專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及科技教育領(lǐng)域，特別涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
機器人教育在中國已經(jīng)展開有10年時間，但是，在機器人教育開展初期，需要以競賽來推動整個機器人教育的開展。幾乎所有的學(xué)校開展機器人教育也都是以興趣小組的形式開展，以競賽為目的。國內(nèi)研究開發(fā)現(xiàn)狀:國內(nèi)的知名的教育機器人公司無一例外都是以競賽為導(dǎo)向,其產(chǎn)品都是針對競賽的。針對普通大班教學(xué)的產(chǎn)品、設(shè)備幾乎沒有?，F(xiàn)階段由于國家對科技教育的普及開始重視，有些廠家也開始設(shè)計開發(fā)一些普及教育的機器人產(chǎn)品，相應(yīng)的產(chǎn)品樣式逐漸增多。國外研究開發(fā)現(xiàn)狀:國外的機器人教育開展時間較早，普及程度高。從幼兒園就開始有機器人教育，到了高中，學(xué)生可以根據(jù)自己來制作機器人了。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題:目前，國內(nèi)廠商設(shè)計的產(chǎn)品都是低成本、低價格、固定配置，無法滿足教學(xué)的多樣性和靈活性。而在國外，基本上都沒有什么固定的機器人教學(xué)設(shè)備。所以，國外機器人教育產(chǎn)品多為玩具公司生產(chǎn)的高級玩具，給青少年使用。而且，現(xiàn)有機器人教育平臺均為單機版，很大程度上限制了使用，也不容易交流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法和設(shè)備，解決現(xiàn)有的技術(shù)方案中由于只存在單機版機器人教育平臺，缺乏網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展所帶來的使用限制，以及交流不暢的問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例一方面提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法，至少包括以下步驟:平臺服務(wù)器接收終端設(shè)備發(fā)送的程序標(biāo)識信息和/或編程語句，結(jié)合相應(yīng)的程序數(shù)據(jù)庫，生成機器人操作程序；所述平臺服務(wù)器結(jié)合元件數(shù)據(jù)庫和所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，仿真組裝相應(yīng)的虛擬機器人模型；所述平臺服務(wù)器將所述機器人操作程序在所述虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性。優(yōu)選的，所述平臺服務(wù)器接收終端設(shè)備發(fā)送的程序標(biāo)識信息和/或編程語句，結(jié)合相應(yīng)的程序數(shù)據(jù)庫，生成機器人操作程序，具體包括:
所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的流程模板標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的程序語句標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的編程語句，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；所述平臺服務(wù)器根據(jù)所生成的各機器人操作程序片段，組合生成相應(yīng)的機器人操作程序。優(yōu)選的，所述平臺服務(wù)器結(jié)合元件數(shù)據(jù)庫和所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，仿真組裝相應(yīng)的虛擬機器人模型，具體包括:所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的元件標(biāo)識信息，在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)的機器人元件模型，并根據(jù)所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型；或，所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的機器人組裝方案標(biāo)識信息，獲取機器人組裝方案標(biāo)識信息所對應(yīng)的機器人組裝方案，并在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇所述機器人組裝方案中所需要的機器人元件模型，按照所述機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型。優(yōu)選的，所述平臺服務(wù)器將所述機器人操作程序在所述虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性之后，還包括:所述平臺服務(wù)器向所述終端設(shè)備輸出所述機器人操作程序所對應(yīng)的操作文件，并導(dǎo)入相應(yīng)的機器人實體模型，由所述機器人實體模型執(zhí)行相應(yīng)的動作操作；其中，所述機器人實體模型，具體為通過機器人搭建平臺所提供的機器人實體元件，按照所述機器人組裝方案所組裝出的實體結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述平臺服務(wù)器將所述機器人操作程序在所述虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性之后，還包括:所述平臺服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)，將所述機器人操作程序，和/或所述虛擬機器人模型的仿真運行的過程，和/或所述仿真演示的的結(jié)果展示給其他終端設(shè)備。