本發(fā)明涉及教育機器人，具體是一種人工智能教育機器人。

背景技術：

1、在教育領域，人工智能教育機器人逐漸成為一種重要的輔助工具。現有的人工智能教育機器人通常包括移動組件、顯示屏、攝像頭、避障系統(tǒng)。這些機器人在實際應用中存在一些缺點，影響了用戶體驗和教育效果。

2、1、現有的人工智能教育機器人中的顯示屏在不使用時通常暴露在外，容易附著灰塵，影響顯示效果和使用壽命。此外，顯示屏的角度固定，無法根據用戶的需求進行調節(jié)，導致觀看體驗不佳。

3、2、現有的人工智能教育機器人的避障系統(tǒng)不夠完善，在移動時，通常依賴預先構建的地圖和固定的障礙物信息進行避障。然而，在實際教育場景中，特別是在多個機器人同時使用的情況下，機器人之間容易發(fā)生碰撞，影響正常運行。

4、于是，提出了一種能保護顯示屏，調節(jié)顯示屏角度，基于最優(yōu)交互避撞算法，將碰撞避免問題轉換為速度空間的運動規(guī)劃問題，安全有效地解決了多機之間的碰撞風險問題的人工智能教育機器人。

技術實現思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是現有的顯示屏在不使用時通常暴露在外，長時間下去容易附著灰塵，難以清理，同時顯示屏不能調節(jié)角度，兩個機器人同時使用，容易存在碰撞風險。

2、本發(fā)明所采用的技術方案為：一種人工智能教育機器人，包括移動組件，所述移動組件頂部設置有機體，其特征在于：所述機體一側固定鑲嵌設置有攝像頭，所述機體內設置有收納槽，且收納槽內活動設置有顯示屏，所述顯示屏下方設置有角度調節(jié)組件，所述角度調節(jié)組件底部與收納槽底部之間設置有升降組件，所述機體內設置有避撞系統(tǒng)，且避撞系統(tǒng)避免機器人a和機器人b相互碰撞，避撞系統(tǒng)連接攝像頭和移動組件。

3、作為本發(fā)明進一步的方案：所述顯示屏頂部固定設置有防塵板。

4、作為本發(fā)明進一步的方案：所述角度調節(jié)組件包括滑動設置在收納槽內的承接夾，所述承接夾上固定設置有雙軸電機，所述雙軸電機的兩個輸出軸均固定設置有轉桿，且兩根轉桿分別轉動設置在承接夾的兩側，所述轉桿上固定設置有連接塊，兩個連接塊與顯示屏固定連接。

5、作為本發(fā)明進一步的方案：所述升降組件包括固定設置在收納槽內底部的電機，所述電機的輸出軸一端固定連接有絲杠，且絲杠的一端與收納槽轉動連接，所述絲杠上套設有滑塊，所述滑塊頂部固定設置有連接夾一，承接夾底部固定設置有連接夾二，連接夾一與連接夾二之間轉動設置有推桿。

6、作為本發(fā)明進一步的方案：所述滑塊與收納槽滑動連接。

7、作為本發(fā)明進一步的方案：所述避撞系統(tǒng)包括速度集合設定碰撞時間為tc∈[0,θ]，速度障礙空間在速度空間內，使相對速度vab偏離出區(qū)域；同時從最小原則出發(fā)，尋找最小偏移量設定a、b在避撞時承擔相同的責任，即η＝0.5；orca區(qū)域是垂直于μ且經過點va+0.5μ的半平面區(qū)域；機器人a相對于機器人b的orca區(qū)域表示為：同時，機器人b相對于機器人a的orca區(qū)域表示為：考慮速度限制，機器人a的允許速度集合定義為orca空間與運動限制速度空間的交集部分：解決碰撞態(tài)勢的新速度對機器人b也同樣計算新的碰撞避免速度，如果機器人a和機器人b同時選擇新的碰撞避免速度來進行下一步運動，則能夠保證碰撞的情況不會發(fā)生。

8、作為本發(fā)明進一步的方案：所述d表示以b的位置為圓心，以a與b的安全距離之和為半徑的圓，參數n為voa|b在vab+μ點處的外法向量，va為當前速度。

9、本發(fā)明的有益效果：

10、本發(fā)明通過升降組件和收納槽的配合設置，在不使用顯示屏時，能將顯示屏收納進收納槽內，從而能避免顯示屏在不使用時附著灰塵，而影響下一次使用的顯示效果和壽命，通過角度調節(jié)組件的設置，能調節(jié)顯示屏的角度。

