CN109272782A - 一种教育机器人系统 - Google Patents

一种教育机器人系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109272782A
CN109272782A CN201811069662.9A CN201811069662A CN109272782A CN 109272782 A CN109272782 A CN 109272782A CN 201811069662 A CN201811069662 A CN 201811069662A CN 109272782 A CN109272782 A CN 109272782A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
human
computer interaction
cpu
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201811069662.9A
Other languages
English (en)
Inventor
朱庆
朱可欣
张鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Xiqing Ruibo Biological Technology Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Xiqing Ruibo Biological Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Xiqing Ruibo Biological Technology Co Ltd filed Critical Tianjin Xiqing Ruibo Biological Technology Co Ltd
Priority to CN201811069662.9A priority Critical patent/CN109272782A/zh
Publication of CN109272782A publication Critical patent/CN109272782A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/04—Electrically-operated educational appliances with audible presentation of the material to be studied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0005—Manipulators having means for high-level communication with users, e.g. speech generator, face recognition means
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明提供一种教育机器人系统，其特征在于，包括人机交互模块、CPU模块、电源管理模块、通信模块、传感器模块、车体运动模块、扩展应用模块和编程接口模块；其中：所述人机交互模块包括LCD、按键、LED指示灯、系统复位键以及人机交互模块与CPU模块连接的接口；所述CPU模块包括与所述人机交互模块连接的接口；所述人机交互模块与CPU模块相连，所述CPU模块与通信模块、传感器模块、车体运动模块、扩展应用模块和编程接口模块分别相连。