另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種服務(wù)器，至少包括:程序生成模塊，用于接收終端設(shè)備發(fā)送的程序標(biāo)識信息和/或編程語句，結(jié)合相應(yīng)的程序數(shù)據(jù)庫，生成機器人操作程序；模型組裝模塊，用于結(jié)合元件數(shù)據(jù)庫和所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，仿真組裝相應(yīng)的虛擬機器人模型；仿真運行模塊，用于將所述程序生成模塊所生成的機器人操作程序在所述模型組裝模塊所組裝的虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性；其中，所述程序數(shù)據(jù)庫和/或元件數(shù)據(jù)庫，具體為存儲于所述服務(wù)器自身或與所述服務(wù)器相連接的其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的數(shù)據(jù)庫。優(yōu)選的，所述程序生成模塊，具體用于:
接收所述終端設(shè)備發(fā)送的流程模板標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，接收所述終端設(shè)備發(fā)送的程序語句標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，接收所述終端設(shè)備發(fā)送的編程語句，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；根據(jù)所生成的各機器人操作程序片段，組合生成相應(yīng)的機器人操作程序。優(yōu)選的，所述模型組裝模塊，具體用于:接收所述終端設(shè)備發(fā)送的元件標(biāo)識信息，在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)的機器人元件模型，并根據(jù)所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型；或，接收所述終端設(shè)備發(fā)送的機器人組裝方案標(biāo)識信息，獲取機器人組裝方案標(biāo)識信息所對應(yīng)的機器人組裝方案，并在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇所述機器人組裝方案中所需要的機器人元件模型，按照所述機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型。優(yōu)選的，所述服務(wù)器，還包括:輸出模塊，用于向所述終端設(shè)備輸出所述機器人操作程序所對應(yīng)的操作文件，并導(dǎo)入相應(yīng)的機器人實體模型，由所述機器人實體模型執(zhí)行相應(yīng)的動作操作；其中，所述機器人實體模型，具體為通過機器人搭建平臺所提供的機器人實體元件，按照所述機器人組裝方案所組裝出的實體結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述服務(wù)器，還包括:共享展示模塊，用于通過網(wǎng)絡(luò)，將所述程序生成模塊所生成的機器人操作程序，和/或所述仿真運行模塊所演示的虛擬機器人模型的仿真運行的過程，和/或所述仿真運行模塊的仿真演示的的結(jié)果展示給其他終端設(shè)備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:通過應(yīng)用本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，使機器人設(shè)計和驗證模擬通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)的服務(wù)器來完成，避免了終端設(shè)備側(cè)復(fù)雜程序的安裝維護(hù)，以及實體元件對于機器人研發(fā)運行的限制和依賴實體元件進(jìn)行研發(fā)所帶來的高昂的成本投入，而且，基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點，系統(tǒng)能夠記錄研發(fā)者的操作過程和成果，使位于不同位置的研發(fā)單位可以共享研發(fā)資源，方便交流和共享，尤其對于教學(xué)領(lǐng)域，老師可以了解學(xué)生的操作步驟進(jìn)行評價，實現(xiàn)了機器人教學(xué)的共享和電子化，有效的緩解了現(xiàn)有的教學(xué)資源不足的問題。


