技術領域

本發(fā)明屬于互聯(lián)網(wǎng)技術領域，尤其涉及一種可充電教育機器人。

背景技術：

隨著信息時代的高速發(fā)展，現(xiàn)在中國的人口狀況已經形成了人口倒金字塔結構，老齡化的現(xiàn)象越來越嚴重，勞動出現(xiàn)短缺，教育方面的專業(yè)人才也出現(xiàn)短缺；隨著科技和經濟的發(fā)展，新的科學技術日新月異，科學與教育結合的新的應用也成為我們的所需。有需求就有市場，隨之醞釀而生的將是廣大的服務機器人市場，例如家庭護理機器人、可充電教育機器人、安控機器人、清潔機器人都將是最為需要的，并且現(xiàn)有的充電裝置這種連接裝置結構復雜，不易加工和裝配，經濟費用較高，需要定位精度高，若控制精度不足，甚至電池無法充電。

因此，需要一種新的機器人來克服上述技術中的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可充電教育機器人，能夠在幼兒園、小學和家庭使科普教育更加普及，不受電量的干擾。

一種可充電教育機器人，所述可充電教育機器人包括：萬向底盤、腳部及身體、充電裝置和頭部；所述萬向底盤，底部設置有四輪，所述四輪由兩個電機驅動輪和兩個萬向輪組成，使機器人前后左右運動；腳部，通過鋁合金管材與所述機器人的底盤及身體和頭部連接為一體；身體和頭部，設置有觸摸屏顯示器和打印模塊，用以顯示機器人的表情、觸摸游戲及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互，所述可充電教育機器人的系統(tǒng)包括控制器、USB設備、數(shù)字輸出接口、MOS管大功率電機和模擬采集接口，該控制器包括一32位微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、USB接口、6路數(shù)字信號輸出通道、MOS管大功率電機輸出接口和24路模擬信號采集通道，程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、6路數(shù)字信號輸出通道、MOS管大功率電機輸出接口和24路模擬信號采集通道通過總線與32位微處理器連接，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器通過USB接口與外部的USB設備連接，6路數(shù)字信號輸出通道與數(shù)字輸出接口連接，MOS管大功率電機輸出接口與MOS管大功率電機連接，24路模擬信號采集通道與模擬采集接口連接，所述充電裝置包括用于承載移動式機器人的承載部和用以為移動式機器人充電的充電部，該充電部還包括設置于承載部上的支撐部、轉動地固定于支撐部上的旋轉件和用于驅動旋轉件轉動的驅動器，該旋轉件上設有導電片，該旋轉件在該驅動器的驅動下旋轉，使得該導電片與位于承載部上的機器人的電性觸點電性接觸，該旋轉件在該移動式機器人充電完畢后，在該驅動器的驅動下旋轉，使得該導電片與移動式機器人分離。

優(yōu)選地，所述身體和頭部集成為一體，且在身體和頭部的兩側分別設置有手臂及與手臂連接的手掌，所述身體和頭部設置有麥克風、微型攝影儀、微型攝像頭和紅外傳感器，所述微型攝像頭和紅外傳感器設置在所述微型攝影儀的兩側，所述身體和頭部的內部還設置有主控制板、手機藍牙模塊、wifi模塊、皮帶轉動裝置、驅動皮帶轉動的電機減速器組及為微型攝像頭、微型投影儀、觸摸屏顯示器、打印模塊、傳感器和電機供電的驅動電池。

優(yōu)選地，所述可充電教育機器人還包括擴展接口、液晶顯示屏和外圍設備，擴展接口和液晶顯示屏通過總線與32位微處理器連接，擴展接口還與外圍設備連接。

本發(fā)明的技術方案具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的一種可充電教育機器人，當移動式機器人電量不足時，機器人移動到與充電部接觸的位置后，驅動器驅動旋轉件旋轉，當旋轉到其上的導電片與機器人的電性觸點接觸時進行充電，而不需要機器人自動調整角度，從而避免了機器人調整的角度不適當，使得無法充電或充電效果不足的情況，能夠實現(xiàn)機器人的行走、舞蹈和講解的配套動作，由于頭部和身體集成于一體結構上的觸摸顯示屏，可顯示機器人的臉部表情及機器人的喜怒哀樂；設置有多個人體感應傳感器，從而能夠實現(xiàn)人機互動和壁障作用，控制器采用一個高性能32位微處理器(ARM7內核)，運算速度快，程序容量大，接口齊全，并且穩(wěn)定可靠，是進行比賽應用程序、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制、程序課程教學和高級應用開發(fā)的優(yōu)秀硬件平臺，此硬件平臺支持使用VJC流程圖和JC(一種簡化的標準C語言)進行程序開發(fā)。

具體實施方式

為了清楚了解本發(fā)明的技術方案，將在下面的描述中提出其詳細的結構。顯然，本發(fā)明實施例的具體施行并不足限于本領域的技術人員所熟習的特殊細節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳細描述如下，除詳細描述的這些實施例外，還可以具有其他實施方式。

下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

本發(fā)明提供的服務機器人的結構包括：萬向底盤、腳部及身體、充電裝置和頭部；所述萬向底盤，底部設置有四輪，所述四輪由兩個電機驅動輪和兩個萬向輪組成，使機器人前后左右運動；腳部，通過鋁合金管材與所述機器人的底盤及身體和頭部連接為一體；身體和頭部，設置有觸摸屏顯示器和打印模塊，用以顯示機器人的表情、觸摸游戲及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互，上述身體和頭部集成為一體，且在身體和頭部的兩側分別設置有手臂及與手臂連接的手掌，上述身體和頭部設置有麥克風、微型攝影儀、微型攝像頭和紅外傳感器，所述微型攝像頭和紅外傳感器設置在所述微型攝影儀的兩側。

