本發(fā)明涉及教學(xué)設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種教學(xué)機(jī)器人。
背景技術(shù)：
：隨著人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)智能機(jī)器人的研究越來(lái)越多。在教育領(lǐng)域，許多院校已在學(xué)生中開設(shè)了機(jī)器人學(xué)方面的有關(guān)課程。為了滿足機(jī)器人學(xué)方面的有關(guān)課程教學(xué)示范和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，教學(xué)機(jī)器人應(yīng)允而生。綜觀市場(chǎng)上教育類機(jī)器人存在一些不足之處：1、造價(jià)高，對(duì)學(xué)校，尤其是農(nóng)村學(xué)校機(jī)器人教學(xué)造成負(fù)擔(dān)，不利于機(jī)器人教學(xué)的推廣；2、機(jī)器人無(wú)法完成復(fù)雜的執(zhí)行任務(wù)，其移動(dòng)智能朝前或朝后移動(dòng)，無(wú)法根據(jù)操作指令全方位移動(dòng)；3、機(jī)器人編程軟件復(fù)雜，不易學(xué)會(huì)，甚至有的要用到專業(yè)的編程語(yǔ)言，對(duì)普通使用者及中小學(xué)生來(lái)說(shuō)很難理解。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，有必要提供一種教學(xué)機(jī)器人，該教學(xué)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，能夠根據(jù)操作指令全方位移動(dòng)，并且編程過(guò)程簡(jiǎn)單易懂。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種教學(xué)機(jī)器人，包括車架、左車輪、右車輪、左電機(jī)、右電機(jī)，所述左車輪及右車輪分別轉(zhuǎn)動(dòng)地裝設(shè)于所述車架的相對(duì)兩側(cè)，所述左電機(jī)裝設(shè)于所述車架上并與所述左車輪連接，所述右電機(jī)裝設(shè)于所述車架上并與所述右車輪連接，所述教學(xué)機(jī)器人還包括裝設(shè)于所述車架上的電源模塊和控制電路，所述控制電路包括驅(qū)動(dòng)板及主控板，所述驅(qū)動(dòng)板及所述主控板均與所述電源模塊連接，所述主控板的0號(hào)數(shù)字口連接所述驅(qū)動(dòng)板的INA信號(hào)輸入端，所述主控板的1號(hào)數(shù)字口連接所述驅(qū)動(dòng)板的INB信號(hào)輸入端，所述主控板的2號(hào)數(shù)字口連接所述驅(qū)動(dòng)板的INC信號(hào)輸入端，所述主控板的3號(hào)數(shù)字口連接所述驅(qū)動(dòng)板的IND信號(hào)輸入端，所述主控板的16號(hào)數(shù)字口連接所述驅(qū)動(dòng)板的ENA信號(hào)輸入端，所述主控板的17號(hào)數(shù)字口連接所述驅(qū)動(dòng)板的ENB信號(hào)輸入端，所述左電機(jī)及所述右電機(jī)分別連接于所述驅(qū)動(dòng)板的兩個(gè)輸出端，所述主控板內(nèi)還存儲(chǔ)有由Scratch軟件編程而得的行走控制程序，以使得所述主控板能夠通過(guò)所述0號(hào)數(shù)字口及所述1號(hào)數(shù)字口向所述驅(qū)動(dòng)板輸出相應(yīng)的高低平信號(hào)，以控制所述左電機(jī)的轉(zhuǎn)向，且所述主控板能夠通過(guò)所述2號(hào)數(shù)字口及所述3號(hào)數(shù)字口向所述驅(qū)動(dòng)板輸出相應(yīng)的高低平信號(hào)，以控制所述右電機(jī)的轉(zhuǎn)向；以及使得所述主控板能夠通過(guò)所述16號(hào)數(shù)字口和所述17號(hào)數(shù)字口向所述驅(qū)動(dòng)板輸出相應(yīng)的輸出脈沖寬度調(diào)制值，以分別控制所述左電機(jī)和所述右電機(jī)的轉(zhuǎn)速。進(jìn)一步地，所述控制電路還包括左光電傳感器及右光電傳感器，所述左光電傳感器及所述右光電傳感器均與所述電源模塊電連接，所述左光電傳感器的信號(hào)輸出端連接所述主控板的8號(hào)數(shù)字口，所述右光電傳感器的信號(hào)輸出端連接所述主控板的9號(hào)數(shù)字口。進(jìn)一步地，所述電源模塊包括電池、開關(guān)及穩(wěn)壓芯片，所述電池通過(guò)所述開關(guān)及所述穩(wěn)壓芯片后分別與所述主控板、所述左光電傳感器及所述右光電傳感器電連接，所述電池通過(guò)所述開關(guān)后與所述驅(qū)動(dòng)板連接。進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓芯片為7805芯片。進(jìn)一步地，所述電池的輸出電壓為7.4V。進(jìn)一步地，所述主控板采用好好搭搭控制芯片。