圖1為本發(fā)明實施例所提出的一種基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法的流程不意圖；圖2為本發(fā)明實施例所提出的一種基于Web的機器人開發(fā)平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例所提出的一種軟件平臺服務(wù)器的程序架構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例所提出的一種機器人搭建平臺的架構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例所提出的編程界面模塊示意圖；圖6A至圖6D分別為本發(fā)明實施例所提出的流程圖編程界面、語句編程界面、C語言編程界面和編譯下載界面的示意圖7為本發(fā)明實施例所提出的一種仿真模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例所提出的一種機器人搭建平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9A和圖9B分別為本發(fā)明實施例所創(chuàng)建的“溫度檢測”和“計算速度”的子程序的不意圖；圖10為本發(fā)明實施例所創(chuàng)建的嵌入“溫度檢測”和“計算速度”子程序的完整程序的不意圖；圖11為本發(fā)明實施例所提出的一種機器人組裝模型的模型示意圖；圖12為本發(fā)明實施例提出的一種服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如背景技術(shù)所述，由于現(xiàn)有的機器人研發(fā)領(lǐng)域?qū)τ趯嶓w元件的依賴，以及相應(yīng)操作軟件都是單機版的局限，使研發(fā)資源的局限束縛了機器人研發(fā)和教育的擴(kuò)展，增大了機器人研發(fā)和教育的成本需求。為了克服這樣的缺陷，本發(fā)明實施例提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法，通過網(wǎng)絡(luò)平臺搭建相應(yīng)的機器人研發(fā)平臺，只需通過簡單的終端指令操作，就可以使相應(yīng)的平臺服務(wù)器完成復(fù)雜的程序編輯和結(jié)果仿真模擬驗證，簡化了機器人研發(fā)和教育的復(fù)雜度，降低了相應(yīng)的成本需求。下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明實施例所提出的一種基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法的流程示意圖，該方法具體包括以下步驟:步驟S101、平臺服務(wù)器接收終端設(shè)備發(fā)送的程序標(biāo)識信息和/或編程語句，結(jié)合相應(yīng)的程序數(shù)據(jù)庫，生成機器人操作程序。在實際的應(yīng)用場景中，本步驟的操作具體包括以下的處理過程:(I)程序片段的生成。在具體操作中，本發(fā)明實施例為終端設(shè)備提供了多種的程序輸入方案，相應(yīng)的，在平臺服務(wù)器側(cè)，也會根據(jù)終端設(shè)備所采用的程序輸入方案的差異，調(diào)整相應(yīng)的程序片段生成方式:程序輸入方案一、流程模板標(biāo)識輸入方案，這是一種將相應(yīng)的程序片段模板化后，體現(xiàn)為流程片段圖示的形象化輸入方式，終端設(shè)備可以選擇需要的流程圖形或流程片段，終端設(shè)備將相應(yīng)的標(biāo)識信息上報給平臺服務(wù)器，然后，平臺服務(wù)器根據(jù)該標(biāo)識信息去獲取具體的程序語句內(nèi)容。具體的，平臺服務(wù)器在終端設(shè)備采用上述的程序輸入方案一的情況下，相應(yīng)的處理過程為:所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的流程模板標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段。程序輸入方案二、程序語句標(biāo)識輸入方案，這是一種將相應(yīng)的程序片段模板化后，體現(xiàn)為具體文字描述的文字化輸入方式，終端設(shè)備可以選擇需要的操作內(nèi)容文字，終端設(shè)備將相應(yīng)的標(biāo)識信息上報給平臺服務(wù)器，然后，平臺服務(wù)器根據(jù)該標(biāo)識信息去獲取具體的程序語句內(nèi)容。具體的，平臺服務(wù)器在終端設(shè)備采用上述的程序輸入方案二的情況下，相應(yīng)的處理過程為:所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的程序語句標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段。程序輸入方案三、編程語句直接輸入方案，這是一種將具體的編程語句內(nèi)容直接輸入的方式，終端設(shè)備可以編劇具體的編程語句，并將相應(yīng)的內(nèi)容直接上報給平臺服務(wù)器，然后，平臺服務(wù)器直接根據(jù)該語句的內(nèi)容生成相應(yīng)的程序片段。具體的，平臺服務(wù)器在終端設(shè)備采用上述的程序輸入方案三的情況下，相應(yīng)的處理過程為:所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的編程語句，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段。需要說明的是，上述的三種方式可以根據(jù)具體應(yīng)用場景的需要，以及機器人設(shè)計者的具體操作需求進(jìn)行選擇，例如，如果機器人設(shè)計者對最直接的編程語言不熟悉，或者希望簡化設(shè)計過程的復(fù)雜度，就可以采用上述的方式一和/或方式二進(jìn)行直觀的操作，而如果機器人設(shè)計者需要設(shè)計更具個性化的或者現(xiàn)有模板中沒有的新的程序片段時，則需要采用上述的方案三，并且，上述的方式可以采用組合的方式，及分別通過不同的方式設(shè)計生成一段完整的程序中的不同的程序片段，所以，在具體的應(yīng)用場景中，具體采用上述的哪種或哪幾種方式進(jìn)行程序片段的設(shè)計，并不會影響本發(fā)明的保護(hù)范圍。