本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種積木式編程的教育機(jī)器人。

背景技術(shù)：

在青少年的機(jī)器人教育領(lǐng)域，一般使用文本式編程或圖形化編程，但對(duì)于初學(xué)編程的青少年而言，使用文本編程或者圖形編程都略顯艱難，且整個(gè)編寫程序的過(guò)程容易產(chǎn)生代碼的錯(cuò)誤，打擊青少年的編程信心。為此出現(xiàn)的積木式編程用一種類似搭積木的方式，提高了青少年編程的興趣，降低了機(jī)器人教育的難度。但目前存在的積木式編程方式仍存在著不足：

專利公開(kāi)號(hào)為CN 105396295 A的發(fā)明專利公開(kāi)了《一種面向兒童的空間編程機(jī)器人玩具》，該發(fā)明通過(guò)在地面上進(jìn)行積木塊的排列，形成一條長(zhǎng)軌道，使用積木塊所貼有的NFC標(biāo)簽、條形碼或二維碼對(duì)指令進(jìn)行識(shí)別，最終完成積木式的編程。但該方案仍存在不足：使用NFC標(biāo)簽、條形碼或二維碼進(jìn)行識(shí)別的方式需要對(duì)應(yīng)特殊的傳感器，成本較高，而且標(biāo)簽進(jìn)行自制也比較困難。

專利公開(kāi)號(hào)為CN 105363223 A的發(fā)明專利公開(kāi)了《基于NFC的智能可編程積木玩具》，該發(fā)明使用NFC天線陣列對(duì)積木塊的NFC標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，該方式更是提高了硬件的成本，整個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，此外該方案所容納的積木塊也非常有限。

上述的發(fā)明都存在一個(gè)共同的不足就是只能通過(guò)電子設(shè)備內(nèi)部的程序進(jìn)行語(yǔ)法檢查，而積木塊本身沒(méi)有進(jìn)行語(yǔ)法檢查的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種積木式編程的教育機(jī)器人。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種積木式編程的教育機(jī)器人，包括積木塊和機(jī)器人車體，所述積木塊的嵌合位置設(shè)置有拼接部件，根據(jù)拼接部件能夠?qū)⒍鄠€(gè)積木塊拼接成積木長(zhǎng)條，所述積木長(zhǎng)條從機(jī)器人車體的指令識(shí)別碼讀取裝置中穿過(guò)，并且所述積木塊的表面貼有指令識(shí)別碼；所述機(jī)器人車體包括指令識(shí)別碼讀取裝置、外接電子模塊接口、液晶顯示模塊、電機(jī)模塊、單片機(jī)控制板和電源模塊，其中，所述指令識(shí)別碼讀取裝置用于讀取積木塊表面的指令識(shí)別碼；外接電子模塊接口用于連接外部的傳感器、執(zhí)行器電子模塊；液晶顯示模塊用于顯示機(jī)器人內(nèi)部預(yù)設(shè)的提示；電機(jī)模塊作為機(jī)器人的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)或者對(duì)積木條的拉動(dòng)；單片機(jī)控制板作為機(jī)器人的主控板，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)傳感器電子模塊信息的讀取以及執(zhí)行電子模塊的控制，上述的指令識(shí)別碼讀取裝置、外接電子模塊接口、液晶顯示模塊、電機(jī)模塊均連接到單片機(jī)控制板上，由單片機(jī)控制板進(jìn)行控制；電源模塊用于給機(jī)器人車體供電。

優(yōu)選的，所述積木塊根據(jù)功能的不同分為以下模塊：程序開(kāi)始模塊、程序結(jié)束模塊、條件模塊、數(shù)字模塊、傳感器模塊以及執(zhí)行模塊。

優(yōu)選的，所述指令識(shí)別碼的指令標(biāo)簽包括：定位標(biāo)志、指令描述文字、模塊類型標(biāo)志、模塊識(shí)別碼以及指令描述圖案。

優(yōu)選的，所述指令識(shí)別碼讀取裝置包括一個(gè)紅外傳感器構(gòu)成的定位模塊，用于確定所輸入積木塊的位置；四個(gè)紅外傳感器構(gòu)成的模塊識(shí)別碼讀取模塊，用于讀取所輸入積木塊上的模塊識(shí)別碼；一個(gè)RGB顏色傳感器所構(gòu)成的模塊類型讀取模塊，用于讀取所輸入積木塊上的模塊類型標(biāo)志，確定積木塊所屬的功能模塊，通過(guò)讀取指令標(biāo)簽上的模塊類型標(biāo)志以及模塊識(shí)別碼，能夠唯一確定該積木塊所表示的程序指令。

