一種多功能早教機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種多功能早教機器人。
【背景技術】
[0002]機器人技術是科學技術發(fā)展和人類生產生活的一個綜合性的結果，同時也為社會經濟發(fā)展產生重大影響的一門科學技術，經過半個世紀的發(fā)展，人類在機器人技術方面取得了長足的進步。
[0003]室內移動機器人多采用輪式移動機構，該運動機構工藝技術成熟，結構相對簡單，非常適合于相對平坦的地面。與其他形式的移動機器人相比，輪式移動機器人具有機械結構簡單、運動靈活度大、操作性能好和能量利用率高的優(yōu)點，因此輪式移動機器人的應用領域最為廣泛。輪式移動機器人是最重要、最常見的一類移動機器人。
[0004]原型機器人的高度為0.5m左順，但重心離翻轉軸較近，機器人在反向和停車的時候機器人會向前傾翻，是一種不穩(wěn)定的結構，在新功能要求下，我們必須增加機器人的總高度，根據(jù)新機器人的外觀要求，機器人的底座相對較小，三個輪的間距較小，重心在前后方向上接近兩個驅動輪的軸心，機器人同樣不穩(wěn)定。這使機器人正常運行時存在不安全的隱串
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【發(fā)明內容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本實用新型的主要目的在于解決現(xiàn)有技術的缺陷，在常見的三輪行走機器人的基礎上提供一種結構簡單、行走穩(wěn)定、功能多樣、外觀精美的早教機器人。
[0006]本實用新型提供了一種多功能早教機器人，其包括機器人頭部、身部和底盤行走機構。所述機器人的外部直徑是350-450mm，高為600-700mm。
[0007]所述頭部設置在所述身部上，所述身部設置在所述底盤行走機構之上，所述機器人的頭部內設有第一電機和第二電機，所述第一電機控制頭部左右轉動，所述第二電機控制頭部上下轉動，頭部內部前面的眼睛部件設置為LCD液晶面板，在眼睛的前側靠下是兩個攝像頭裝置和嘴燈裝置，所述頭部頂面還包括頭發(fā)部件，所述頭發(fā)部件可安裝外置攝像裝置，所述頭部頂面和兩側設置三個麥克風。
[0008]所述身部分為內部骨架、電子器件、頸殼、前身殼組件、后身殼組件、手臂和燈帶。所述前身殼組件設置有胸燈、顯示屏、三個控制鍵、超聲感應器和紅外測距裝置，所述后身面設置低音喇叭散熱風扇和超聲感應器。所述手臂設置在所述身部兩側，由各自的舵機帶動可前后擺動。
[0009]所述底盤行走機構由一塊可充電電池、兩個驅動電機，兩個驅動輪、兩個轉向萬向輪和齒輪傳動機構組成。
[0010]可選的，所述頭發(fā)部件設置有USB接口和可外置攝像頭的支架。
[0011]可選的，所述眼睛部件設置兩個可變換顯示形狀IXD液晶顯示屏。
[0012]可選的，所述頭部前側設有兩個左右對稱布置的攝像頭。
[0013]可選的，所述身部骨架采用輕質鋁合金金屬材料鈑金制作。
[0014]可選的，所述外殼由前殼與后殼兩塊拼合。
[0015]可選的，所述外殼上裝有超聲和紅外距離傳感器，機器人在行走時可以感知各個前進方向上的障礙物以避障。
[0016]可選的，所述底座外殼裝有方向向下的紅外距離傳感器，可以在行走時感知地面前進方向上是否有凹坑以防跌落。
[0017]本實用新型具有以下優(yōu)點和有益效果:本實用新型在原三輪傳動機器人的基礎上，通過增加人形機身外殼來使其精美化。所述機器人頭部設置在機器身體部分的上端，能內部的第一和第二舵機來控制頭部的左右和上下運動。所述機器人的頭發(fā)上具有傳輸數(shù)據(jù)的USB3.0接口，可以增加額外的電子設備。所述機器人頭部前端面設置有兩個對稱的攝像頭，可以抓拍，跟拍兒童的精彩瞬間；可以通過手機端APP和家里的孩子進行視頻通話聊天；可以通過手機APP端，控制家里的機器人巡視，也可自動巡視；可以進行人臉識別；身部外殼也是新增功能的載體，其上具有各種功能部件，如避障距離傳感器、顯示屏、喇叭和觸摸傳感等。底座主要是電池和行走機構和自動充電裝置，本實用新型也改進了機器人的傳動機構，將電機直輸改為電機帶動額外一套齒輪機構，這樣在滿足使用性能的前提下，降低了電機的速比和傳動系統(tǒng)的噪音。為增架機器人在行走時的穩(wěn)定性，將原機器人的三輪行走機構改為四輪行走機構，大大增加了原機器人的穩(wěn)定性和轉向能力，為此，將前萬向輪改為彈性輪，在一定程度上改善了上述問題。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一種多功能早教機器人的結構示意圖
[0019]圖2為本實用新型一種多功能早教機器人的底盤結構示意圖
【具體實施方式】
[0020]本實用新型早教機器人，其整體結構如圖1所示，分為頭部1、身部2和底盤3。所述機器人的頭部安置在所述身部上，所述機器人的身部安置在所述底盤上，整體高度設置為0.65米，這樣使得機器人可以有更為寬泛的角度、更為合適的距離和高度對家人進行拍照和錄制視頻等。在頭部采用仿人形的設計，由內部骨架和外殼等組成，頭部骨架采用兩個可控轉角舵機，可以在機身不動的情況下上下和左右轉動。在眼罩內側的頭部骨架上裝有兩個攝像頭，可以進行拍照和錄制視頻。在頭部外殼眼罩的兩側和中間上部共有三個麥克風，在外殼上增加了外置視頻的支架4，采用結構和螺釘結合的固定方式，不僅結構簡單，安裝方便，相比成本也較低。