(2)程序片段的合并。在完成所有需要的程序片段的生成之后，所述平臺服務(wù)器根據(jù)所生成的各機器人操作程序片段，組合生成相應(yīng)的機器人操作程序，完成完整程序的生成處理。步驟S102、所述平臺服務(wù)器結(jié)合元件數(shù)據(jù)庫和所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，仿真組裝相應(yīng)的虛擬機器人模型。在具體的應(yīng)用場景中，本部中包括以下兩種實現(xiàn)方式:(I)上報設(shè)計方案并組裝。在此種方式下，所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的元件標(biāo)識信息，在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)的機器人元件模型，完成元件的準(zhǔn)備工作。然后，根據(jù)所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型。這樣的方式可以實現(xiàn)機器人研發(fā)者的個性化需求，將具體的元件模型按照具體的需要進(jìn)行組裝，實現(xiàn)新的個性化的機器人結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建，同時也讓機器人設(shè)計者體驗具體的組裝設(shè)計仿真過程。(2)套用現(xiàn)有模板進(jìn)行組裝。在此種方式下，所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的機器人組裝方案標(biāo)識信息，直接獲取機器人組裝方案標(biāo)識信息所對應(yīng)的機器人組裝方案。然后，在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇所述機器人組裝方案中所需要的機器人元件模型，按照所述機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型。步驟S103、所述平臺服務(wù)器將所述機器人操作程序在所述虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性。需要說明的是，本發(fā)明實施例在完成上述的程序仿真驗證處理后，還可以包括實體的機器人元件的組裝過程，即通過實體組裝的機器人實現(xiàn)程序執(zhí)行和動作操作，具體包括:所述平臺服務(wù)器向所述終端設(shè)備輸出所述機器人操作程序所對應(yīng)的操作文件，并導(dǎo)入相應(yīng)的機器人實體模型，由所述機器人實體模型執(zhí)行相應(yīng)的動作操作。其中，所述機器人實體模型，具體為通過機器人搭建平臺所提供的機器人實體元件，按照所述機器人組裝方案所組裝出的實體結(jié)構(gòu)。需要指出的是，上述的機器人實體元件，與前述的步驟S102中所應(yīng)用的機器人元件模型具有一一對應(yīng)的關(guān)系，從而，可以將前述步驟所采用的機器人組裝方案進(jìn)行具體的物理實現(xiàn)。進(jìn)一步的，考慮到網(wǎng)絡(luò)特性，本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案還可以進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)共享過程，具體包括:所述平臺服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)，將所述機器人操作程序，和/或所述虛擬機器人模型的仿真運行的過程，和/或所述仿真演示的的結(jié)果展示給其他終端設(shè)備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:通過應(yīng)用本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，使機器人設(shè)計和驗證模擬通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)的服務(wù)器來完成，避免了終端設(shè)備側(cè)復(fù)雜程序的安裝維護(hù)，以及實體元件對于機器人研發(fā)運行的限制和依賴實體元件進(jìn)行研發(fā)所帶來的高昂的成本投入，而且，基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點，系統(tǒng)能夠記錄研發(fā)者的操作過程和成果，使位于不同位置的研發(fā)單位可以共享研發(fā)資源，方便交流和共享，尤其對于教學(xué)領(lǐng)域，老師可以了解學(xué)生的操作步驟進(jìn)行評價，實現(xiàn)了機器人教學(xué)的共享和電子化，有效的緩解了現(xiàn)有的教學(xué)資源不足的問題。下面，結(jié)合具體的應(yīng)用場景，對本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案進(jìn)行說明。在具體的應(yīng)用場景中，上述的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以具體為Web網(wǎng)絡(luò)，或者其他能夠?qū)崿F(xiàn)用戶間信息共享的網(wǎng)絡(luò)形式，具體網(wǎng)絡(luò)形式的變化并不會影響本發(fā)明的保護(hù)范圍。以Web網(wǎng)絡(luò)為例，基于Web的機器人開發(fā)平臺旨在利用基于WEB技術(shù)，搭建了一個系統(tǒng)的開發(fā)平臺，該平臺集流程圖編程、結(jié)構(gòu)仿真、運動仿真、在線仿真、真實搭建為一體。