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明的教學(xué)機(jī)器人，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，每個(gè)教學(xué)機(jī)器人的成本不到100元人民幣，成本低廉，尤其適用于農(nóng)村學(xué)校等機(jī)器人教學(xué)的推廣；通過(guò)主控板0～3號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板輸出相應(yīng)的高低電平信號(hào)，即可使得教學(xué)機(jī)器人教學(xué)前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)彎等基本動(dòng)作，通過(guò)內(nèi)設(shè)于主控板內(nèi)的行走控制程序，還能將上述基本動(dòng)作結(jié)合起來(lái)，以使得教學(xué)機(jī)器人能夠根據(jù)指令走直線、走方框、走圓形等復(fù)雜路徑，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的全方位移動(dòng)，豐富了教學(xué)內(nèi)容；同時(shí)，本發(fā)明中的行走控制程序采用Scratch軟件編程獲得，由于Scratch軟件利用卡通界面和圖形化編程，把編程需要的基本技巧囊括其中，包括建模、控制、動(dòng)畫、事件、邏輯、運(yùn)算等等，非常容易掌握。通過(guò)這個(gè)工具平臺(tái)，孩子可以快速掌握編程技巧，充分發(fā)揮自己的想象力。因此Scratch軟件可適用于教育8～16歲的兒童及青少年快速的實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫、游戲的學(xué)習(xí)制作，通過(guò)Scratch軟件的學(xué)習(xí)可以讓孩子為以后學(xué)習(xí)高級(jí)語(yǔ)言編程打下良好的基礎(chǔ)，并且由于Scratch軟件是免費(fèi)的自由軟件，也利于降低機(jī)器人的教學(xué)成本。2、本發(fā)明的教學(xué)機(jī)器人，利用光電傳感器還可以使得機(jī)器人循跡，走迷宮，豐富了教學(xué)內(nèi)容。3、本發(fā)明的教學(xué)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了機(jī)器人教育領(lǐng)域內(nèi)的不足之處，能讓機(jī)器人愛好者以及大中小學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)去了解和學(xué)習(xí)機(jī)器人，并在實(shí)踐中提高創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，有利于素質(zhì)教育?！靖綀D說(shuō)明】圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的教學(xué)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示教學(xué)機(jī)器人的電源模塊及控制電路的連接示意圖。圖3至圖5為圖1所示教學(xué)機(jī)器人的使用狀態(tài)示意圖。附圖中，100-教學(xué)機(jī)器人、2-車架、3-左車輪、4-右車輪、5-左電機(jī)、6-右電機(jī)、7-控制電路、72-驅(qū)動(dòng)板、74-主控板、76-左光電傳感器、78-右光電傳感器、8-電源模塊、82-穩(wěn)壓芯片、200-黑線?！揪唧w實(shí)施方式】下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，當(dāng)組件被稱為“固定于”另一個(gè)組件，它可以直接在另一個(gè)組件上或者也可以存在居中的組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)組件，它可以是直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“設(shè)置于”另一個(gè)組件，它可以是直接設(shè)置在另一個(gè)組件上或者可能同時(shí)存在居中組件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。請(qǐng)同時(shí)參見圖1及圖2，本發(fā)明實(shí)施方式提供一種教學(xué)機(jī)器人100，包括車架2、左車輪3、右車輪4、左電機(jī)5、右電機(jī)6、控制電路7和電源模塊8。左車輪3及右車輪4分別轉(zhuǎn)動(dòng)地裝設(shè)于車架2的相對(duì)兩側(cè)。左電機(jī)5裝設(shè)于車架2上并與左車輪3連接。右電機(jī)6裝設(shè)于車架2上并與右車輪4連接?？刂齐娐?包括驅(qū)動(dòng)板72及主控板74，驅(qū)動(dòng)板72及主控板74均與電源模塊8連接。驅(qū)動(dòng)板72的兩個(gè)輸出端分別連接左電機(jī)5及右電機(jī)6。在本實(shí)施方式中，主控板74為好好搭搭(haohaodada)控制芯片。主控板74的0號(hào)數(shù)字口連接驅(qū)動(dòng)板72的INA信號(hào)輸入端；主控板74的1號(hào)數(shù)字口連接驅(qū)動(dòng)板72的INB信號(hào)輸入端；主控板74的2號(hào)數(shù)字口連接驅(qū)動(dòng)板72的INC信號(hào)輸入端；主控板74的3號(hào)數(shù)字口連接驅(qū)動(dòng)板72的IND信號(hào)輸入端；主控板74的16號(hào)數(shù)字口連接驅(qū)動(dòng)板72的ENA信號(hào)輸入端；主控板74的17號(hào)數(shù)字口連接驅(qū)動(dòng)板72的ENB信號(hào)輸入端。