11、本發(fā)明避撞系統(tǒng)的設置，基于最優(yōu)交互避撞算法，將碰撞避免問題轉換為速度空間的運動規(guī)劃問題，安全有效地解決了多機之間的碰撞風險問題，使機器人在移動期間能夠自主保持安全間距。

技術特征：

1.一種人工智能教育機器人，包括移動組件(1)，所述移動組件(1)頂部設置有機體(2)，其特征在于：所述機體(2)一側固定鑲嵌設置有攝像頭(202)，所述機體(2)內設置有收納槽(201)，且收納槽(201)內活動設置有顯示屏(3)，所述顯示屏(3)下方設置有角度調節(jié)組件(4)，所述角度調節(jié)組件(4)底部與收納槽(201)底部之間設置有升降組件(5)，所述機體(2)內設置有避撞系統(tǒng)，且避撞系統(tǒng)避免機器人a和機器人b相互碰撞，避撞系統(tǒng)連接攝像頭(202)和移動組件(1)。

2.根據權利要求1所述的一種人工智能教育機器人，其特征在于：所述顯示屏(3)頂部固定設置有防塵板(301)。

3.根據權利要求1所述的一種人工智能教育機器人，其特征在于：所述角度調節(jié)組件(4)包括滑動設置在收納槽(201)內的承接夾(401)，所述承接夾(401)上固定設置有雙軸電機(402)，所述雙軸電機(402)的兩個輸出軸均固定設置有轉桿(403)，且兩根轉桿(403)分別轉動設置在承接夾(401)的兩側，所述轉桿(403)上固定設置有連接塊(404)，兩個連接塊(404)與顯示屏(3)固定連接。

4.根據權利要求3所述的一種人工智能教育機器人，其特征在于：所述升降組件(5)包括固定設置在收納槽(201)內底部的電機(501)，所述電機(501)的輸出軸一端固定連接有絲杠(502)，且絲杠(502)的一端與收納槽(201)轉動連接，所述絲杠(502)上套設有滑塊(503)，所述滑塊(503)頂部固定設置有連接夾一，承接夾(401)底部固定設置有連接夾二，連接夾一與連接夾二之間轉動設置有推桿(504)。

5.根據權利要求4所述的一種人工智能教育機器人，其特征在于：所述滑塊(503)與收納槽(201)滑動連接。

6.根據權利要求1所述的一種人工智能教育機器人，其特征在于：所述避撞系統(tǒng)包括速度集合設定碰撞時間為tc∈[0,θ]，速度障礙空間在速度空間內，使相對速度vab偏離出區(qū)域；同時從最小原則出發(fā)，尋找最小偏移量設定a、b在避撞時承擔相同的責任，即η＝0.5；orca區(qū)域是垂直于μ且經過點va+0.5μ的半平面區(qū)域；機器人a相對于機器人b的orca區(qū)域表示為：同時，機器人b相對于機器人a的orca區(qū)域表示為：考慮速度限制，機器人a的允許速度集合定義為orca空間與運動限制速度空間的交集部分：解決碰撞態(tài)勢的新速度對機器人b也同樣計算新的碰撞避免速度，如果機器人a和機器人b同時選擇新的碰撞避免速度來進行下一步運動，則能夠保證碰撞的情況不會發(fā)生。

7.根據權利要求6所述的一種人工智能教育機器人，其特征在于：所述d表示以b的位置為圓心，以a與b的安全距離之和為半徑的圓，參數n為voa|b在vab+μ點處的外法向量，va為當前速度。

技術總結
本發(fā)明涉及教育機器人技術領域，具體是一種人工智能教育機器人。包括移動組件，所述移動組件頂部設置有機體，其特征在于：所述機體一側固定鑲嵌設置有攝像頭，所述機體內設置有收納槽，且收納槽內活動設置有顯示屏，所述顯示屏下方設置有角度調節(jié)組件，所述角度調節(jié)組件底部與收納槽底部之間設置有升降組件，所述機體內設置有避撞系統(tǒng)，且避撞系統(tǒng)避免機器人A和機器人B相互碰撞，避撞系統(tǒng)連接攝像頭和移動組件。本發(fā)明提供一種能保護顯示屏，調節(jié)顯示屏角度，基于最優(yōu)交互避撞算法，將碰撞避免問題轉換為速度空間的運動規(guī)劃問題，安全有效地解決了多機之間的碰撞風險問題的人工智能教育機器人。

技術研發(fā)人員：高祖彥,譚再峰
受保護的技術使用者：恩施職業(yè)技術學院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19