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示?；赪EB的軟件平臺服務(wù)器，提供機器人教學(xué)、開發(fā)所需要的相關(guān)軟件:流程圖編程、語句編程、C語言編程、結(jié)構(gòu)仿真、運動仿真、在線仿真等，如圖3所示，為本發(fā)明實施例所提出的一種軟件平臺服務(wù)器的程序架構(gòu)示意圖。使用者可以通過任何的終端，通過WEB瀏覽器就可以進(jìn)行編程、仿真等操作，實現(xiàn)跨平臺的編程操作。配合機器人搭建平臺設(shè)備，能夠下載相應(yīng)的程序，讓機器人實現(xiàn)設(shè)定的任務(wù)。機器人搭建平臺是像積木件一樣，可以搭建制作出用于教學(xué)或創(chuàng)新的各種案例，并且能夠通過圖形化編程界面對這些案例進(jìn)行編程使其運動。機器人搭建平臺為拼裝式結(jié)構(gòu)，分為電路和機械兩部分，如圖4所示，為本發(fā)明實施例所提出的一種機器人搭建平臺的架構(gòu)示意圖。需要說明的是，在科技教育領(lǐng)域，本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案旨在利用基于WEB技術(shù)，搭建了一個系統(tǒng)的開發(fā)平臺，該平臺集流程圖編程、結(jié)構(gòu)仿真、運動仿真、在線仿真、真實搭建為一體。為中小學(xué)機器人教學(xué)提供系統(tǒng)、完整的教學(xué)平臺及配套的教案教程，并為機器人教學(xué)提供方便、統(tǒng)一的交流平臺。本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案主要分為WEB的編程、仿真、開發(fā)平臺和機器人搭建平臺兩個部分。1、WEB的編程、仿真、開發(fā)平臺。具體的，編程軟件部分分為編程界面和仿真界面。I)編程界面可采用流程圖編程、語句編程、C語言編程三種方式?；赪EB的圖形化編程界面采用標(biāo)準(zhǔn)的流程圖編程方法，使學(xué)生能夠把編程的重點集中到任務(wù)的流程上，學(xué)習(xí)一種編程的思想。如圖5所示，為本發(fā)明實施例所提出的編程界面模塊示意圖。相應(yīng)的，如圖6A至圖6D所示，分別為本發(fā)明實施例所提出的流程圖編程界面、語句編程界面、C語言編程界面和編譯下載界面的示意圖。2)仿真界面可分為機械搭建仿真、電路仿真、運動仿真三部分模擬仿真環(huán)境為操作者提供了一個驗證程序設(shè)計的簡單的環(huán)境，不需要實際的機器人也可以驗證程序的正確與否。如圖7所示，為本發(fā)明實施例所提出的一種仿真模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。3)下載程序在機械裝配和軟件編程之后，就需要把程序下載到AVR控制器上，對硬件設(shè)備進(jìn)行控制操作。為了下載程序，首先需要把個人電腦的USB 口與AVR控制器連接起來。連接起來之后就可以進(jìn)行下載。2、機器人搭建平臺機器人搭建平臺基礎(chǔ)套件由控制組件、傳感執(zhí)行、機械組件三部分組成，如圖8所示，為本發(fā)明實施例所提出的一種機器人搭建平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。相應(yīng)的機器人組裝順序為:組裝、編程、下載、調(diào)試。其中，組裝為電子和機械的組合，編程是對機器人的思維進(jìn)行規(guī)則設(shè)定，下載則是將思維賦予機器人。機器人的硬件組裝是整個機器人的基礎(chǔ)，沒有硬件，就沒有運動的載體。各種機器人的硬件組裝的裝配圖，按順序組裝。I)控制組件控制器采用AVR系列單片機，具有效率高、接口豐富的特點。最多可有40路數(shù)字量輸入輸出，8路模擬量輸入，4路PWM信號輸出。2)傳感組件和執(zhí)行組件標(biāo)準(zhǔn)配置配有豐富的傳感器和執(zhí)行器，如溫度、亮度、行程開關(guān)、LED、直流電機、舵機、繼電器、蜂鳴器等。3)機械組件
機械組件器件如下圖所示。機械組件主要由組成基本結(jié)構(gòu)的機械鈑金件和連結(jié)鈑金件的連接件組成。傳動件主要有齒輪、齒條等。具體的，本發(fā)明實施例以一種溫控風(fēng)扇的具體設(shè)計和組裝過程，對上述技術(shù)方案進(jìn)行說明。首先，對溫控風(fēng)扇的設(shè)計原理進(jìn)行說明如下:溫度控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動，數(shù)碼管顯示模塊顯示環(huán)境溫度值。首先，需要設(shè)定兩個值，啟動值和最高值，當(dāng)環(huán)境溫度值大于啟動值時，風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動，反之，風(fēng)扇停止不轉(zhuǎn)；當(dāng)環(huán)境溫度值在啟動值和最大值之間時，風(fēng)扇隨環(huán)境溫度值的改變自動調(diào)整轉(zhuǎn)速，當(dāng)環(huán)境溫度值大于最高值時，風(fēng)扇達(dá)到最大轉(zhuǎn)速。如圖9A和圖9B所示，為本發(fā)明實施例所創(chuàng)建的“溫度檢測”和“計算速度”的子程序的示意圖。如圖10所示，為本發(fā)明實施例所創(chuàng)建的嵌入“溫度檢測”和“計算速度”子程序的
