教育机器人连接模块的制作方法

本实用新型涉及教育机器人技术领域，尤其涉及一种教育机器人连接模块。

背景技术：

教育机器人包含多种结构件，通过类似积木搭建的形式进行拼装，可根据不同需求或者自身想象力拼搭成各式各样的机器人。教育机器人主要用于娱乐、教学和科研等方面，面向对象包括从基础教育到高等教育阶段的学生和老师、创客或开发者等人群，对激发学生的科学兴趣，提高学生的动手动脑能力以及协助开发者快速搭建原型机有很大的帮助。

教育机器人因包含运动机构，其结构件经常受冲击，又因包含多种传感器，对结构尺寸精度要求高，所以需要锁紧力较大且定位精准的紧固件来进行固定。然而，现有的教育机器人大多使用各种插销或普通螺栓进行紧固。采用插销进行固定时，仅靠插销与结构件之间的过盈配合锁紧，这样对材料的耐磨性与弹性以及零件的尺寸精度要求较高，且锁紧力较差，搭建结构松散精度不高，当采用普通螺栓进行固定时，则不能完美兼容现有的结构件。

因此，有必要提供一种新的教育机器人连接模块来解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种结构稳定且兼容性好的教育机器人连接模块。

为实现上述目的，本实用新型提出的教育机器人连接模块包括：

多个连接件，所述连接件上均开设有至少一个十字通孔和/或至少一个圆形通孔；

螺栓，所述螺栓能够插入所述十字通孔和所述圆形通孔内以串起多个所述连接件，所述螺栓包括横截面为十字形的十字杆、设置于所述十字杆的一端的第一螺帽以及设置于所述十字杆的另一端的螺杆；以及，

螺母，所述螺母能够与所述螺杆螺纹连接以用于使多个所述连接件相互固定。

优选地，所述螺栓还包括设置于所述十字杆与所述第一螺帽之间的第一法兰环；

所述连接件上开设有至少一个所述十字通孔，所述十字通孔的端面设置有与所述第一法兰环适配的第一沉槽。

优选地，所述螺栓为塑料件；

或者，所述第一法兰环为金属件，所述十字杆、所述第一螺帽以及所述螺杆均为塑料件。

优选地，所述第一螺帽形成为圆柱状，所述第一螺帽的端面开设有横截面为正多边形的第一盲孔；

所述教育机器人连接模块还包括第一拼接件，所述第一拼接件上设置有能够与所述第一螺帽过盈配合的第一拼接孔。

优选地，所述螺母包括第二螺帽、圆筒状的定位柱以及设置于所述第二螺帽与所述定位柱之间的第二法兰环，所述定位柱内设置有与所述螺杆适配的内螺纹；

所述连接件上开设有至少一个所述十字通孔和至少一个所述圆形通孔，所述圆形通孔的端面设置有与所述第二法兰环适配的第二沉槽。

优选地，当教育机器人连接模块组装完成时，所述十字杆插入至少一个所述连接件的所述十字通孔内，所述定位柱容纳于另一个所述连接件的所述圆形通孔内。

优选地，所述第二螺帽形成为圆柱状，所述第二螺帽的端面开设有横截面为正多边形的第二盲孔；

所述教育机器人连接模块还包括第二拼接件，所述第二拼接件上设置有能够与所述第二螺帽过盈配合的第二拼接孔。

优选地，所述螺母为塑料件；

或者，所述第二法兰环为金属件，所述定位柱与所述第二螺帽均为塑料件。

优选地，所述连接件为连杆、连接块或者连接板。

优选地，所述第一螺帽、所述十字杆以及所述螺母的外表面均为咬花面。

本实用新型的技术方案中，十字杆与十字通孔适配并且十字杆也能插入圆形通孔内，具有较好的兼容性，能够串起多个连接件，再通过螺母与螺杆的螺纹连接所产生的锁紧力，使得串起的多个连接件相互固定，从而使由多个连接件组成的连接模块具有更加稳定的结构，保证了组件的尺寸精度要求。采用上述技术方案，可以防止搭建过程中零件间产生剧烈摩擦，降低了对材料的耐磨性和弹性以及零件的尺寸精度的要求，提高了零件的使用寿命。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的教育机器人连接模块的分解示意图；

