CN106781745A - 一种家庭用智能儿童教学机器人 - Google Patents
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Abstract
一种家庭用智能儿童教学机器人，包括本体、控制器分、输入板、输入笔、话筒、显示屏、语音播报装置、摄像装置、无线收发装置和指示灯组。所述控制器分别与其他组件电连接。本发明的机器人设有丰富的输入输出装置，输入笔和输入板可以丰富了儿童与机器人的活动，增加趣味，激发儿童的学习兴趣。摄像装置可以进行拍照或者录像，家长可以对录像进行分析，分析儿童的学习效果，制定后续的教学计划。本发明的机器人本体外表面镀有抗菌层，具有较好的抗菌抑菌效果，有利于儿童身体健康。如果儿童生病了，也可以正常使用教学机器人，不会因为机器人的表明不洁净而导致交叉感染，本发明的机器人深受家长和儿童喜欢，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及儿童教学机器人技术领域，具体地，涉及一种家庭用智能儿童教学机器人。
背景技术
儿童教学机器人功能多种多样，可用于语言，运算，文学等方面的教学。因为机器人与儿童互动比较频繁，互动也比较有趣小孩学习兴趣更高，更爱学习，深受广大儿童和家长的喜爱。现在的儿童教学机器人外壳多数是塑料的，而机器人不能水洗，时间长了就会滋生各种细菌病毒，教学过程儿童会经常触摸，儿童的免疫力比较低，使用这样的机器人会给儿童的身体健康造成不良影响。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种家庭用智能儿童教学机器人，以解决上述技术问题。
本发明通过以下技术方案得以实现：
本发明的实施例中提供了一种家庭用智能儿童教学机器人，包括本体(100)，所述本体(100)中部的两侧均设设有手臂(201)，其中一个所述手臂远离本体的一端设有输入板(205)，所述输入板(205)上开设有输入笔放置槽，所述输入笔放置槽的内部设有输入笔(206)，所述本体中部的表面设有开槽(202)，所述开槽的内部设设有话筒(203)，所述本体中部的表面还设有指示灯组(204)，所述本体的上端表面设有显示屏(101)，所述本体的上端两侧设有语音播报装置(103)，所述显示屏的上侧设有摄像装置(102)，所述本体(1)的后侧设有无线收发装置(104)，所述本体的内部设有控制器，所述控制器分别与输入板、输入笔、话筒、显示屏、语音播报装置、摄像装置、无线收发装置和指示灯组电连接。
相对于现有技术，本发明的有益效果：
1、本发明的机器人设有丰富的输入输出装置，输入笔和输入板可以丰富了儿童与机器人的活动，增加趣味，激发儿童的学习兴趣；摄像装置可以进行拍照或者录像，可以对教学活动进行录像，家长可以对录像进行分析，分析儿童的学习效果，制定后续的教学计划，促进儿童学习进步。
2、本发明的机器人本体外表面镀有抗菌层，具有较好的抗菌抑菌效果，有利于儿童身体健康。如果儿童生病了，也可以正常使用教学机器人，不会因为机器人的表明不洁净而导致交叉感染，可以解决上述的技术问题。
3、本发明的机器人由于表面有抗菌涂层，通过涂抹法测试其菌落的生长状况，其涂抹物培养24h后，检测到其菌落数稳定在95cfu/mL左右，本菌落数符合GBT5750-2006《生活饮用水卫生标准检验方法》的要求。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明的结构示意图。
其中：100-本体、101-显示屏、102-摄像装置、103-语音播报装置、201-手臂、202-开槽、203-话筒、204-指示灯组、205-输入板、206-输入笔。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明的实施例中提供了一种家庭用智能儿童教学机器人，包括本体(100)，所述本体(100)中部的两侧均设设有手臂(201)，其中一个所述手臂远离本体的一端设有输入板(205)，所述输入板(205)上开设有输入笔放置槽，所述输入笔放置槽的内部设有输入笔(206)，所述本体中部的表面设有开槽(202)，所述开槽的内部设设有话筒(203)，所述本体中部的表面还设有指示灯组(204)，所述本体的上端表面设有显示屏(101)，所述本体的上端两侧设有语音播报装置(103)，所述显示屏的上侧设有摄像装置(102)，所述本体(100)的后侧设有无线收发装置(104)。