主控板74內(nèi)還存儲(chǔ)有由Scratch軟件編程而得的行走控制程序，以使得主控板74能夠通過(guò)0號(hào)數(shù)字口及1號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72輸出相應(yīng)的高低平信號(hào)，以控制左電機(jī)5的轉(zhuǎn)向，且主控板74能夠通過(guò)2號(hào)數(shù)字口及3號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72輸出相應(yīng)的高低平信號(hào)，以控制右電機(jī)6的轉(zhuǎn)向；以及使得主控板74能夠通過(guò)16號(hào)數(shù)字口和17號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72輸出相應(yīng)的輸出脈沖寬度調(diào)制值(PWM值)，以分別控制左電機(jī)5和右電機(jī)6的轉(zhuǎn)速。在本實(shí)施方式中，控制電路7還包括左光電傳感器76和右光電傳感器78。左光電傳感器76和右光電傳感器78均與電源模塊8電連接，其中，左光電傳感器76的信號(hào)輸出端連接主控板74的8號(hào)數(shù)字口，右光電傳感器78的信號(hào)輸出端連接主控板74的9號(hào)數(shù)字口。電源模塊8包括電池E、開關(guān)S及穩(wěn)壓芯片82。在本實(shí)施方式中，電池E的輸出電壓為7.4V。電池E通過(guò)開關(guān)S后與穩(wěn)壓芯片82連接，在本實(shí)施方式中，穩(wěn)壓芯片82為7805芯片，以將電池E的輸出電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的5V電壓后輸出。電池E通過(guò)開關(guān)S及穩(wěn)壓芯片82后分別與主控板74及兩個(gè)光電傳感器電連接，以為主控板74及兩個(gè)光電傳感器提供一穩(wěn)定的5V電壓。電池E通過(guò)開關(guān)S與驅(qū)動(dòng)板72連接。請(qǐng)一并參見表1，本發(fā)明的教學(xué)機(jī)器人100使用時(shí)，可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)及停止等5個(gè)基本動(dòng)作，具體控制過(guò)程如下：1、機(jī)器人前進(jìn)動(dòng)作：0號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INA信號(hào)輸入端輸出高電平信號(hào)，1號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INB信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)板72通過(guò)左電機(jī)5控制左車輪3正轉(zhuǎn)前進(jìn)；同時(shí)，2號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INC信號(hào)輸入端輸出高電平信號(hào)，3號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的IND信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)板72通過(guò)右電機(jī)6控制右車輪4正轉(zhuǎn)前進(jìn)。2、機(jī)器人后退動(dòng)作：0號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INA信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，1號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INB信號(hào)輸入端輸出高電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)板72通過(guò)左電機(jī)5控制左車輪3反轉(zhuǎn)后退；同時(shí)，2號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INC信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，3號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的IND信號(hào)輸入端輸出高電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)板72通過(guò)右電機(jī)6控制右車輪4反轉(zhuǎn)后退。3、機(jī)器人左轉(zhuǎn)動(dòng)作：0號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INA信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，1號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INB信號(hào)輸入端輸出高電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)板72通過(guò)左電機(jī)5控制左車輪3反轉(zhuǎn)后退；同時(shí)，2號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INC信號(hào)輸入端輸出高電平信號(hào)，3號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的IND信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)板72通過(guò)右電機(jī)6控制右車輪4正轉(zhuǎn)前進(jìn)。