優(yōu)選的，所述積木長(zhǎng)條能夠由手拉動(dòng)或者機(jī)器人車體內(nèi)部的電機(jī)模塊控制傳動(dòng)裝置拉動(dòng)而穿過(guò)指令識(shí)別碼讀取裝置。

優(yōu)選的，所述積木長(zhǎng)條能夠由普通卡紙或者其他類型的載體替換來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人車體對(duì)指令識(shí)別碼的讀取。

優(yōu)選的，所述模塊類型標(biāo)志由彩色塊構(gòu)成，所述模塊識(shí)別碼由黑白色塊構(gòu)成，或者由通孔與非通孔構(gòu)成。

優(yōu)選的，所述積木塊的拼接部件根據(jù)積木塊模塊的不同具有不同的設(shè)定形狀。

優(yōu)選的，所述外接電子模塊接口連接的外部傳感器、執(zhí)行器電子模塊包括聲音傳感器、光線傳感器以及蜂鳴器。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本實(shí)用新型使用積木塊的編程方式，使得青少年兒童可以在不使用電腦或者手機(jī)的條件下進(jìn)行編程，提高了青少年編程的興趣，降低了機(jī)器人教育的難度。

2、本實(shí)用新型的積木塊之間使用特殊的拼合方式進(jìn)行基本的語(yǔ)法檢查，進(jìn)一步的使用機(jī)器人內(nèi)部程序進(jìn)行語(yǔ)法檢查，有利于機(jī)器人編程的初學(xué)者建立語(yǔ)法檢查的意識(shí)。

3、本實(shí)用新型使用簡(jiǎn)單的紅外傳感器以及顏色傳感器進(jìn)行程序指令的讀取，相對(duì)于使用二維碼、條形碼、NFC等識(shí)別碼的成本更低，識(shí)別碼更加直觀。

4、本實(shí)用新型所使用的識(shí)別碼非常簡(jiǎn)單，因而即使使用普通的紙張也可以容易自制，使用時(shí)只需要將自制的識(shí)別碼貼到作為載體的積木塊上即可，降低了積木塊丟失所帶來(lái)的影響。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例采用的積木塊的截面圖。

圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例采用的積木塊的拼接模型。

圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例所公開(kāi)的指令標(biāo)簽樣例。

圖4為本實(shí)用新型的機(jī)器人讀取積木長(zhǎng)條的模型。

圖5為本實(shí)用新型的指令識(shí)別碼讀取裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本實(shí)用新型所采用的各種類型的指令標(biāo)簽樣例，其中圖6(a)為程序開(kāi)始模塊的指令標(biāo)簽樣例，圖6(b)為程序結(jié)束模塊的指令標(biāo)簽樣例，圖6(c)為條件模塊的指令標(biāo)簽樣例，圖6(d)為數(shù)字模塊的指令標(biāo)簽樣例，圖6(e)為執(zhí)行模塊的指令標(biāo)簽樣例，圖6(f)為傳感器模塊的指令標(biāo)簽樣例。

附圖標(biāo)注說(shuō)明：1-程序開(kāi)始模塊、2-條件模塊、3-傳感器模塊、4-執(zhí)行模塊、5-程序結(jié)束模塊、6-定位標(biāo)志、7-指令描述文字、8-模塊類型標(biāo)志、9-模塊識(shí)別碼、10-指令描述圖案、11-識(shí)別碼讀取裝置、12-機(jī)器人車體外殼、13-外接電子模塊接口、14-液晶顯示模塊、15-積木長(zhǎng)條、111-四個(gè)紅外傳感器所構(gòu)成的模塊識(shí)別碼讀取模塊、112-一個(gè)紅外傳感器所構(gòu)成的定位模塊、113-一個(gè)RGB顏色傳感器所構(gòu)成的模塊類型讀取模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例：