图2为本实用新型的螺栓的主视图；

图3为本实用新型的螺栓的仰视图；

图4为本实用新型一实施例的教育机器人连接模块的结构示意图；

图5为图4的另一视角的结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例的教育机器人连接模块的结构示意图；

图7为本实用新型再一实施例的教育机器人连接模块的结构示意图；

图8为本实用新型又一实施例的教育机器人连接模块的结构示意图；

图9为本实用新型的第一拼接件的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施例

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

并且，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种教育机器人连接模块。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种教育机器人连接模块，其包括多个连接件10、螺栓20以及螺母30。连接件10上均开设有至少一个十字通孔11和/或至少一个圆形通孔12。螺栓20能够插入十字通孔11和圆形通孔12内以串起多个连接件10，螺栓20包括横截面为十字形的十字杆21、设置于十字杆21的一端的第一螺帽23以及设置于十字杆21的另一端的螺杆22。螺母30能够与螺杆22螺纹连接以用于使多个连接件10相互固定。其中，连接件10可以只设置有十字通孔11，或者只设置有圆形通孔12，此外，连接件10还可以为图1中的形式，即，在一个连接件10上同时设置有十字通孔11和圆形通孔12，以下各实施例中均以一个连接件10上同时设置有十字通孔11和圆形通孔12的情况进行说明。

其中，如图2所示，十字杆21与螺杆22同轴设置，使螺栓20能够顺利插入对齐的通孔内，以便于连接件10的组装。十字杆21用于与连接件10水平方向定位且可按连接件10的厚度的倍数加长，以用于锁紧多个连接件10，如图7所示，连接模块可以由四个甚至更多个连接件10组装而成，此时十字杆21可以加长至适宜长度。此外需要注意的是，在一个教育机器人连接模块中，螺栓20与螺母30的数量同样也可以为多个。

在上述实施例中，十字杆21与十字通孔11适配并且十字杆21也能插入圆形通孔12内，具有较好的兼容性，能够串起多个连接件10，再通过螺母30与螺杆22的螺纹连接所产生的锁紧力，使得串起的多个连接件10相互固定，从而使由多个连接件10组成的连接模块具有更加稳定的结构，保证了组件的尺寸精度要求。采用上述技术方案，可以防止搭建过程中零件间产生剧烈摩擦，降低了对材料的耐磨性和弹性以及零件的尺寸精度的要求，提高了零件的使用寿命。

其中，连接件10可以为连杆、连接块或者连接板等，具体地，如图1所示，连接件10为弯曲的连杆，且在每个连杆上开设有五个圆形通孔12和两个十字通孔11，这些通孔相对于最中间的圆形通孔12对称分布。由于螺栓20能够插入任意一个十字通孔11或者圆形通孔12内，参见图4和图6，用户可根据自身需求，将多个连接件10组装成不同形状的连接模块。

另外，在优选的实施例中，如图4和图5所示，螺栓20还包括设置于十字杆21与第一螺帽23之间的第一法兰环24。与之相对应地，连接件10的十字通孔11的端面设置有与第一法兰环24适配的第一沉槽111。当完成对连接模块的组装后，第一法兰环24放置于第一沉槽111内，以用于在十字通孔11的轴线方向扣紧连接件10，从而能够提升连接模块的强度。

在上述的实施例中，螺栓20和螺母30均可以为塑料件，具体可采用尼龙或其他塑胶材料注塑成型，塑料件价格低廉，可大批量生产。而在更优选的实施例中，第一法兰环24还可以为金属件，以提升螺栓20的强度，并可以在螺栓20的轴线方向上给连接件10提供稳定的锁紧力。而十字杆21、第一螺帽23以及螺杆22均为塑料件，具体可以采用模内注塑的方式制造螺栓20，使得第一螺帽23、第一法兰环24、十字杆21与螺杆22形成为一体式结构。