所述本体的内部设有控制器，所述控制器分别与输入板、输入笔、话筒、显示屏、语音播报装置、摄像装置、无线收发装置和指示灯组电连接。使用时候，本发明的机器人具有自洁净功能。
所述显示屏为电容式触控屏幕；所述指示灯组为LED灯。
相对于现有技术，本发明的有益效果：本发明的机器人设有丰富的输入输出装置，输入笔和输入板可以丰富了儿童与机器人的活动，增加趣味，激发儿童的学习兴趣。摄像装置可以进行拍照或者录像，可以对教学活动进行录像，家长可以对录像进行分析，分析儿童的学习效果，制定后续的教学计划，促进儿童学习进步。本发明的机器人本体外表面镀有抗菌层，具有较好的抗菌抑菌效果，有利于儿童身体健康。如果儿童生病了，也可以正常使用教学机器人，不会因为机器人的表明不洁净而导致交叉感染。
进一步地，该家庭用智能儿童教学机器人，所述本体外表面镀有抗菌层，抗菌层为抗菌材料制成。
一种具有抗菌抗氧化的抗菌材料，该抗菌材料包括阿拉伯糖、壳聚寡糖、锌离子和胶岭石聚合而成。
优选地，所述阿拉伯糖为聚木糖类、聚葡萄甘露糖类或聚半乳糖葡萄甘露糖类；为了取得最佳的抗菌抗氧化性能，采用的阿拉伯糖为聚葡萄甘露糖类，其聚合度在10～15之间，分子量≤4000Da。
更优选地，所述阿拉伯糖为聚葡萄甘露糖类或聚半乳糖葡萄甘露糖类，所述壳聚寡糖聚合度在7～15之间，分子量≤4500Da；
优选地，所述的阿拉伯糖来源于小叶榕、高山榕或者垂叶榕。
阿拉伯糖是单糖的多聚体，来源不同的阿拉伯糖其分子量大小千差万别，而阿拉伯糖的分子量大小对聚合物的结合是否稳定，以及聚合物的产量都有重要影响，阿拉伯糖分子量的选择也是本发明的一个难点。均方回转半径是表征线性聚合物分子尺寸的常数，也是表示一个聚合物的尺寸参数，对于后续实验选择适合尺寸的半纤维有重要参考意义。优选地，本发明使用的阿拉伯糖的平均分子量和平均旋转半径由以下公式确定：
以上式中NA为阿佛加德罗常数，n为溶剂折光指数，λ为激光在真空中的波长(nm)，A是第二维利系数，为瑞利因子，K为光学常数，dn/dc为示差折光指数增量，q为散射矢量，c为高分子溶液浓度。通过测定不同浓度和角度时的并由此可以获得试样的重均分子量M，平均旋转半径R以及第二维利系数A等相关分子参数。
优选地，所述壳聚寡糖聚合度在2～20之间，分子量≤5000Da；
下面提供一个具体制备阿拉伯糖-壳聚糖-铁复合物的实际运用场景
S1.取2g壳聚寡糖溶于100mL的醋酸溶液(1.5％，v/v)，磁力搅拌条件下加入适量的FeSO4·7H2O粉末，用5g/L的乙酸钠调节pH为6.0，持续搅拌11h至平衡，加入150mL体积比为25:24:1的丙酮：乙醇：异戊醇混合液，得到团状沉淀；真空抽滤分离出沉淀物，先用75％酒精洗涤沉淀3次，后用无水乙醇洗涤沉淀3次，再次真空抽滤去除残留的洗涤机和未反应的离子，重复用无水乙醇洗涤3次，将沉淀真空过滤、真空干燥，得到壳聚糖-铁复合物；
S2.在100g胶岭石矿土中加入1000mL纯净水浸泡24h，筛分，在常温下，经过超微化处理后得到胶岭石乳液；
S3.将由步骤S1制备得到的壳聚糖-铁复合物溶于1.0％盐酸和0.5％硫酸混合溶液中，于常温下在磁力搅拌器上加入经由步骤S2制备而成的胶岭石乳液，加入0.5g HCl去乳化，放在真空干燥箱中，在压力范围30-50kPa下负压浸渍2h，然后使用真空抽滤，产物置于干燥箱中，150℃干燥5h，即得壳聚寡糖-铁-胶岭石复合物；
