技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種教育機器人。

背景技術(shù)：

隨著信息時代的高速發(fā)展，現(xiàn)在中國的人口狀況已經(jīng)形成了人口倒金字塔結(jié)構(gòu)，老齡化的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，勞動出現(xiàn)短缺，教育方面的專業(yè)人才也出現(xiàn)短缺；隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，新的科學(xué)技術(shù)日新月異，科學(xué)與教育結(jié)合的新的應(yīng)用也成為我們的所需。有需求就有市場，隨之醞釀而生的將是廣大的服務(wù)機器人市場，例如家庭護理機器人、教育機器人、安控機器人、清潔機器人都將是最為需要的。在國外一些機器人已經(jīng)實驗性地進(jìn)入了醫(yī)院、家庭，從事部分輔助服務(wù)工作，相信在中國隨著市場潛在需求的成熟，也將有更多的教育服務(wù)機器人走入尋常百姓家。

因此，需要一種新的機器人來克服上述技術(shù)中的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種教育機器人，能夠在幼兒園、小學(xué)和家庭使科普教育更加普及。 。

一種教育機器人，所述教育機器人包括：萬向底盤、腳部及身體和頭部；所述萬向底盤，底部設(shè)置有四輪，所述四輪由兩個電機驅(qū)動輪和兩個萬向輪組成，使機器人前后左右運動；腳部，通過鋁合金管材與所述機器人的底盤及身體和頭部連接為一體；身體和頭部，設(shè)置有觸摸屏顯示器和打印模塊，用以顯示機器人的表情、觸摸游戲及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互，所述教育機器人的系統(tǒng)包括控制器、USB設(shè)備、數(shù)字輸出接口、MOS管大功率電機和模擬采集接口，該控制器包括一32位微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、USB接口、6路數(shù)字信號輸出通道、MOS管大功率電機輸出接口和24路模擬信號采集通道，程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、6路數(shù)字信號輸出通道、MOS管大功率電機輸出接口和24路模擬信號采集通道通過總線與32位微處理器連接，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器通過USB接口與外部的USB設(shè)備連接，6路數(shù)字信號輸出通道與數(shù)字輸出接口連接，MOS管大功率電機輸出接口與MOS管大功率電機連接，24路模擬信號采集通道與模擬采集接口連接。

優(yōu)選地，所述身體和頭部集成為一體，且在身體和頭部的兩側(cè)分別設(shè)置有手臂及與手臂連接的手掌，所述身體和頭部設(shè)置有麥克風(fēng)、微型攝影儀、微型攝像頭和紅外傳感器，所述微型攝像頭和紅外傳感器設(shè)置在所述微型攝影儀的兩側(cè)，所述身體和頭部的內(nèi)部還設(shè)置有主控制板、手機藍(lán)牙模塊、wifi模塊、皮帶轉(zhuǎn)動裝置、驅(qū)動皮帶轉(zhuǎn)動的電機減速器組及為微型攝像頭、微型投影儀、觸摸屏顯示器、打印模塊、傳感器和電機供電的驅(qū)動電池。

優(yōu)選地，所述教育機器人還包括擴展接口、液晶顯示屏和外圍設(shè)備，擴展接口和液晶顯示屏通過總線與32位微處理器連接，擴展接口還與外圍設(shè)備連接。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的一種教育機器人，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的行走、舞蹈和講解的配套動作，由于頭部和身體集成于一體結(jié)構(gòu)上的觸摸顯示屏，可顯示機器人的臉部表情及機器人的喜怒哀樂；設(shè)置有多個人體感應(yīng)傳感器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)人機互動和壁障作用，控制器采用一個高性能32位微處理器(ARM7內(nèi)核)，運算速度快，程序容量大，接口齊全，并且穩(wěn)定可靠，是進(jìn)行比賽應(yīng)用程序、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制、程序課程教學(xué)和高級應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀硬件平臺，此硬件平臺支持使用VJC流程圖和JC(一種簡化的標(biāo)準(zhǔn)C語言)進(jìn)行程序開發(fā)。

具體實施方式

為了清楚了解本發(fā)明的技術(shù)方案，將在下面的描述中提出其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明實施例的具體施行并不足限于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳細(xì)描述如下，除詳細(xì)描述的這些實施例外，還可以具有其他實施方式。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供的服務(wù)機器人的結(jié)構(gòu)包括：萬向底盤、腳部及身體和頭部；所述萬向底盤，底部設(shè)置有四輪，所述四輪由兩個電機驅(qū)動輪和兩個萬向輪組成，使機器人前后左右運動；腳部，通過鋁合金管材與所述機器人的底盤及身體和頭部連接為一體；身體和頭部，設(shè)置有觸摸屏顯示器和打印模塊，用以顯示機器人的表情、觸摸游戲及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互，上述身體和頭部集成為一體，且在身體和頭部的兩側(cè)分別設(shè)置有手臂及與手臂連接的手掌，上述身體和頭部設(shè)置有麥克風(fēng)、微型攝影儀、微型攝像頭和紅外傳感器，所述微型攝像頭和紅外傳感器設(shè)置在所述微型攝影儀的兩側(cè)。