Description

一种教育机器人系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种教育机器人系统。
背景技术
随着科技的发展和教学理念的变化，机器人教育在青少年的教育当中起着越来越重要的作用；从幼儿园阶段开始启蒙，到小学阶段的兴趣培养，到初中阶段的能力提升，再到高中阶段的个性发展，最后到大学里的专业深造。机器人教育是校内教育的不可或缺的重要组成部分，校内教育是文化课的教与学，机器人教育则是校外教育的学与做。
机器人教育离不开机器人；一般来说，教育机器人是专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。常见的中小学生教育机器人有寻迹机器人、走迷宫机器人、灭火机器人、救援机器人、足球机器人、篮球机器人等。市面上的这些机器人大都具有特定的功能，而不能在此基础上对机器人进行二次开发，只适合传统教育，不能很好的开发学生动手、思维和创造的能力；而且大多数小、中、高和大学在校学生并没有进行嵌入式处理器方面知识的系统学习，不具备采用深度开发和使用C语言或汇编语言嵌入式编程的基础，因此对于机器人的功能拓展也很难实现，不能很好的满足人们的使用需求。
发明内容
本发明正是针对以上技术问题，提供一种教育机器人系统。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种教育机器人系统，其特征在于，包括人机交互模块、CPU模块、电源管理模块、通信模块、传感器模块、车体运动模块、扩展应用模块和编程接口模块；其中：
所述人机交互模块包括LCD、按键、LED指示灯、系统复位键以及人机交互模块与CPU模块连接的接口；
所述CPU模块包括与所述人机交互模块连接的接口；
所述人机交互模块与CPU模块相连，所述CPU模块与通信模块、传感器模块、车体运动模块、扩展应用模块和编程接口模块分别相连。
所述机器人系统还包括语音播放模块，语音播放模块包括音频解码芯片、TF卡座、音频放大器和扬声器；所述CPU模块通过指令控制音频解码芯片的工作状态；所述TF卡座连接至音频解码芯片，由音频解码芯片读取TF卡座中的音频文件，通过音频文件解码后将信号输送给音频放大器，声音信号通过放大后推动扬声器发出声音。
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口与所述人机交互模块连接，进行数据的数据的传输和电源的连接；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口提供电源给人机交互模块；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口发送数据驱动LCD和LED指示灯显示；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口读取按键和系统复位键RST的电平。
所述传感器模块包括用于检测车体运动速度的测速传感器、用于在需要测量温度的场合实现温度探测的温度传感器、用于检测地面灰度信息的灰度传感器、用于检测障碍的测障传感器以及用于实现图像信息采集的图像传感器，所述测速传感器、温度传感器、灰度传感器、测障传感器和图像传感器均分别与CPU模块相连。
所述通信模块包括WIFI通信模块、USB通信模块和蓝牙通信模块；所述WIFI通信模块一端双向连接所述CPU模块，另一端与所述图像传感器连接，以实现外置无线通信设备与机器人之实现数据、信息的通信；所述USB通信模块一端双向连接所述CPU模块，另一端双向连接人机交互模块，以实现机器人控制代码的烧录以及机器人与计算机之间的有线数据通信与控制；所述蓝牙通信模块与所述人机交互模块双向连接，以实现编程员与机器人之间的控制通信或者计算机与机器人之间遥控控制。
所述车体运动模块包括用于机器人车体运动控制的直流电机运动模块和用于实现机械手操作的运动模块。
所述扩展应用模块为用户提供可编程的操作接口，用于用户通过CPU模块获取外部设备数据或控制外部设备。
所述编程接口模块的输出端与CPU模块相连，输入端通过串口线连接至人机交互模块，用于将用户通过人机交互模块编程的程序下载到机器人的CPU模块并运行和验证程序正确性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的机器人系统用户可以任意操作人机交互模块，对机器人进行二次开发，自由扩展外部设备，便于用户的创新；且通过机器人教学课程的开展，可以使学生深入了解嵌入式处理器架构，做到学以致用；还可以实现远程资源共享，即除了点对点的蓝牙通信以外，专门设计了WIFI通信，借助Intel网或者机器人自身的组网能力，可以实现异地双向多通路通信；不但可以把异地教学资源通过机器人系统共享出来，还可以在常见移动终端如手机、平板电脑等实现教育资源共享，体现现代科技给教育带来的便利性。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种教育机器人系统，其特征在于，包括人机交互模块、CPU模块、电源管理模块、通信模块、传感器模块、车体运动模块、扩展应用模块和编程接口模块；其中：
所述人机交互模块包括LCD、按键、LED指示灯、系统复位键以及人机交互模块与CPU模块连接的接口；
所述CPU模块包括与所述人机交互模块连接的接口；
所述人机交互模块与CPU模块相连，所述CPU模块与通信模块、传感器模块、车体运动模块、扩展应用模块和编程接口模块分别相连；
所述机器人系统还包括语音播放模块，语音播放模块包括音频解码芯片、TF卡座、音频放大器和扬声器；所述CPU模块通过指令控制音频解码芯片的工作状态；所述TF卡座连接至音频解码芯片，由音频解码芯片读取TF卡座中的音频文件，通过音频文件解码后将信号输送给音频放大器，声音信号通过放大后推动扬声器发出声音。
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口与所述人机交互模块连接，进行数据的数据的传输和电源的连接；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口提供电源给人机交互模块；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口发送数据驱动LCD和LED指示灯显示；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口读取按键和系统复位键RST的电平。
所述传感器模块包括用于检测车体运动速度的测速传感器、用于在需要测量温度的场合实现温度探测的温度传感器、用于检测地面灰度信息的灰度传感器、用于检测障碍的测障传感器以及用于实现图像信息采集的图像传感器，所述测速传感器、温度传感器、灰度传感器、测障传感器和图像传感器均分别与CPU模块相连。
所述通信模块包括WIFI通信模块、USB通信模块和蓝牙通信模块；所述WIFI通信模块一端双向连接所述CPU模块，另一端与所述图像传感器连接，以实现外置无线通信设备与机器人之实现数据、信息的通信；所述USB通信模块一端双向连接所述CPU模块，另一端双向连接人机交互模块，以实现机器人控制代码的烧录以及机器人与计算机之间的有线数据通信与控制；所述蓝牙通信模块与所述人机交互模块双向连接，以实现编程员与机器人之间的控制通信或者计算机与机器人之间遥控控制。
所述车体运动模块包括用于机器人车体运动控制的直流电机运动模块和用于实现机械手操作的运动模块。
所述扩展应用模块为用户提供可编程的操作接口，用于用户通过CPU模块获取外部设备数据或控制外部设备。
所述编程接口模块的输出端与CPU模块相连，输入端通过串口线连接至人机交互模块，用于将用户通过人机交互模块编程的程序下载到机器人的CPU模块并运行和验证程序正确性。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种教育机器人系统，其特征在于，包括人机交互模块、CPU模块、电源管理模块、通信模块、传感器模块、车体运动模块、扩展应用模块和编程接口模块；其中：
所述人机交互模块包括LCD、按键、LED指示灯、系统复位键以及人机交互模块与CPU模块连接的接口；
所述CPU模块包括与所述人机交互模块连接的接口；
所述人机交互模块与CPU模块相连，所述CPU模块与通信模块、传感器模块、车体运动模块、扩展应用模块和编程接口模块分别相连。
2.根据权利要求1所述的教育机器人系统，其特征在于，所述机器人系统还包括语音播放模块，语音播放模块包括音频解码芯片、TF卡座、音频放大器和扬声器；所述CPU模块通过指令控制音频解码芯片的工作状态；所述TF卡座连接至音频解码芯片，由音频解码芯片读取TF卡座中的音频文件，通过音频文件解码后将信号输送给音频放大器，声音信号通过放大后推动扬声器发出声音。
3.根据权利要求1所述的教育机器人系统，其特征在于，所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口与所述人机交互模块连接，进行数据的数据的传输和电源的连接；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口提供电源给人机交互模块；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口发送数据驱动LCD和LED指示灯显示；
所述CPU模块通过与所述人机交互模块连接的接口读取按键和系统复位键RST的电平。
4.根据权利要求1所述的教育机器人系统，其特征在于，所述传感器模块包括用于检测车体运动速度的测速传感器、用于在需要测量温度的场合实现温度探测的温度传感器、用于检测地面灰度信息的灰度传感器、用于检测障碍的测障传感器以及用于实现图像信息采集的图像传感器，所述测速传感器、温度传感器、灰度传感器、测障传感器和图像传感器均分别与CPU模块相连。
5.根据权利要求4所述的教育机器人系统，其特征在于，所述通信模块包括WIFI通信模块、USB通信模块和蓝牙通信模块；所述WIFI通信模块一端双向连接所述CPU模块，另一端与所述图像传感器连接，以实现外置无线通信设备与机器人之实现数据、信息的通信；所述USB通信模块一端双向连接所述CPU模块，另一端双向连接人机交互模块，以实现机器人控制代码的烧录以及机器人与计算机之间的有线数据通信与控制；所述蓝牙通信模块与所述人机交互模块双向连接，以实现编程员与机器人之间的控制通信或者计算机与机器人之间遥控控制。
6.根据权利要求1所述的教育机器人系统，其特征在于，所述车体运动模块包括用于机器人车体运动控制的直流电机运动模块和用于实现机械手操作的运动模块。
7.根据权利要求1所述的教育机器人系统，其特征在于，所述扩展应用模块为用户提供可编程的操作接口，用于用户通过CPU模块获取外部设备数据或控制外部设备。
8.根据权利要求1所述的教育机器人系统，其特征在于，所述编程接口模块的输出端与CPU模块相连，输入端通过串口线连接至人机交互模块，用于将用户通过人机交互模块编程的程序下载到机器人的CPU模块并运行和验证程序正确性。
CN201811069662.9A 2018-09-13 2018-09-13 一种教育机器人系统 Withdrawn CN109272782A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811069662.9A CN109272782A (zh) 2018-09-13 2018-09-13 一种教育机器人系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811069662.9A CN109272782A (zh) 2018-09-13 2018-09-13 一种教育机器人系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109272782A true CN109272782A (zh) 2019-01-25

