[發明專利]掃描隧道顯微鏡科普演示機器人

無效

• 申請號: 201010130727.3
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN101833019A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 白治強;葉辛淳;戴辰天;許卓炅;喻承
• 申請（專利權）人: 上海市莘格高級中學
• 主分類號: G01Q60/10
• 分類號: G01Q60/10;B25J9/02;B25J9/08;B25J5/00;B25J19/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種演示機器人，具體地說，涉及的是一種掃描隧道顯微鏡科普演示機器人。

背景技術

隨著現代科技的發展，1981年比尼格和羅勒爾發明了掃描隧道顯微鏡(STM)，使人類實現了觀察單個原子的愿望。1985年比尼格應奎特的邀請，去美國斯坦福大學做訪問研究。在這期間，他們發明了具有原子分辨率、可適用于非導電樣品的原子力顯微鏡(AFM)。STM與AFM一起構建了掃描探針顯微鏡(SPM)系統。最先進的掃描隧道顯微鏡已經可以觀察并操縱一個個原子或分子。但是傳統顯微鏡只能對目標觀察，而不能對其進行移動。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的上述不足，提供一種掃描隧道顯微鏡科普演示機器人，能精確定位小球的位置，分辨小球的種類，并能對其進行抓取以及在一定范圍內移動。

為實現上述的目的，本發明所述的掃描隧道顯微鏡科普演示機器人，包括：一個橫向移動的機器人和一個縱向移動的機器人，縱向移動的機器人上裝有機械臂，機械臂上裝有超聲波傳感器和顏色傳感器，所述橫向移動的機器人和縱向移動的機器人分別固定在一個框架上，框架周圍裝有超聲波傳感器，所有傳感器連接到控制電腦，從而控制機器人的橫縱向移動和機械臂的上下移動，機械臂的抓取等動作。

本發明中，橫向移動的機器人和縱向移動的機器人采用電機進行驅動，來實現機器人的橫向、縱向和機械臂抓取等動作。其中，兩個電機實現機器人的橫縱向的精確移動，一個電機負責機械臂的上下運動，最后兩個電機負責抓取或放下小球。

本發明中，所述的橫向移動的機器人和縱向移動的機器人用履帶結構來代替現有的輪胎結構，這樣在減小了對機器人輪軸的壓力的同時也加大了輪子對軌道的摩擦力，從而使機器人的運動更加平穩。

本發明中，所述的橫向移動的機器人和縱向移動的機器人設有四個輪胎，這四個輪胎用來替代現有的機械爪，通過四個輪胎的轉動來實現抓取與放下。

本發明中，采用多個傳感器，機器人一經發現小球，就能準確定位小球，分辨小球種類并實現精確的抓取、移動，然后把小球放置到指定位置，并能不停重復以上動作。

本發明結構簡單，使用方便，利用顏色傳感器以及超聲波傳感器，運用一個橫向電機和一個縱向電機來實現機器人在一定范圍內進行十字運動，并精確定位小球的位置，分辨小球的種類，進行抓取。本發明突破了傳統顯微鏡只能對目標觀察，而不能對其進行移動的功能瓶頸。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖中：橫向移動的機器人1、縱向移動的機器人2、機械臂3、超聲波傳感器4、顏色傳感器5、框架6、輪胎7、電機8。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步的解釋，但是以下的內容不用于限定本發明的保護范圍。

如圖1所示，本實施例提供一種掃描隧道顯微鏡科普演示機器人，包括：一個橫向移動的機器人1和一個縱向移動的機器人2，縱向移動的機器人2上裝有機械臂3，機械臂3上裝有超聲波傳感器4和顏色傳感器5，所述橫向移動的機器人1和縱向移動的機器人2分別固定在一個框架6上，框架6周圍裝有超聲波傳感器，所有傳感器連接到控制電腦，從而控制機器人的橫縱向移動和機械臂的上下移動，機械臂的抓取等動作。

本發明中，橫向移動的機器人1和縱向移動的機器人2設有電機8，其中，兩個電機8實現機器人的橫縱向的精確移動，一個電機8負責機械臂的上下運動，最后兩個電機8負責抓取或放下小球。

本實施例中，所述的橫向移動的機器人1和縱向移動的機器人2用履帶結構。

本實施例中，所述的橫向移動的機器人1和縱向移動的機器人2設有四個輪胎7。

本實施例中，采用多個傳感器，超聲波傳感器用來探測探針的遠近，從而定位小球的方位；顏色傳感器可以分辨小球的種類。

本實施例中，利用超聲波傳感器和顏色傳感器來辨別小球的位置和種類，再用電機實現機器人的基本移動，運用5個電機來實現機器人的橫向、縱向和機械臂抓取等動作。在機器人的運動方面，舍棄了輪胎結構，而是用履帶結構來代替，這樣在減小了對機器人輪軸的壓力的同時也加大了輪子對軌道的摩擦力，從而使機器人的運動更加平穩。在抓取方面，舍棄了機械爪，而是使用了四個輪胎用轉動的方式來實現抓取與放下。此機器人一經發現小球，就能準確定位小球，分辨小球種類并實現精確的抓取、移動，然后把小球放置到指定位置，并能不停重復以上動作。

由以上的實施例可以看出，本發明利用顏色傳感器以及的超聲波傳感器，運用一個橫向電機和一個縱向電機來實現機器人在一定范圍內進行十字運動，并精確定位小球的位置，分辨小球的種類，進行抓取。本發明突破了傳統顯微鏡只能對目標觀察，而不能對其進行移動的功能瓶頸。