完整程序的示意圖。在完成上述的程序設(shè)計后，在如圖11所示的機器人組裝模型中通過仿真模擬驗證程序的正確性。按照如圖11所示機器人組裝模型，用實際的機器人元件組裝實體機器人，并將相應(yīng)的完整程序下載到該實體機器人的控制器中，實現(xiàn)實體機器人的操作和運行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:通過應(yīng)用本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，使機器人設(shè)計和驗證模擬通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)的服務(wù)器來完成，避免了終端設(shè)備側(cè)復(fù)雜程序的安裝維護(hù)，以及實體元件對于機器人研發(fā)運行的限制和依賴實體元件進(jìn)行研發(fā)所帶來的高昂的成本投入，而且，基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點，系統(tǒng)能夠記錄研發(fā)者的操作過程和成果，使位于不同位置的研發(fā)單位可以共享研發(fā)資源，方便交流和共享，尤其對于教學(xué)領(lǐng)域，老師可以了解學(xué)生的操作步驟進(jìn)行評價，實現(xiàn)了機器人教學(xué)的共享和電子化，有效的緩解了現(xiàn)有的教學(xué)資源不足的問題。為了實現(xiàn)本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，本發(fā)明實施例還提供了一種服務(wù)器，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示，至少包括:程序生成模塊121，用于接收終端設(shè)備發(fā)送的程序標(biāo)識信息和/或編程語句，結(jié)合相應(yīng)的程序數(shù)據(jù)庫，生成機器人操作程序；模型組裝模塊122，用于結(jié)合元件數(shù)據(jù)庫和所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，仿真組裝相應(yīng)的虛擬機器人模型；仿真運行模塊123，用于將所述程序生成模塊121所生成的機器人操作程序在所述模型組裝模塊122所組裝的虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性；其中，所述程序數(shù)據(jù)庫和/或元件數(shù)據(jù)庫，具體為存儲于所述服務(wù)器自身或與所述服務(wù)器相連接的其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的數(shù)據(jù)庫。進(jìn)一步的，所述程序生成模塊121，具體用于:接收所述終端設(shè)備發(fā)送的流程模板標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，接收所述終端設(shè)備發(fā)送的程序語句標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，接收所述終端設(shè)備發(fā)送的編程語句，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；根據(jù)所生成的各機器人操作程序片段，組合生成相應(yīng)的機器人操作程序。具體的，所述模型組裝模塊122，具體用于:接收所述終端設(shè)備發(fā)送的元件標(biāo)識信息，在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)的機器人元件模型，并根據(jù)所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型；或，接收所述終端設(shè)備發(fā)送的機器人組裝方案標(biāo)識信息，獲取機器人組裝方案標(biāo)識信息所對應(yīng)的機器人組裝方案，并在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇所述機器人組裝方案中所需要的機器人元件模型，按照所述機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型。進(jìn)一步的，該服務(wù)器，還包括:輸出模塊124，用于向所述終端設(shè)備輸出所述機器人操作程序所對應(yīng)的操作文件，并導(dǎo)入相應(yīng)的機器人實體模型，由所述機器人實體模型執(zhí)行相應(yīng)的動作操作；其中，所述機器人實體模型，具體為通過機器人搭建平臺所提供的機器人實體元件，按照所述機器人組裝方案所組裝出的實體結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，該服務(wù)器，還包括:共享展示模塊125，用于通過網(wǎng)絡(luò)，將所述程序生成模塊121所生成的機器人操作程序，和/或所述仿真運行模塊123所演示的虛擬機器人模型的仿真運行的過程，和/或所述仿真運行模塊123的仿真演示的的結(jié)果展示給其他終端設(shè)備。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例所提出的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:通過應(yīng)用本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，使機器人設(shè)計和驗證模擬通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)的服務(wù)器來完成，避免了終端設(shè)備側(cè)復(fù)雜程序的安裝維護(hù)，以及實體元件對于機器人研發(fā)運行的限制和依賴實體元件進(jìn)行研發(fā)所帶來的高昂的成本投入，而且，基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點，系統(tǒng)能夠記錄研發(fā)者的操作過程和成果，使位于不同位置的研發(fā)單位可以共享研發(fā)資源，方便交流和共享，尤其對于教學(xué)領(lǐng)域，老師可以了解學(xué)生的操作步驟進(jìn)行評價，實現(xiàn)了機器人教學(xué)的共享和電子化，有效的緩解了現(xiàn)有的教學(xué)資源不足的問題。