进一步地，如图1和图2所示，第一螺帽23形成为圆柱状，从而不与其他零件组装发生干涉，且整体风格一致美观。第一螺帽23的端面开设有横截面为正多边形的第一盲孔25，例如，图1中的第一盲孔25为正六边形，可方便用通用的工具进行拧紧。与此相对应地，如图8和图9所示，教育机器人连接模块还可以包括第一拼接件40，第一拼接件40上设置有能够与第一螺帽23过盈配合的第一拼接孔41，从而能够便利地将第一拼接件40拼接于连接件10上。其中，第一拼接孔41为盲孔，且其数量可以为多个，从而可根据需要拼接出不同造型的连接模块。如此设置第一螺帽23，从而可以在保证结构稳定的同时，进一步提升兼容性。

另外，如图1所示，螺母30优选包括第二螺帽32、圆筒状的定位柱31以及设置于第二螺帽32与定位柱31之间的第二法兰环33，第二螺帽32、定位柱31以及第二法兰环33同轴设置。定位柱31内设置有与螺杆22适配的内螺纹，以能够与螺杆22锁紧，定位柱31的外周面可用于与连接件10之间的辅助定位。与此相对应地，圆形通孔12的端面设置有与第二法兰环33适配的第二沉槽121，当教育机器人连接模块组装完成时，第二法兰环33放置于第二沉槽121内，且能够在圆形通孔12的轴线方向扣紧连接件10。其中，在优选的实施例中，第一法兰环24的外径与第二法兰环33的外径可以相等，从而使第一沉槽111的最大外径与第二沉槽121的最大外径也相等，以提升螺栓20和螺母30的兼容性。

具体地，教育机器人连接模块可组装成如图4和图6所示的造型，当然还可以根据需要设计出其他的造型。在图4所示的造型中，十字杆21插入至少一个连接件10的十字通孔11内，定位柱31容纳于另一个连接件10的圆形通孔12内，即，靠近螺母30一侧的连接件10上被螺栓20穿过的是圆形通孔12，从而避免定位柱31与十字通孔11发生干涉，并且可以仅让第一螺帽23和第二螺帽32从连接件10上突出来，以便于第一螺帽23和第二螺帽32与其他结构拼接，从而提升连接模块的兼容性，并可得到更多造型的连接模块。而在图6所示的造型中，螺栓20插入所有连接件10的圆形通孔12内，而能够得到多个连接件10上下对齐的教育机器人连接模块。

进一步地，如图1和图5所示，第二螺帽32形成为圆柱状，从而不与其他零件组装发生干涉，且整体风格一致美观。第二螺帽32的端面开设有横截面为正多边形的第二盲孔，例如，图5中的第二盲孔为正六边形，可方便用通用的工具进行拧紧。与此相对应地，如图8所示，教育机器人连接模块还可以包括第二拼接件50，第二拼接件50上设置有能够与第二螺帽32过盈配合的第二拼接孔，从而能够便利地将第二拼接件50拼接于连接件10上。其中，第二拼接件50的结构可以与图9中的第一拼接件40的结构类似，第二拼接孔同样为盲孔，且其数量可以为多个，从而可根据需要拼接出不同造型的连接模块。如此设置第二螺帽32，从而可以在保证结构稳定的同时，进一步提升兼容性。

在更优选的实施例中，第二法兰环33为金属件，以提升螺母30的强度，并可以在螺母30的轴线方向上给连接件10提供稳定的锁紧力。而定位柱31与第二螺帽32均可为塑料件，具体可以采用模内注塑的方式来制造螺母30，使得定位柱31、第二法兰环33与第二螺帽32形成为一体式结构。

另外，为了增加螺栓20、螺母30与连接件10、第一拼接件40或者第二拼接件50之间的摩擦力，第一螺帽23、十字杆21以及螺母30的外表面均可以为咬花面，从而使得相邻结构之间的连接更加稳定。咬花面具体可以做成VDI21号咬花或者其他形式，其中，VDI是一种火花纹标准，还具有蚀纹和咬花等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。