S4.取由步骤S3得到的壳聚寡糖-铁复合物溶于的醋酸溶液(1.5％，v/v)，45℃，磁力搅拌条件下加入阿拉伯糖，用10mol/L NaOH调节pH为8.5，然后110℃油浴反应3h，反应结束立刻放入冰水浴，冷却后加入体积比为25:24:1的丙酮：乙醇：异戊醇混合液，得到沉淀，先用75％酒精洗涤沉淀3次，后用无水乙醇洗涤沉淀3次，抽干，置于恒温鼓风干燥箱，37℃，利用紫外分光光度计测定经由步骤S2得到的抗菌抗氧化添加剂在290nm和420nm的吸光度，得到阿拉伯糖-壳聚寡糖-铁-胶岭石复合物，即抗菌抗氧化添加剂。
实验例涂抹法检测本发明机器人的表明微生物
通过检测使用时间不同的家庭用智能儿童教学机器人，在不同的时间的点，使用无菌试纸对机器人进行涂抹取样，检测其表面的菌群种类及数量，以期了解本发明的家庭用智能儿童教学机器人表明的菌落生长情况，比较机器人表面抗菌涂层的抗菌性能。
试验方法：对使用时间不同的机器人表面进行取样，在同样条件下37℃，培养24h，统计其平板的菌落数量，每个处理设置3个平行实验。
本检测试验参照标准为中华人民共和国国家标准《一次性使用卫生用品卫生标准》GB15979－1995、《HACCP原理与实施》、中华人民共和国国家标准《公共场所空气微生物检验方法细菌总数测定》GB/T 18204.1－2000、中华人民共和国进出口商品检验行业标准SN 0169-92/SN 0172-92/SN 0170-92、出入境检验检疫局2004年《出入食品微生物检验培训教材》中《出入食品生产厂卫生细菌检验方法》、日本东京冷冻食品检验方法。检测结果如表1所示；
表1不同使用时间的机器人表面涂抹物的菌落生长情况
| 1d(cfu/mL) | 3d(cfu/mL) | 7d(cfu/mL) | 10d(cfu/mL) | |
| 一组 | 89 | 154 | 201 | 221 |
| 二组 | 95 | 175 | 197 | 224 |
| 三组 | 93 | 181 | 214 | 218 |
从表1实验结果可以看出，本发明的机器人由于表面有抗菌涂层，通过涂抹法测试其菌落的生长状况，其涂抹物培养24h后，检测到其菌落数稳定在95cfu/mL左右，本菌落数符合GBT5750-2006《生活饮用水卫生标准检验方法》的要求，表明本发明的机器人表面涂层具有较好的抗菌性能，长时间使用后的机器人，表面的涂抹物培养的菌落数也没有明显增长，基本稳定在220cfu/mL左右，其洁净程度水平较高。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种家庭用智能儿童教学机器人，包括本体(100)，其特征在于，所述本体(100)中部的两侧均设设有手臂(201)，其中一个所述手臂远离本体的一端设有输入板(205)，所述输入板(205)上开设有输入笔放置槽，所述输入笔放置槽的内部设有输入笔(206)，所述本体中部的表面设有开槽(202)，所述开槽的内部设设有话筒(203)，所述本体中部的表面还设有指示灯组(204)，所述本体的上端表面设有显示屏(101)，所述本体的上端两侧设有语音播报装置(103)，所述显示屏的上侧设有摄像装置(102)，所述本体(100)的后侧设有无线收发装置(104)。
2.根据权利要求1所述的家庭用智能儿童教学机器人，其特征在于，所述本体的内部设有控制器，所述控制器分别与输入板、输入笔、话筒、显示屏、语音播报装置、摄像装置、无线收发装置和指示灯组电连接。
3.根据权利要求2所述的家庭用智能儿童教学机器人，其特征在于，所述显示屏为电容式触控屏幕；所述指示灯组为LED灯。
4.根据权利要求3所述的家庭用智能儿童教学机器人，其特征在于，所述本体外表面镀有抗菌层，抗菌层为抗菌材料制成。
5.根据权利要求4所述的家庭用智能儿童教学机器人，其特征在于，所述抗菌材料包括阿拉伯糖、壳聚寡糖、锌离子和胶岭石聚合而成；所述阿拉伯糖为聚木糖类、聚葡萄甘露糖类或聚半乳糖葡萄甘露糖类；其聚合度在10～15之间，分子量≤4000Da，所述的阿拉伯糖来源于小叶榕、高山榕或者垂叶榕；所述壳聚寡糖聚合度在7～15之间，分子量≤4500Da。
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