通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明實施例可以通過硬件實現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)。基于這樣的理解，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以存儲在一個非易失性存儲介質(zhì)(可以是⑶-R0M，U盤，移動硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明實施例各個實施場景所述的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施場景的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發(fā)明實施例所必須的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實施場景中的裝置中的模塊可以按照實施場景描述進(jìn)行分布于實施場景的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實施場景的一個或多個裝置中。上述實施場景的模塊可以合并為一個模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個子模塊。上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施場景的優(yōu)劣。以上公開的僅為本發(fā)明實施例的幾個具體實施場景，但是，本發(fā)明實施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明實施例的業(yè)務(wù)限制范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法，其特征在于，至少包括以下步驟: 平臺服務(wù)器接收終端設(shè)備發(fā)送的程序標(biāo)識信息和/或編程語句，結(jié)合相應(yīng)的程序數(shù)據(jù)庫，生成機器人操作程序； 所述平臺服務(wù)器結(jié)合元件數(shù)據(jù)庫和所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，仿真組裝相應(yīng)的虛擬機器人模型； 所述平臺服務(wù)器將所述機器人操作程序在所述虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述平臺服務(wù)器接收終端設(shè)備發(fā)送的程序標(biāo)識信息和/或編程語句，結(jié)合相應(yīng)的程序數(shù)據(jù)庫，生成機器人操作程序，具體包括: 所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的流程模板標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的程序語句標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的編程語句，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段； 所述平臺服務(wù)器根據(jù)所生成的各機器人操作程序片段，組合生成相應(yīng)的機器人操作程序。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述平臺服務(wù)器結(jié)合元件數(shù)據(jù)庫和所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，仿真組裝相應(yīng)的虛擬機器人模型，具體包括: 所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的元件標(biāo)識信息，在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)的機器人元件模型，并根據(jù)所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛 擬機器人模型；或， 所述平臺服務(wù)器接收所述終端設(shè)備發(fā)送的機器人組裝方案標(biāo)識信息，獲取機器人組裝方案標(biāo)識信息所對應(yīng)的機器人組裝方案，并在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇所述機器人組裝方案中所需要的機器人元件模型，按照所述機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述平臺服務(wù)器將所述機器人操作程序在所述虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性之后，還包括: 所述平臺服務(wù)器向所述終端設(shè)備輸出所述機器人操作程序所對應(yīng)的操作文件，并導(dǎo)入相應(yīng)的機器人實體模型，由所述機器人實體模型執(zhí)行相應(yīng)的動作操作； 其中，所述機器人實體模型，具體為通過機器人搭建平臺所提供的機器人實體元件，按照所述機器人組裝方案所組裝出的實體結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述平臺服務(wù)器將所述機器人操作程序在所述虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性之后，還包括: 所述平臺服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)，將所述機器人操作程序，和/或所述虛擬機器人模型的仿真運行的過程，和/或所述仿真演示的的結(jié)果展示給其他終端設(shè)備。