4、機(jī)器人右轉(zhuǎn)動(dòng)作：0號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INA信號(hào)輸入端輸出高電平信號(hào)，1號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INB信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)板72通過(guò)左電機(jī)5控制左車輪3正轉(zhuǎn)前進(jìn)；同時(shí)，2號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INC信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，3號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的IND信號(hào)輸入端輸出高電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)板72通過(guò)右電機(jī)6控制右車輪4反轉(zhuǎn)后退。5、機(jī)器人停止動(dòng)作：0號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INA信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，1號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INB信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，左電機(jī)5停止運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，2號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的INC信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，3號(hào)數(shù)字口向驅(qū)動(dòng)板72的IND信號(hào)輸入端輸出低電平信號(hào)，右電機(jī)6停止運(yùn)轉(zhuǎn)。表1INAINB左電機(jī)INCIND右電機(jī)教學(xué)機(jī)器人高電平低電平正轉(zhuǎn)前進(jìn)高電平低電平正轉(zhuǎn)前進(jìn)前進(jìn)低電平高電平反轉(zhuǎn)后退低電平高電平反轉(zhuǎn)后退后退低電平高電平反轉(zhuǎn)后退高電平低電平正轉(zhuǎn)前進(jìn)左轉(zhuǎn)高電平低電平正轉(zhuǎn)前進(jìn)低電平高電平反轉(zhuǎn)后退右轉(zhuǎn)低電平低電平不轉(zhuǎn)動(dòng)低電平低電平不轉(zhuǎn)動(dòng)停止通過(guò)Scratch軟件編程程序編寫行走控制程序，然后將該行走控制程序存儲(chǔ)于主控板74內(nèi)，使得主控板74的0～3號(hào)數(shù)字口輸出相應(yīng)的高低電平信號(hào)，即可使得教學(xué)機(jī)器人100做以上5個(gè)基本動(dòng)作。此外，教學(xué)機(jī)器人100還能通過(guò)編程將上述基本動(dòng)作結(jié)合起來(lái)，以使得教學(xué)機(jī)器人100走直線、走方框、走圓形等復(fù)雜路徑。左右電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)由16～17號(hào)數(shù)字口輸出的PWM值決定。在本實(shí)施方式中，PWM值為0～255，PWM值越大，相應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)越快。由于本發(fā)明的教學(xué)機(jī)器人100還設(shè)有左光電傳感器76和右光電傳感器78，通過(guò)該兩個(gè)光電傳感器能夠使教學(xué)機(jī)器人100循跡。請(qǐng)一并參見圖3至圖5，使用時(shí)，事先在地面上用黑線200畫出教學(xué)機(jī)器人100行走的預(yù)定路線。請(qǐng)參見圖3，當(dāng)主控板74檢測(cè)到左光電傳感器76和右光電傳感器78都輸出低電平時(shí)，說(shuō)明黑線200在兩個(gè)光電傳感器之間，此時(shí)，主控板74輸出前進(jìn)信號(hào)，以控制教學(xué)機(jī)器人100沿黑線200直走；請(qǐng)參見圖4，當(dāng)主控板74檢測(cè)到左光電傳感器76輸出低電平，右光電傳感器78輸出高電平時(shí)，說(shuō)明黑線200在右邊，此時(shí)，主控板74輸出右轉(zhuǎn)信號(hào)，以控制教學(xué)機(jī)器人100沿黑線200右轉(zhuǎn)；請(qǐng)參見圖5，當(dāng)主控板74檢測(cè)到左光電傳感器76輸出高電平，右光電傳感器78輸出低電平時(shí)，說(shuō)明黑線200在左邊，此時(shí)，主控板74輸出左轉(zhuǎn)信號(hào)，以控制教學(xué)機(jī)器人100沿黑線200左轉(zhuǎn)。本發(fā)明的教學(xué)機(jī)器人100具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了機(jī)器人教育領(lǐng)域內(nèi)的不足之處，能讓機(jī)器人愛好者以及大中小學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)去了解和學(xué)習(xí)機(jī)器人，并在實(shí)踐中提高創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，有利于素質(zhì)教育。上述說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3