技术领域
[0001] 本发明涉及教学器材领域，尤其涉及一种榫卯结构与电子系统结合的教学装置。
相关背景技术
[0002] 榫卯结构是中国独特的一种木工技术，在我国古建筑中占据重要地位，具有很高的历史价值。但随着社会的逐步发展，越来越多优质的建筑材料替代了手工木作，这让基于木材制作的榫卯工艺逐渐销声匿迹，大家对榫卯的关注也越来越少。目前榫卯结构的教学都只是对木质结构进行讲解，没有与人工智能结合起来。
具体实施方式
[0029] 如图1‑9所示，一种榫卯结构与电子系统结合的教学装置，包括左右对称布置的两个箱体1，所述箱体1的上方安装有箱子盖5，两个所述箱子盖5之间通过连接机构连接在一起，所述箱子盖5通过锁紧机构与所述箱体1连接，两个所述箱体1相互靠近的一侧设置有箱子主体板a2和箱子主体板b3，所述箱子主体板a2和所述箱子主体板b3通过箱体燕尾榫销4连接在一起，位于左侧的所述箱体1和所述箱子主体板a2之间的安装腔内安装有控制主板模块16和第二电机模块17，位于右侧的所述箱体1和所述箱子主体板a2之间的安装腔内安装有电池模块14和第一电机模块15，所述第二电机模块17、所述第一电机模块15的输出端均安装有全向轮18，所述箱子主体板b3远离所述箱子主体板a2的一侧通过主体燕尾榫销20连接有固定板19，两个所述固定板19通过箱体固定圆柱榫头21连接在一起，两个所述固定板19之间靠近前侧位置设置有摄像头模块22；还包括手柄23，所述手柄23通过无线模块发送遥控数据到所述控制主板模块16，从而控制主体结构的运动；具体的，本实施例中固定板19设置为马身，固定板19也可以设置为其他形状；控制主板模块、电机模块、电池模块使用设计的木制结构将电路板、电子模块进行组装，只留有电子模块的线路接口，方便外部线材连接。
[0030] 主体燕尾榫销20包括竖直布置的两个燕尾榫销，两个燕尾榫销的长度不同，两个燕尾榫销对称连接在一起，其中一个燕尾榫销插入到箱子主体板b3的榫销槽内，另一个燕尾榫销插入到固定板19上的榫销槽内。
[0031] 所述箱体1包括第一箱板1‑1，所述第一箱板1‑1的前后两侧通过连接榫销1‑3连接有第二箱板1‑2。
[0032] 所述第二箱板1‑2的端面上连接有卡块1‑2‑1，所述箱子主体板a2上开设有与所述卡块1‑2‑1相匹配的卡槽2‑1；安装时，卡块1‑2‑1插入到卡槽2‑1内，从而将箱子主体板a2与第二箱板1‑2连接在一起。
[0033] 所述连接机构包括四个合页b7，四个所述合页b7分成两组，两组所述合页b7分别连接在两个所述箱子盖5的顶面，每组所述合页b7的前后两侧均设置有合页a6，两个所述合页a6通过合页销钉9与一组所述合页b7连接在一起；具体的，每组所述合页b7中包括两个所述合页b7，两个所述合页b7前后并列布置，前后两个所述合页b7之间设置有合页轴套8，所述合页销钉9依次贯穿所述合页a6、所述合页b7、所述合页轴套8、另一个所述合页b7、另一个所述合页a6后与销钉榫头10连接。
[0034] 所述锁紧机构包括上连接座11和下连接座12，所述下连接座12连接在所述第一箱板1‑1的外侧，所述上连接座11连接在所述箱子盖5的外侧，所述上连接座11与所述下连接座12对齐后通过锁销13锁紧定位。
[0035] 所述第一电机模块15和所述第二电机模块17的结构相同；以第一电机模块15为例介绍其具体结构，如图3所示，所述第一电机模块15包括包裹外壳a15‑1和包裹外壳b15‑2，所述包裹外壳a15‑1和所述包裹外壳b15‑2的顶部分别连接有第一榫块15‑1‑1、第二榫块15‑2‑1，所述第一榫块15‑1‑1和所述第二榫块15‑2‑1的外侧安装有电机外壳固定榫槽15‑
3，第一榫块15‑1‑1和第二榫块15‑2‑1拼接在一起后，将电机外壳固定榫槽15‑3安装在第一榫块15‑1‑1和第二榫块15‑2‑1的外侧，从而将包裹外壳a15‑1和包裹外壳b15‑2连接在一起，所述包裹外壳a15‑1和所述包裹外壳b15‑2的内部安装有电机15‑4，所述电机15‑4的输出端连接有电机轴15‑5，所述电机轴15‑5贯穿所述包裹外壳a15‑1后与所述全向轮18连接；