6.一種服務(wù)器，其特征在于，至少包括: 程序生成模塊，用于接收終端設(shè)備發(fā)送的程序標(biāo)識信息和/或編程語句，結(jié)合相應(yīng)的程序數(shù)據(jù)庫，生成機器人操作程序； 模型組裝模塊，用于結(jié)合元件數(shù)據(jù)庫和所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，仿真組裝相應(yīng)的虛擬機器人模型； 仿真運行模塊，用于將所述程序生成模塊所生成的機器人操作程序在所述模型組裝模塊所組裝的虛擬機器人模型上進(jìn)行仿真運行，并將相應(yīng)的運行結(jié)果對所述終端設(shè)備進(jìn)行仿真演示，驗證所述機器人操作程序的正確性； 其中，所述程序數(shù)據(jù)庫和/或元件數(shù)據(jù)庫，具體為存儲于所述服務(wù)器自身或與所述服務(wù)器相連接的其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的數(shù)據(jù)庫。
7.如權(quán)利要求6所述的服務(wù)器，其特征在于，所述程序生成模塊，具體用于: 接收所述終端設(shè)備發(fā)送的流程模板標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，接收所述終端設(shè)備發(fā)送的程序語句標(biāo)識，向所述程序數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的編程語句內(nèi)容，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段；和/或，接收所述終端設(shè)備發(fā)送的編程語句，生成相應(yīng)的機器人操作程序片段； 根據(jù)所生成的各機器人操作程序片段，組合生成相應(yīng)的機器人操作程序。
8.如權(quán)利要求6所述的服務(wù)器，其特征在于，所述模型組裝模塊，具體用于: 接收所述終端設(shè)備發(fā)送的元件標(biāo)識信息，在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)的機器人元件模型，并根據(jù)所述終端設(shè)備上報的機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型；或， 接收所述終端設(shè)備發(fā)送的機 器人組裝方案標(biāo)識信息，獲取機器人組裝方案標(biāo)識信息所對應(yīng)的機器人組裝方案，并在所述元件數(shù)據(jù)庫中選擇所述機器人組裝方案中所需要的機器人元件模型，按照所述機器人組裝方案，將所選擇的各機器人元件模型仿真組裝為相應(yīng)的虛擬機器人模型。
9.如權(quán)利要求6所述的服務(wù)器，其特征在于，還包括: 輸出模塊，用于向所述終端設(shè)備輸出所述機器人操作程序所對應(yīng)的操作文件，并導(dǎo)入相應(yīng)的機器人實體模型，由所述機器人實體模型執(zhí)行相應(yīng)的動作操作； 其中，所述機器人實體模型，具體為通過機器人搭建平臺所提供的機器人實體元件，按照所述機器人組裝方案所組裝出的實體結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求6所述的服務(wù)器，其特征在于，還包括: 共享展示模塊，用于通過網(wǎng)絡(luò)，將所述程序生成模塊所生成的機器人操作程序，和/或所述仿真運行模塊所演示的虛擬機器人模型的仿真運行的過程，和/或所述仿真運行模塊的仿真演示的的結(jié)果展示給其他終端設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種基于網(wǎng)絡(luò)的機器人開發(fā)平臺的實現(xiàn)方法和設(shè)備，通過應(yīng)用本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，使機器人設(shè)計和驗證模擬通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)的服務(wù)器來完成，避免了終端設(shè)備側(cè)復(fù)雜程序的安裝維護(hù)，以及實體元件對于機器人研發(fā)運行的限制和依賴實體元件進(jìn)行研發(fā)所帶來的高昂的成本投入，而且，基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點，系統(tǒng)能夠記錄研發(fā)者的操作過程和成果，使位于不同位置的研發(fā)單位可以共享研發(fā)資源，方便交流和共享，尤其對于教學(xué)領(lǐng)域，老師可以了解學(xué)生的操作步驟進(jìn)行評價，實現(xiàn)了機器人教學(xué)的共享和電子化，有效的緩解了現(xiàn)有的教學(xué)資源不足的問題。
文檔編號G09B5/08GK103116286SQ20131001626
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者范瑞峰 申請人:博雅創(chuàng)世(北京)智能科技有限公司