl接口27和jtag接口28，且stm32控制器7的相邻一侧分别设置有红外采集接口29、超声波采集接口30、电机控制接口31和灰度采集接口32，电池组8一侧的两端和相对一侧的一端分别设置有快速拔插端子33和充电接口，且电池组8相邻一侧的中心和一端分别设置有三位数码显示管和圆形电源开关，全向麦克风阵列9四侧的两端均设置有若干个过音孔34，二维激光雷达10侧面的一端设置有mircousb接口，树莓派控制器11一侧的中心和相对一侧的一端分别设置有麦克风阵列接口35、二路usb接口和rj45接口，且树莓派控制器11相邻一侧的中心分别设置有type
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c接口36、微型hdmi接口37和音频接口38，jetson控制器12侧面的中心分别设置有dc电源接口39、双路hdmi接口40和四路usb接口41，采用磁吸拼接方法，方便用户快速搭建不同的应用场景，扩展性强，满足了机器人技术、人工智能及泛机器人技术等多学科交叉的实践教学需求；上磁吸位3的顶部通过磁吸圆柱和磁吸圆槽5分别与超声波传感器15和微型云台16的底部磁吸插接，超声波传感器15侧面的中心和微型云台16的顶部分别设置有四路接线端子17和深度相机18，传感器封装成独立模块，模块化程度高；下磁吸位4的底部通过磁吸圆柱和磁吸圆槽5分别与红外循迹传感器19和驱动电机20的顶部磁吸插接，红外循迹传感器19底部的一侧均匀设置有若干个灰度传感器探头，且红外循迹传感器19侧面的中心设置有七路接线端子，驱动电机20的内部设置有弹簧缓冲机构，且驱动电机20的输出端通过连接法兰、法兰接口和磁吸凹槽磁吸插接有车轮42，车轮42分别选用橡胶轮、福来轮和麦克纳姆轮，传感器配置丰富，可以实现不少于八中实际应用场景；该实用新型使用时，利用魔方磁吸位2、上磁吸位3、下磁吸位4和磁吸圆槽5，可以将磁吸基板1、stm32控制器7、电池组8、超声波传感器15、驱动电机20和车轮42拼接在一起，组装成双轮差动小车；可以将磁吸基板1、stm32控制器7、电池组8、超声波传感器15、驱动电机20和车轮42拼接在一起，并增设遥
控器，组装成遥控三轮全向车；可以将磁吸基板1、stm32控制器7、电池组8、红外循迹传感器19、驱动电机20和车轮42拼接在一起，组装成四轮全向车；可以将磁吸基板1、stm32控制器7、电池组8、微型云台16、深度相机18、驱动电机20和车轮42拼接在一起，组装成视觉循迹小车；可以将磁吸基板1、stm32控制器7、电池组8、二维激光雷达10、树莓派控制器11、超声波传感器15、微型云台16、深度相机18、驱动电机20和车轮42拼接在一起，组装成智能巡检机器人；可以将磁吸基板1、stm32控制器7、电池组8、二维激光雷达10、树莓派控制器11、机械臂固定座13、协作机械臂14、超声波传感器15、微型云台16、深度相机18、驱动电机20和车轮42拼接在一起，组装成分拣机器人；可以将磁吸基板1、stm32控制器7、电池组8、树莓派控制器11、机械臂固定座13、协作机械臂14、超声波传感器15、微型云台16、深度相机18、驱动电机20和车轮42拼接在一起，组装成复合式智能agv；可以将磁吸基板1、stm32控制器7、电池组8、全向麦克风阵列9、jetson控制器12、微型云台16、深度相机18、驱动电机20和车轮42拼接在一起，组装成人工智能实训平台；集成嵌入式技术、智能感知技术、机器人技术、slam技术、人工智能技术及机器视觉技术于一体，外观精致小巧，美观实用，且得益于模块化磁吸拼装的便利性和扩展性，用户可以根据实践内容快速搭建不同的实践应用场景，满足了机器人技术、人工智能及泛机器人技术等多学科交叉的实践教学需求。
23.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
24.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。