麥克風(fēng)實現(xiàn)機器人的語音互動，機器人可以唱歌、跳舞和對話，上述身體和頭部的內(nèi)部還設(shè)置有主控制板、手機藍(lán)牙模塊、wifi模塊、皮帶轉(zhuǎn)動裝置、驅(qū)動皮帶轉(zhuǎn)動的電機減速器組及為微型攝像頭、微型投影儀、觸摸屏顯示器、打印模塊、傳感器和電機供電的驅(qū)動電池，所述傳感器包括紅外傳感器和人體傳感器。上述手臂與設(shè)置在身體和頭部內(nèi)部的皮帶轉(zhuǎn)動裝置連接，實現(xiàn)上下?lián)]手的動作。觸摸屏顯示器的觸摸屏14可顯示機器人的表情展現(xiàn)、互動觸摸游戲和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交互。無線wifi模塊實現(xiàn)機器人的遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控，上述萬向底盤為圓形，并且在萬向底盤上設(shè)置有主電機、LED多色炫光燈、人體傳感器17和充電模塊21，所述主電機包括左主電機15和右主電機16，當(dāng)左主電機和右主電機同向轉(zhuǎn)動時，帶動機器人前進(jìn)或者后退；當(dāng)左主電機和右主電機反向運動時，帶動機器人左右移動和轉(zhuǎn)圈移動。LED多色炫光燈和人體傳感器在微處理的控制下，隨著周邊人數(shù)的數(shù)量，相應(yīng)出現(xiàn)不同的眩光方式，人數(shù)多時，色彩更多，閃爍頻率越高。所述充電模塊在電池電量低時，可自動報警提示。上述主控制板與主電機相互鏈接，給主電機發(fā)送移動信號。所述身體和頭部的兩側(cè)還分別設(shè)置有揚聲器18；身體和頭部的后部設(shè)置有急停開關(guān)20，急停開關(guān)實現(xiàn)機器人意外的故障和保護，確保機器人的運行應(yīng)急安全。萬向底盤的周圍還分布了多個壁障傳感器，實現(xiàn)360度環(huán)境壁障探測。本實施例在身體和頭部上方還設(shè)置有帽子，該帽子裝置有多種配備，滿足多種角色要求。

所述教育機器人的系統(tǒng)包括控制器、USB設(shè)備、數(shù)字輸出接口、MOS管大功率電機和模擬采集接口，該控制器包括一32位微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、USB接口、6路數(shù)字信號輸出通道、MOS管大功率電機輸出接口和24路模擬信號采集通道，程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、6路數(shù)字信號輸出通道、MOS管大功率電機輸出接口和24路模擬信號采集通道通過總線與32位微處理器連接，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器通過USB接口與外部的USB設(shè)備連接，6路數(shù)字信號輸出通道與數(shù)字輸出接口連接，MOS管大功率電機輸出接口與MOS管大功率電機連接，24路模擬信號采集通道與模擬采集接口連接，該32位微處理器為ARM7內(nèi)核，該ARM7內(nèi)核采用精簡指令集計算機架構(gòu)，該程序存儲器為256K字節(jié)的閃存存儲器，該數(shù)據(jù)存儲器為32K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，該24路模擬信號采集通道包括8個高速數(shù)據(jù)采集通道和16個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集通道，該教育機器人還包括擴展接口、液晶顯示屏和外圍設(shè)備，擴展接口和液晶顯示屏通過總線與32位微處理器連接，擴展接口還與外圍設(shè)備連接，該擴展接口包括I2C總線或串行外圍設(shè)備接口。

本發(fā)明的控制器采用一個高性能32位微處理器(ARM7內(nèi)核)，運算速度快，程序容量大，接口齊全，并且穩(wěn)定可靠，是進(jìn)行比賽應(yīng)用程序、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制、程序課程教學(xué)和高級應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀硬件平臺，此硬件平臺支持使用VJC流程圖和JC(一種簡化的標(biāo)準(zhǔn)C語言)進(jìn)行程序開發(fā)。另外，控制器集成了USB程序下載接口和功率電機輸出接口等使得其更容易使用。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。