Family

ID=65189375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811069662.9A Withdrawn CN109272782A (zh) 2018-09-13 2018-09-13 一种教育机器人系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109272782A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109910006A (zh) * 2019-03-06 2019-06-21 深圳信息职业技术学院 一种可编程教育型机械臂
CN111203899A (zh) * 2020-03-13 2020-05-29 佛山科学技术学院 一种教育机器人及其控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101786274A (zh) * 2009-01-24 2010-07-28 泰怡凯电器(苏州)有限公司 一种用于机器人的语音系统及带有该语音系统的机器人
CN104385272A (zh) * 2014-09-23 2015-03-04 四川师范大学 一种多功能教育机器人系统
CN107322600A (zh) * 2017-07-25 2017-11-07 重庆奥沃斯机器人有限公司 一种可编程的教育机器人系统
CN207087877U (zh) * 2017-07-25 2018-03-13 重庆奥沃斯机器人有限公司 一种可编程的教育机器人系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101786274A (zh) * 2009-01-24 2010-07-28 泰怡凯电器(苏州)有限公司 一种用于机器人的语音系统及带有该语音系统的机器人
CN104385272A (zh) * 2014-09-23 2015-03-04 四川师范大学 一种多功能教育机器人系统
CN107322600A (zh) * 2017-07-25 2017-11-07 重庆奥沃斯机器人有限公司 一种可编程的教育机器人系统
CN207087877U (zh) * 2017-07-25 2018-03-13 重庆奥沃斯机器人有限公司 一种可编程的教育机器人系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109910006A (zh) * 2019-03-06 2019-06-21 深圳信息职业技术学院 一种可编程教育型机械臂
CN111203899A (zh) * 2020-03-13 2020-05-29 佛山科学技术学院 一种教育机器人及其控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101833877B (zh) 一种学前儿童的启迪教育方法
Meghdari et al. Applying robots as teaching assistant in EFL classes at Iranian middle-schools
CN103299334A (zh) 垂直整合的移动计算机系统
KR100940299B1 (ko) 결합 정보를 출력하는 교육용 완구
Pisarov Experience with mBot-wheeled mobile robot
CN109272782A (zh) 一种教育机器人系统
CN203149876U (zh) 儿童早教故事机
KR102428745B1 (ko) 코딩 토이를 이용한 학습 시스템
Kurkovsky Mobile computing and robotics in one course: Why not?
Nasi et al. Pomelo, a collaborative education technology interaction robot
Soysa et al. Interactive Pretend Play (iPPy) toys for children with ASD
Baqai et al. Optical Braille blocks for visually impaired elementary education
Kim et al. A Practical Approach to Arduino Programming for The Physical Computing Section of The Informatics Curriculum in Korean Middle School
Mariappan et al. A design methodology of programmable tangible blocks for early childhood educational robotic system
CN203480705U (zh) 可用姿势或动作控制的学习机装置
Lyon Encouraging innovation by engineering the learning curve
Akazawa et al. Trial of learning support system using kinect in after school care programs
Kusuma et al. A toolkit to learn algorithmic thinking using mBot robot
Karkazis et al. Application of educational robotics on an automated water management system
Chen et al. Developing ubiquitous learning system with robots for children's learning
Chou et al. Development of a game-based learning system using toy robots
Chinthaka et al. Cbeyond: Mathematical learning tool for primary level visual impaired students
Al-Khalifa et al. Basma: An interactive IoT-based plush toy for Arabic-speaking children
Zmily et al. An interactive educational environment for preschool children
KR102124100B1 (ko) 코딩 교육 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190125