第二电机模块17与第一电机模块15的结构相同，其具体结构在此不再赘述；电机模块包含木制包裹外壳a、木制包裹外壳b、电机轴、电机、电机外壳固定榫槽，电机轴插入电机D形轴，然后使用木制包裹外壳a、b将电机包裹在里面。
[0036] 如图4所示，所述控制主板模块16包括板卡底壳16‑1，所述板卡底壳16‑1的内部安装有计算板卡16‑3和电路板16‑4，所述电路板16‑4的另一侧设置有板卡上盖16‑2，所述板卡上盖16‑2通过第一连接榫16‑5与所述板卡底壳16‑1连接在一起；如图5所示，计算板卡16‑3的一侧安装有以太网16‑3‑1、硬件平台接口16‑3‑2、USB接口16‑3‑3、供电接口16‑3‑4，如图6所示，计算板卡16‑3的另一侧设安装有SD卡接口16‑3‑5、散热装置16‑3‑6；控制主板模块包含了板卡上盖、板卡底壳、电路板、计算板卡，连接榫，电路板和计算板卡通过硬件平台接口连接，之后使用木制的板卡上盖和板卡底壳装配起来进行保护，板卡底壳表面进行镂空处理，有利于计算板卡散热；计算板卡16‑3和电路板16‑4均采用现有技术，可以通过购买获得，其具体结构、工作原理、电路连接方式均为现有技术，在此不再赘述。
[0037] 电路板16‑4包含电源开关、充电电路、稳压电路、电机驱动电路、编码器电路、无线接收模块电路、蜂鸣器电路、指示灯电路、单片机最小系统、接口电路组成。如图9所示。
[0038] 充电电路用于给电池充电。
[0039] 电源开关控制电路总电源通断。
[0040] 稳压电路主要用于给各驱动电路、编码器电路、指示灯电路、单片机最系统供电，让各电路能正常工作。
[0041] 电机驱动电路用于驱动电机模块，带动全向轮让木制结构整机移动。
[0042] 编码器电路用于采集电机速度。单片机采集到电机速度后，经过计算输出控制信号给电机驱动电路，调节电机速度。
[0043] 无线接收电路主要接收无线手柄信号。单片机识别到手柄的按键信息，控制电机转动。
[0044] 蜂鸣器电路受到单片机控制，发出声音，用于提示用户产品的低压、故障等状态。
[0045] 指示灯电路受单片机控制，用于指示运行状态。
[0046] 风扇驱动电路可给外部风扇供电，用于给算力硬件平台散热。
[0047] 摄像头接口电路方便将外部摄像头通过控制电路板转接到计算板卡上。
[0048] 如图7所示，所述全向轮18包括两个轮组，两个所述轮组中心连接有轮轴，所述轮轴与所述电机轴15‑5或连第二电机模块17中的电机轴接；所述轮组包括两个轮毂18‑1，两个所述轮毂18‑1之间设置有六个辊子18‑2，所述辊子18‑2中心的辊子轴18‑3通过轴承18‑4与所述轮毂18‑1转动连接，辊子轴18‑3上还套设有石墨垫片18‑5，两个所述轮毂18‑1通过轮毂销钉18‑6连接在一起；全向轮主要由木制的12个辊子、12个辊子轴、4个轮毂组成，通过轮毂销钉18‑6连接固定形成完整的一个全向轮，全向轮固定连接在电机轴上，由电机带动全向轮转动。
[0049] 如图8所示，所述手柄23包括手柄底壳23‑1和手柄上盖23‑2，所述手柄底壳23‑1和所述手柄上盖23‑2通过第二连接榫23‑5连接在一起，所述手柄底壳23‑1和所述手柄上盖23‑2之间安装有手柄主板23‑3，所述手柄上盖23‑2的顶面安装有手柄摇杆23‑6、正面按键
23‑7、手柄方向按键23‑8和导光柱23‑10，所述手柄上盖23‑2的侧面安装有侧方按键23‑9，所述手柄底壳23‑1的下方安装有手柄电池仓盖23‑4；手柄23为木制手柄，木制手柄主要由2个手柄摇杆、6个正面按键、2个侧面按键、1个方向按键、手柄上盖、手柄底壳、手柄电池仓盖、手柄主板组成，除导光柱和手柄主板，其他部分均为木制结构；手柄主板使用单片机控制，通过无线模块发送遥控数据到控制主板模块，从而控制主体结构的运动。
[0050] 本发明的使用过程如下：
[0051] 首先，学生利用榫卯结构将装置拼接起来；然后，通过手柄23通过无线模块发送遥控数据到控制主板模块16，控制主板模块16控制第一电机模块15、第二电机模块17工作，带动全向轮18转动，从而带动整个装置移动。
[0052] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