麥克風實現(xiàn)機器人的語音互動，機器人可以唱歌、跳舞和對話，上述身體和頭部的內部還設置有主控制板、手機藍牙模塊、wifi模塊、皮帶轉動裝置、驅動皮帶轉動的電機減速器組及為微型攝像頭、微型投影儀、觸摸屏顯示器、打印模塊、傳感器和電機供電的驅動電池，所述傳感器包括紅外傳感器和人體傳感器。上述手臂與設置在身體和頭部內部的皮帶轉動裝置連接，實現(xiàn)上下?lián)]手的動作。觸摸屏顯示器的觸摸屏14可顯示機器人的表情展現(xiàn)、互動觸摸游戲和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交互。無線wifi模塊實現(xiàn)機器人的遠程操作和監(jiān)控，上述萬向底盤為圓形，并且在萬向底盤上設置有主電機、LED多色炫光燈、人體傳感器17和充電模塊21，所述主電機包括左主電機15和右主電機16，當左主電機和右主電機同向轉動時，帶動機器人前進或者后退；當左主電機和右主電機反向運動時，帶動機器人左右移動和轉圈移動。LED多色炫光燈和人體傳感器在微處理的控制下，隨著周邊人數(shù)的數(shù)量，相應出現(xiàn)不同的眩光方式，人數(shù)多時，色彩更多，閃爍頻率越高。所述充電模塊在電池電量低時，可自動報警提示。上述主控制板與主電機相互鏈接，給主電機發(fā)送移動信號。所述身體和頭部的兩側還分別設置有揚聲器18；身體和頭部的后部設置有急停開關20，急停開關實現(xiàn)機器人意外的故障和保護，確保機器人的運行應急安全。萬向底盤的周圍還分布了多個壁障傳感器，實現(xiàn)360度環(huán)境壁障探測。本實施例在身體和頭部上方還設置有帽子，該帽子裝置有多種配備，滿足多種角色要求。

所述充電裝置包括用于承載移動式機器人的承載部和用以為移動式機器人充電的充電部，該充電部還包括設置于承載部上的支撐部、轉動地固定于支撐部上的旋轉件和用于驅動旋轉件轉動的驅動器，該旋轉件上設有導電片，該旋轉件在該驅動器的驅動下旋轉，使得該導電片與位于承載部上的機器人的電性觸點電性接觸，該旋轉件在該移動式機器人充電完畢后，在該驅動器的驅動下旋轉，使得該導電片與移動式機器人分離所述可充電教育機器人的系統(tǒng)包括控制器、USB設備、數(shù)字輸出接口、MOS管大功率電機和模擬采集接口，該控制器包括一32位微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、USB接口、6路數(shù)字信號輸出通道、MOS管大功率電機輸出接口和24路模擬信號采集通道，程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、6路數(shù)字信號輸出通道、MOS管大功率電機輸出接口和24路模擬信號采集通道通過總線與32位微處理器連接，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器通過USB接口與外部的USB設備連接，6路數(shù)字信號輸出通道與數(shù)字輸出接口連接，MOS管大功率電機輸出接口與MOS管大功率電機連接，24路模擬信號采集通道與模擬采集接口連接，該32位微處理器為ARM7內核，該ARM7內核采用精簡指令集計算機架構，該程序存儲器為256K字節(jié)的閃存存儲器，該數(shù)據(jù)存儲器為32K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，該24路模擬信號采集通道包括8個高速數(shù)據(jù)采集通道和16個標準數(shù)據(jù)采集通道，該可充電教育機器人還包括擴展接口、液晶顯示屏和外圍設備，擴展接口和液晶顯示屏通過總線與32位微處理器連接，擴展接口還與外圍設備連接，該擴展接口包括I2C總線或串行外圍設備接口。

本發(fā)明的控制器采用一個高性能32位微處理器(ARM7內核)，運算速度快，程序容量大，接口齊全，并且穩(wěn)定可靠，是進行比賽應用程序、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制、程序課程教學和高級應用開發(fā)的優(yōu)秀硬件平臺，此硬件平臺支持使用VJC流程圖和JC(一種簡化的標準C語言)進行程序開發(fā)。另外，控制器集成了USB程序下載接口和功率電機輸出接口等使得其更容易使用。

本發(fā)明提供的一種可充電教育機器人，當移動式機器人電量不足時，機器人移動到與充電部接觸的位置后，驅動器驅動旋轉件旋轉，當旋轉到其上的導電片與機器人的電性觸點接觸時進行充電，而不需要機器人自動調整角度，從而避免了機器人調整的角度不適當，使得無法充電或充電效果不足的情況，能夠實現(xiàn)機器人的行走、舞蹈和講解的配套動作，由于頭部和身體集成于一體結構上的觸摸顯示屏，可顯示機器人的臉部表情及機器人的喜怒哀樂；設置有多個人體感應傳感器，從而能夠實現(xiàn)人機互動和壁障作用，控制器采用一個高性能32位微處理器(ARM7內核)，運算速度快，程序容量大，接口齊全，并且穩(wěn)定可靠，是進行比賽應用程序、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制、程序課程教學和高級應用開發(fā)的優(yōu)秀硬件平臺，此硬件平臺支持使用VJC流程圖和JC(一種簡化的標準C語言)進行程序開發(fā)

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的權利要求保護范圍之內。