[0021]所述機器人的身部由身部骨架和外殼組成，身部骨架采用金屬鈑金制作，在滿足使用性能的要求下盡量使其輕量化，這里選用鋁合金鈑材制作以降低能耗。身部外殼又分為前身、后身、頸部、手臂和燈帶。前身上安裝胸燈5、顯示屏6、超聲感應器7、紅外傳感器8和控制鍵9等，其中，胸燈5可設置為規(guī)則閃動的彩色呼吸燈；后身上安裝低音喇叭和超聲感應器。手臂10裝于兩側，可前后擺動。其前后殼是整個機器人外殼中最大的殼體，固其內部設計有左右橫筋，以增加其強度和變形。
[0022]所述機器人底盤如圖2所示，是由骨架、傳動裝置和底盤殼體組成。其中底盤骨架采用金屬鈑金制作。底盤傳動采用可充電電池供電，電機輸出帶動驅動輪11轉動，萬向輪12進行導向并對機器人形成支撐，所述傳動裝置降低了電機的速比，并增加了一套外置齒輪傳動，這樣電機在低扭矩下也可以滿足傳動扭矩的需要，同時也降低了傳動系統(tǒng)的噪音。在底座殼體的下端面安裝有6個向下發(fā)射的紅外測傳感器13，可以感知前方是否有凹坑以避開。
[0023]所述機器人如果采用三輪傳動方案時，重心在地面上的投影與兩個驅動輪軸線太近，而重心高度又太高，導致機器人運行時繞此軸傾倒。為此，本實用新型將三輪行走機構改成四輪行走機構以增加其穩(wěn)定性，如圖2所示。機器人的4輪行走方案也存在行走中一個輪被架空的缺陷，使驅動力不足和通過障礙物的能力減弱，所以特將前轉向輪設計成彈性輪，可以上下伸縮。這樣可在不平地面或者遇到小的障礙物的時候改善其通過性能。
[0024]所述機器人不僅可以通過USB3.0和藍牙來傳輸數(shù)據(jù)，還可以通過無線WIFI遠程傳送數(shù)據(jù)，人們可以通過它和網(wǎng)絡，利用手機等終端來實時并方便地查看家里的狀況，并與孩子進行溝通和交流，使我們的生活更加豐富多彩，在家人之間架起了一座無形的橋梁，沒有地域的隔閡，便可知你我。
【主權項】
1.一種多功能早教機器人，包括機器人頭部、身部和底盤行走機構，其頭部安裝于身部上，而身部又安裝于底盤行走機構上，其特征在于， 所述頭部內設有兩個舵機，分別控制頭部左右和上下的轉動；所述頭部的最上端設置有頭發(fā)裝置，頭殼上部和兩側共有三個麥克風，前面設有兩個眼睛裝置，所述眼睛裝置為LCD液晶面板，以及兩個左右對稱布置的攝像頭； 所述身部分為外殼及內部骨架，連接頭部和底盤，所述外殼上裝有超聲、紅外測距傳感器、顯示屏和觸控按鍵、低音喇叭和散熱風扇； 所述底盤行走機構由底盤外殼、一個可充電電池，兩個驅動輪、前后各一個彈性萬向輪及電機傳動機構組成，在所述底盤外殼上裝有防跌落裝置。2.根據(jù)權利要求1所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述頭殼由前頭殼和后頭殼拼合，所述身部外殼由前身殼和后身殼拼合。3.根據(jù)權利要求1所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述機器人的本體外部直徑是350至450mm，高為600至700mmo4.根據(jù)權利要求1所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述頭發(fā)裝置可配備攝像頭支架及USB插口。5.根據(jù)權利要求2所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述前身殼裝有LCD顯示屏裝置、呼吸燈、紅外和超聲避障傳感器裝置。6.根據(jù)權利要求2所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述后身殼裝有超聲避障傳感器裝置、通風裝置和低音喇叭。7.根據(jù)權利要求1所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述機器人設有左右兩個手臂，通過機器人肩部的兩個舵機可以前后擺動。8.根據(jù)權利要求1所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述機器人設有防跌落裝置是紅外測距傳感器。9.根據(jù)權利要求1所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述機器人配有自動充電裝置，通過紅外接收裝置尋找充電座，并利用余電行駛到充電座處進行對接充電。10.根據(jù)權利要求1所述的多功能早教機器人，其特征在于，所述機器人設有藍牙模塊和無線路由模塊。
【專利摘要】本實用新型為一種多功能早教機器人，適用于1到6歲的兒童。本機器人包括頭部、身部和行走底盤三個部分。頭部和身部均包括內部骨架和外殼部分，內部安裝有眼睛顯示LCD板、攝像頭、嘴燈和麥克、PCB電子板、各種傳感器及接收信號裝置。行走底盤不僅是整個機器人的行走機構，也是身部的載體，其采用電機驅動和齒輪傳動，經濟可靠。本機器人具備行走、播放音樂、講故事、拍照、跟拍和錄制視頻等功能，成為孩子早起教育的老師，同時家長可以通過遠程終端來控制機器人來獲得想要的信息，讓在工作中爸爸媽媽可以感知孩子的近況，成為家長看護孩子的好幫手。
【IPC分類】B25J11/00
【公開號】CN204819537
【申請?zhí)枴緾N201520567194
【發(fā)明人】陳金
【申請人】北京家度科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月31日