知給用戶，當(dāng)用戶主動(dòng)連接機(jī)器人時(shí)，機(jī)器人會(huì)允許連接，網(wǎng)絡(luò)打洞成功。首先連接機(jī)器人的默認(rèn)為主客戶端，在查看機(jī)器人拍攝視頻的同時(shí)可以向機(jī)器人發(fā)送運(yùn)動(dòng)控制指令，其他連接為從客戶端，只能查看機(jī)器人的拍攝視頻和當(dāng)前狀態(tài)，不能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，當(dāng)主客戶端下線后，服務(wù)器會(huì)通知其他從客戶端使其通過(guò)申請(qǐng)成為主客戶端。
[0051]圖7、8、9所示為本實(shí)用新型的電源管理電路及其框圖。該電路由9v磷酸鐵鋰電池作為電壓輸入源，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電路直接向電機(jī)供電，后經(jīng)過(guò)兩級(jí)電壓轉(zhuǎn)換分別向7寸電容觸摸屏和主控芯片、監(jiān)控單元、避障防跌落電路供電。開(kāi)關(guān)電路由自恢復(fù)按鍵、三極管、PMOS管組成；開(kāi)關(guān)電路的關(guān)斷原理為，將按鍵的一端經(jīng)過(guò)電阻分壓之后連接到主控芯片和監(jiān)控核心的輸入端，當(dāng)主控芯片對(duì)應(yīng)引腳檢測(cè)到時(shí)長(zhǎng)為Is以上的高電平時(shí)，主控芯片發(fā)出指令將電源關(guān)閉。同時(shí)電池電壓通過(guò)分壓接入主控芯片的AD引腳，當(dāng)檢測(cè)到的電壓低于報(bào)警門限時(shí)，機(jī)器人通過(guò)聲光進(jìn)行報(bào)警，并將低電壓信息上傳到上位機(jī)進(jìn)行顯示提醒；當(dāng)檢測(cè)到電壓低于可工作電壓時(shí)，主控芯片和監(jiān)控核心會(huì)同時(shí)發(fā)出關(guān)閉電源指令，防止出現(xiàn)過(guò)放的危險(xiǎn)。電壓轉(zhuǎn)換電路中，考慮到7寸電容觸摸屏的電壓需求，系統(tǒng)選擇了 TI公司的輸出電流為3A、輸出電壓為5v的LM2576 ;其最大輸入電壓可支持40v，輸出端電壓3.3v、5v、12v等可調(diào)，本電路采用其5v輸出；輸出端采用電感電容濾波來(lái)保證電源的穩(wěn)定輸出。電路還添加阿爾法公司的ASll 17M3-3.3的電源芯片，為主監(jiān)控芯片及其他傳感器電路提供穩(wěn)定可靠的電源，其輸出電流大小為800mA，滿足實(shí)際需要。
[0052]圖10所示為本實(shí)用新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。電路采用LG9110作為驅(qū)動(dòng)核心，該芯片具有廉價(jià)、高效、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)部嵌有H橋電路，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反驅(qū)動(dòng)，且800mA的大電流輸出完全滿足本實(shí)用新型的實(shí)際需求。電路中包含有過(guò)流檢測(cè)電路，其工作原理為，H橋的輸出電流經(jīng)過(guò)電阻R17流入地線，當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)或者電流過(guò)大等極端情況時(shí)，R17的分壓增大，此時(shí)三極管Q4導(dǎo)通，主控芯片檢測(cè)到對(duì)應(yīng)引腳的下跳沿時(shí)，主控芯片發(fā)出指令，關(guān)閉主控芯片的PWM輸出或者電源等，從而防止電機(jī)被電流過(guò)大而出現(xiàn)燒壞的危險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)計(jì)算R17的取值應(yīng)該在0.58 Ω -2.592 Ω范圍內(nèi)，確切的阻值取決于對(duì)應(yīng)的報(bào)警電流大小。
[0053]圖ll(a)_(b)所示為本實(shí)用新型的自主避障和防跌落電路。圖示分別為避障和防跌落電路，實(shí)用新型中包括兩部分單體電路。電路采用一對(duì)紅外發(fā)射及接收管作為避障和防跌落主要功能單元，經(jīng)過(guò)電阻分壓得到參考電壓，利用雙運(yùn)算放大器TS922組成的電壓比較器電路進(jìn)行電壓對(duì)比，并在輸出端加上濾波及防抖動(dòng)電路，從而得到切實(shí)可靠的障礙物和跌落報(bào)警信號(hào)。
[0054]圖12所示為本實(shí)用新型的觸摸電路。實(shí)用新型中觸摸電路采用TS04，4通道觸摸芯片來(lái)完成其功能。CS1、CS2、CS3、CS4為芯片的檢測(cè)輸入電容，用來(lái)調(diào)整觸摸芯片的靈敏度。芯片的4路輸出將實(shí)際輸出信號(hào)傳輸?shù)街骺睾诵?，根?jù)不同位置的觸摸情況，從而進(jìn)行相應(yīng)的觸摸回應(yīng)。
[0055]本實(shí)用新型的機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)部教學(xué)資源根據(jù)適用年齡進(jìn)行分類，在用戶點(diǎn)播教學(xué)資源時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶年齡和已有用戶數(shù)據(jù)來(lái)推送適用的教學(xué)資源，同時(shí)為了保證內(nèi)容的豐富性，服務(wù)器會(huì)定時(shí)推送最新應(yīng)用及資源，方便用戶自主選擇下載。
[0056]機(jī)器人具有學(xué)習(xí)能力，不僅可以完成開(kāi)發(fā)人員預(yù)想到的用戶需求，還可在用戶的使用過(guò)程中自主進(jìn)化出更適合用戶使用的功能。在網(wǎng)絡(luò)連接情況下，當(dāng)機(jī)器人與用戶的對(duì)話超過(guò)知識(shí)庫(kù)的范圍時(shí)，機(jī)器人會(huì)將當(dāng)前對(duì)話上傳服務(wù)器進(jìn)行查詢，并返回結(jié)果進(jìn)行語(yǔ)音回答，同時(shí)將查詢結(jié)果添加到知識(shí)庫(kù)中，不斷擴(kuò)展自己的知識(shí)庫(kù)。此外用戶也可以通過(guò)語(yǔ)音或文字輸入的方式來(lái)教給機(jī)器人知識(shí)，擴(kuò)展知識(shí)庫(kù)和語(yǔ)音識(shí)別離線模式時(shí)語(yǔ)法文件中的識(shí)別語(yǔ)句。
[0057]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種面向幼兒的早教陪護(hù)機(jī)器人，其特征是，包括作為服務(wù)器端的底層控制系統(tǒng)及作為客戶端的機(jī)載平板系統(tǒng)，底層控制系統(tǒng)通過(guò)接口與機(jī)載平板系統(tǒng)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)命令包和數(shù)據(jù)包的交換，客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行實(shí)時(shí)通信； 所述底層控制系統(tǒng)包括主控核心單元及作為冗余配置的監(jiān)控核心單元，主控核心單元與機(jī)載平板系統(tǒng)進(jìn)行通信監(jiān)控核心單元與主控核心單元進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。
2.如權(quán)利要求1所述的一種面向幼兒的早教陪護(hù)機(jī)器人，其特征是，所述機(jī)載平板系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線裝置與路由器通信，路由器通過(guò)公網(wǎng)服務(wù)器與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。
3.如權(quán)利要求1所述的一種面向幼兒的早教陪護(hù)機(jī)器人，其特征是，主控核心單元包括主處理器，所述主處理器與避障和防跌落單體電路、觸摸電路及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連，所述避障和防跌落單體電路與防跌落傳感器相連，觸摸電路與觸摸傳感器相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與電機(jī)相連。
4.如權(quán)利要求3所述的一種面向幼兒的早教陪護(hù)機(jī)器人，其特征是，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路包括左輪驅(qū)動(dòng)電路及右輪驅(qū)動(dòng)電路，所述左輪驅(qū)動(dòng)電路及右輪驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與與門的輸入端相連，所述與門的輸出端與主處理器及冗余處理器相連，從而能實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)兩端電流情況，防止電機(jī)過(guò)流。
5.如權(quán)利要求3所述的一種面向幼兒的早教陪護(hù)機(jī)器人，其特征是，所述避障和防跌落單體電路，包括兩部分單體電路，電路采用一對(duì)紅外發(fā)射及接收管作為避障和防跌落主要功能單元，經(jīng)過(guò)電阻分壓得到參考電壓，利用雙運(yùn)算放大器TS922組成的電壓比較器電路進(jìn)行電壓對(duì)比，并在輸出端加上濾波及防抖動(dòng)電路。
6.如權(quán)利要求1所述的一種面向幼兒的早教陪護(hù)機(jī)器人，其特征是，所述監(jiān)控核心單元包括冗余處理器，所述冗余處理器與聲光報(bào)警電路、過(guò)流檢測(cè)電路、過(guò)熱檢測(cè)電路及開(kāi)關(guān)電路相連，當(dāng)檢測(cè)到過(guò)流、過(guò)熱及電池電壓過(guò)低狀況時(shí)，關(guān)斷開(kāi)關(guān)電路，切斷電池供電。
7.如權(quán)利要求6所述的一種面向幼兒的早教陪護(hù)機(jī)器人，其特征是，所述開(kāi)關(guān)電路與電源管理單元相連，電源管理單元包括電池、開(kāi)關(guān)電路、保護(hù)電路、電量檢測(cè)及上傳電路，電池與保護(hù)電路相連，保護(hù)電路和電量檢測(cè)及上傳電路均與開(kāi)關(guān)電路相連，開(kāi)關(guān)電路與電機(jī)相連，所述開(kāi)關(guān)電路與能夠?qū)㈦妷恨D(zhuǎn)換為5V的DC/DC電路相連，能夠?qū)㈦妷恨D(zhuǎn)換為5V的DC/DC電路與能夠?qū)㈦妷恨D(zhuǎn)換為3.3V的DC/DC電路及7寸電容觸摸顯示屏相連，能夠?qū)㈦妷恨D(zhuǎn)換為3.3V的DC/DC電路與安裝在機(jī)器人底部和前部的紅外避障防跌落、觸摸傳感器及主控核心單元相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種面向幼兒的早教陪護(hù)機(jī)器人，包括作為服務(wù)器端的底層控制系統(tǒng)及作為客戶端的機(jī)載平板系統(tǒng)，底層控制系統(tǒng)通過(guò)接口與機(jī)載平板系統(tǒng)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)命令包和數(shù)據(jù)包的交換，客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；本實(shí)用新型具備故障檢測(cè)及自處理功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀況，及時(shí)處理瘋跑、過(guò)流、通信亂碼等機(jī)器故障。同時(shí)，該機(jī)器人配有避障系統(tǒng)和防跌落系統(tǒng)，在用戶使用的過(guò)程中自動(dòng)規(guī)避障礙物，起到自我保護(hù)的作用。
【IPC分類】G09B5-06, B25J11-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204322085
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420796831
【發(fā)明人】周風(fēng)余, 吳國(guó)鵬, 田天, 徐法格, 陳宏興, 單文松, 朱瑞, 姜志飛
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日