本實(shí)施例提供了一種積木式編程的教育機(jī)器人，包括積木塊和機(jī)器人車體，其中積木塊的截面圖如圖1所示，根據(jù)積木塊形狀的不同設(shè)定有不同的功能模塊，包括：程序開(kāi)始模塊1、條件模塊2、傳感器模塊3、執(zhí)行模塊4、以及程序結(jié)束模塊5，所述積木塊的嵌合位置設(shè)置有拼接部件，根據(jù)拼接部件能夠?qū)⒍鄠€(gè)積木塊拼接成積木長(zhǎng)條，所述積木長(zhǎng)條從機(jī)器人車體的指令識(shí)別碼讀取裝置中穿過(guò)，如圖2所示，并且所述積木塊的表面貼有指令識(shí)別碼，所述機(jī)器人車體包括指令識(shí)別碼讀取裝置、外接電子模塊接口、液晶顯示模塊、電機(jī)模塊、單片機(jī)控制板和電源模塊，其中，所述指令識(shí)別碼讀取裝置用于讀取積木塊表面的指令識(shí)別碼；外接電子模塊接口用于連接外部的傳感器、執(zhí)行器電子模塊，如聲音傳感器、光線傳感器、蜂鳴器；液晶顯示模塊用于顯示機(jī)器人內(nèi)部預(yù)設(shè)的提示，如顯示機(jī)器人當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)；電機(jī)模塊作為機(jī)器人的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)或者對(duì)積木條的拉動(dòng)；單片機(jī)控制板作為機(jī)器人的主控板，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)傳感器模塊信息的讀取以及執(zhí)行器的控制，上述的指令識(shí)別碼讀取裝置、外接電子模塊接口、液晶顯示模塊、電機(jī)模塊均連接到單片機(jī)控制板上，由單片機(jī)控制板進(jìn)行控制；電源模塊用于給機(jī)器人供電。

其中，所述積木塊根據(jù)功能的不同分為以下模塊：程序開(kāi)始模塊、程序結(jié)束模塊、條件模塊、數(shù)字模塊、傳感器模塊以及執(zhí)行模塊。

其中，所述指令識(shí)別碼的指令標(biāo)簽包括：定位標(biāo)志、指令描述文字、模塊類型標(biāo)志、模塊識(shí)別碼以及指令描述圖案。本實(shí)施例的指令標(biāo)簽樣例如圖3所示，包括定位標(biāo)志6、指令描述文字7、模塊類型標(biāo)志8、模塊識(shí)別碼9以及指令描述圖案10。本實(shí)用新型所采用的各種類型的指令標(biāo)簽樣例如圖6(a)-圖6(f)所示。

其中，所述指令識(shí)別碼讀取裝置包括：一個(gè)紅外傳感器構(gòu)成的定位模塊112，用于確定所輸入積木塊的位置；四個(gè)紅外傳感器構(gòu)成的模塊識(shí)別碼讀取模塊111，用于讀取所輸入積木塊上的模塊識(shí)別碼；一個(gè)RGB顏色傳感器所構(gòu)成的模塊類型讀取模塊113，用于讀取所輸入積木塊上的模塊類型標(biāo)志，確定積木塊所屬的功能模塊，通過(guò)讀取指令標(biāo)簽上的模塊類型標(biāo)志以及模塊識(shí)別碼，能夠唯一確定該積木塊所表示的程序指令。本實(shí)施例的指令識(shí)別碼讀取裝置的結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

其中，所述積木長(zhǎng)條能夠由手拉動(dòng)或者機(jī)器人車體內(nèi)部的電機(jī)模塊控制傳動(dòng)裝置拉動(dòng)而穿過(guò)指令識(shí)別碼讀取裝置。

其中，所述積木長(zhǎng)條能夠由普通卡紙或者其他類型的載體替換來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人車體對(duì)指令識(shí)別碼的讀取。

其中，所述模塊類型標(biāo)志由彩色塊構(gòu)成，所述模塊識(shí)別碼由黑白色塊構(gòu)成，或者由通孔與非通孔構(gòu)成。

其中，所述積木塊的拼接部件根據(jù)積木塊模塊的不同具有不同的設(shè)定形狀。

其中，所述外接電子模塊接口連接的外部傳感器、執(zhí)行器電子模塊包括聲音傳感器、光線傳感器以及蜂鳴器。

在本實(shí)施例中，只需要將積木塊按照一定的規(guī)范拼接成如圖2所示的積木長(zhǎng)條，然后按照如圖4所展示的機(jī)器人讀取積木長(zhǎng)條的模型，包括：識(shí)別碼讀取裝置11、機(jī)器人車體外殼12、外接電子模塊接口13、以及液晶顯示模塊14，它們共同構(gòu)成了機(jī)器人車體，再在機(jī)器人車體上設(shè)置積木長(zhǎng)條15，通過(guò)手拉動(dòng)或者機(jī)器人車體內(nèi)部的電機(jī)模塊控制傳動(dòng)裝置拉動(dòng)積木長(zhǎng)條穿過(guò)機(jī)器人上方的指令識(shí)別碼讀取裝置，使得積木長(zhǎng)條完全從指令識(shí)別碼讀取裝置中穿過(guò)即可完全的將所編寫的程序讀入機(jī)器人內(nèi)部，然后按下機(jī)器人上的按鍵進(jìn)行程序的運(yùn)行即可。

以上所述，僅為本實(shí)用新型專利較佳的實(shí)施例，但本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型專利所公開(kāi)的范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍。