CN109686172A - 一种利用机器人移动的编码教育装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用机器人的移动的编码教育装置，其包括：标示有移动路径的机器人移动用板构件；识别移动路径，从而沿着移动路径移动的编码机器人主体；所述移动路径包括：标示有所述编码机器人主体移动的主要移动路径的主移动路径；位于所述主移动路径的一侧，用于使所述编码机器人主体识别，从而执行预设定的动作的运行点单元；从而通过根据输入对象变化输出，使幼儿园或者小学低年级儿童能够容易地理解编码基础，并且利用编码宠物机器人主体的移动，吸引作为使用者的幼儿园或者小学低年级儿童的关注，从而提高幼儿园或者小学低年级儿童对编码学习的接近性与学习效果。

Description

一种利用机器人移动的编码教育装置

技术领域

本发明涉及编码教育装置，更详细地，涉及一种根据输入在编码机器人主体的输入对象，改变机器人主体的移动路径，从而使幼儿园或者小学低年级儿童能够容易地理解编码基础的、利用机器人的移动的编码教育装置。

背景技术

一般来说，编码是指计算机编程，即意味着以计算机能够理解的语言输入给定的命令，是指以C语言、Java、Python等计算机语言来编写程序。

编码教育能够培养逻辑、创造力和解决问题的能力，因此近年来其重要性大大增加。

并且，因为编码是将代表第4次工业革命时代的人工智能、物联网、智能机器人、大数据分析及利用等，通过基于ICT(信息和通讯技术)的软件来实现，其重要性正在进一步增加。

以幼儿园或小学学生为对象，为使他们能够理解基本编程原理，编码教育正在通过拼图或装配积木等游戏方式进行接近。

然而，拼图或装配积木等游戏方式无法将输入与程序根据输入的变化准确地表现，因而在编码原理的教育中具局限性。

此外，拼图或装配积木等游戏方式，难以使幼儿园或小学低年级容易和方便地接近，因此难以容易地理解编码的基础。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国专利授权号1683022“编码学习用教具”(2016年11月30日授权)

发明内容

[所要解决的问题]

本发明的目的在于，提供一种在编码机器人的移动中，根据输入值改变路径，从而使幼儿园或者小学低年级儿童能够容易地理解编码基础的、利用机器人的移动的编码教育装置。

[问题的解决方法]

为了达成所述目的，本发明提供一种利用机器人的移动的编码教育装置，其特征在于，其包括：标示有移动路径的机器人移动用板构件；识别移动路径，从而沿着移动路径移动的编码机器人主体。

其中，所述移动路径可以包括：标示有所述编码机器人主体移动的主要移动路径的主移动路径单元；及位于所述主移动路径单元的一侧，用于使所述编码机器人主主体识别，从而执行预设定的动作的运行点单元。

其中，所述主移动路径单元形成有预设定的颜色的线形状；所述运行点单元可以位于所述主移动路径单元的一侧，紧贴所述主移动路径单元的位置。

其中，所述运行点单元沿着所述主移动路径单元，以复数形式间隔设置，设置有彼此不同的颜色，并可以根据各颜色区分动作。

其中，所述编码机器人主体包括：可以识别所述主移动路径单元与所述运行点单元的识别单元；输出所述颜色或者声音的输出单元；沿着所述主移动路径单元行驶的机器人驱动单元；控制所述机器人驱动单元与所述输出单元的运转的运行控制单元；供给电源的供电单元；所述识别单元为感知所述主移动路径单元的颜色与所述运行点单元的颜色，从而区分识别各颜色的颜色识别单元。

其中，所述识别单元可以包括：识别所述主移动路径单元的颜色的第1识别单元；及位于所述第1识别单元的至少一侧，从而感知所述运行点单元的颜色的第2识别单元。

其中，在所述机器人移动用板构件中，可以标示有在各运行点单元附近标示与各运行点单元相应动作的动作标示单元。

其中，还可以包括可以标示与所述主移动路径单元对应的颜色的移动路径标示用记号笔；及可以标示与所述运行点单元对应的颜色的点标示用记号笔。

其中，在所述运行控制单元中，所述编码机器人主体的模式包括：对于所述运行点单元，使所述编码机器人主体执行预设定动作的动作执行模式；对于所述运行点单元，以预设定的方向改变编码机器人主体的路径的路径变更模式；所述编码机器人主体中设置有模式转换开关，用于在所述动作执行模式与所述路径变更模式中选择任意一种执行。

其中，所述主移动路径单元可以包括相互交叉的第1移动路径单元与第2移动路径单元，并且所述第1移动路径单元与所述第2移动路径单元在交叉点的一侧设置有运行点单元；在所述路径变更模式中，所述运行点单元在交叉点改变所述编码机器人主体的行驶方向，所述运行点单元根据所述编码机器人主体的行驶方向，区分有多种颜色，从而用于根据每种颜色将所述编码机器人主体的行驶方向改变为彼此不同的方向。

其中，所述运行点单元可以包括：在所述交叉点，用于与编码机器人主体的移动方向相同的方向前进移动的前进点单元；在所述交叉点，用于使所述编码机器人主体向右转弯90°行驶的右向点单元；在所述交叉点，用于使所述编码机器人主体向左转弯90°行驶的左向点单元；在所述交叉点，用于使所述编码机器人主转弯180°，向与编码机器人主体的移动方向相反的方向前进移动的U字型转向点单元；及在所述交叉点，用于使编码机器人主体停止的停车点单元。

其中，在所述机器人移动用板构件中，以复数形式设置有交叉路的网格形式的主移动路径单元中标示有编码机器人主体的出发点，以所述停车点单元标示所述编码机器人主体的终点；在所述出发点与所述终点之间的交叉点中的至少任意一个中，选择性地标示改变所述编码机器人主体的移动路径的所述前进点单元、所述右向点单元、所述左向点单元、所述U字型转向点单元中的至少任意一个，从而通过所述路径变更模式使所述编码机器人主体从出发点出发到达终点。

[发明的效果]

本发明具有通过根据输入对象变化输出来使幼儿园或小学低年级儿童能够容易理解编码基础的效果。

本发明具有利用编码机器人主体的移动路径变化，吸引作为使用者的幼儿园或者小学低年级儿童的关注，来提高对于编码学习的接近性与学习效果的效果。

此外，本发明可以使使用者自由设定编码机器人主体的移动路径，从而具有进一步提高学习效果的效果。

此外，本发明通过使之能够在动作执行模式与路径变更模式中选择任意一种执行，从而可以提高对于编码学习的接近性，学习效果，并且可以提高创造力与问题解决能力。

附图说明

图1示出了本发明的利用机器人的移动的编码教育装置的平面图；

图2示出了本发明的利用机器人的移动的编码教育装置中的编码机器人主体的仰视图；

图3示出了本发明的利用机器人的移动的编码教育装置中的编码机器人主体的一个实施例的框图；

图4示出了本发明的利用机器人的移动的编码教育装置的另一个实施例的放大的平面图。

附图标记如下：

机器人移动用板构件100、移动路径110、主移动路径单元111、运行点单元112、第1运行点单元112a、第2运行点单元112b、第3运行点单元112c、第4运行点单元112d、第5运行点单元112e、第6运行点单元112f、动作标示单元113、第1动作标示单元113a、第2动作标示单元113b、第3动作标示单元113c、第4动作标示单元113d、第5动作标示单元113e、第6动作标示单元113f、前进点单元114、右向点单元115、左向点单元116、U字型转向点单元117、停车点单元118、编码机器人主体200、识别单元210、第1识别单元211、第2识别单元212、输出单元220、运行控制单元230、供电单元240、“开/关”开关241、机器人驱动单元250、驱动轮251、模式转换开关260。

具体实施方式

更加详细地说明本发明。

根据附图详细说明本发明的优选实施例如下。在详细说明本发明之前，以下说明的本说明书及权利要求中使用的术语或词语不应以常规的或词典的含义进行限定解释。因此，在本说明书中记载的实施例与在附图中所示的组成仅仅是本发明的最优实施例，并不代表本发明的所有技术思想，因此应理解，在本申请时点，可以有替代这些的各种等同物和变体。

图1为示出了本发明的利用机器人的编码教育装置的平面图；图2为示出了本发明的利用机器人的移动的编码教育装置中的编码机器人主体的仰视图；图3为示出了本发明的利用机器人的移动的编码教育装置中的编码机器人主体的一个实施例的框图。

参照图1至图3，将利用机器人的移动的编码教育装置的一个实施例详细说明如下。

本发明的利用机器人的移动的编码教育装置包括标示有移动路径110的机器人移动用板构件100。

机器人移动用板构件100由纸质材料制造，例如，黄板纸等厚材质的纸板制造。

编码机器人主体200识别移动路径110，从而沿着移动路径110移动。

移动路径110包括：标示有编码机器人主体200移动的主要移动路径的主移动路径单元111；位于主移动路径单元111的一侧，并用于使编码机器人主体200识别，从而执行预设定的动作的运行点单元112。

主移动路径单元111以预设定的颜色形成为线形状，并且是具有编码用机器人主体可以识别的厚度的线形状，以便使编码机器人主体200可以沿着线形状的移动路径110移动。

例如，主移动路径单元111为路径的两端部彼此连接，从而形成为使编码机器人主体200可以循环移动的循环路径形状。

此外，运行点单元112以预设定的尺寸的四角形或圆形的点状形成在主移动路径单元111的一侧紧贴主移动路径单元111。

并且，运行点单元112可以形成有使编码机器人主体200能够识别的至少最小尺寸的多种形状。

例如，运行点单元112以复数形式沿着主移动路径单元111间隔地设置，分别设置有多种颜色，并可以根据各颜色区分动作。

编码机器人主体200包括：可以识别主移动路径单元111与运行点单元112的识别单元210；输出颜色或者声音的输出单元220；沿着主移动路径单元行驶的机器人驱动单元250；控制机器人驱动单元250与输出单元220的运转的运行控制单元230；供给电源的供电单元240。

例如，识别单元210是感知主移动路径单元111的颜色、运行点单元112的颜色，区分识别各颜色的颜色识别单元。

识别单元210可以包括：识别主移动路径单元111的颜色的第1识别单元211；位于第1识别单元211的至少一侧，感知运行点单元112的颜色的第2识别单元212。

例如，运行点单元112位于主移动路径单元111的右侧，第2识别单元212位于第1识别单元211的右侧，以便可以识别运行点单元112。

第2识别单元212分别设置在第1识别单元211的两侧，以便无论运行点单元112选择性地位于主移动路径单元111的左侧或者右侧中的任意一侧，均能够识别各运行点单元112。

机器人驱动单元250包括突出在编码机器人主体200部分的底面的驱动轮251与使驱动轮251旋转的电机，运行控制单元230控制机器人驱动单元250的运转，以便使编码机器人主体200部分能够沿着主移动路径单元111行驶，并根据运行点单元112的颜色，使之能够以输出单元220输出彼此不同的颜色与声音。

供电单元240具有用于开关编码机器人主体200的运转的“开/关”开关241。

例如，供电单元240在内部包括可以充电的充电电池，通过给充电电池充电向识别单元210、输出单元220运行控制单元230供电。

编码机器人主体200包括具有仓鼠形象、小狗形象、小猫形象等宠物形象的外壳，从而使作为教育对象(即，使用者)的幼儿或儿童产生兴趣，并使作为使用者的幼儿或者儿童专注于编码机器人主体200的移动与动作，以便能够容易地理解和接受编码机器人主体200的移动与动作。

输出单元220可以包括根据编码机器人主体200的运转发出彼此不同颜色的灯单元。此外，输出单元220还可以包括根据编码机器人主体200的运转输出彼此不同声音的扬声器单元。

运行控制单元230以灯单元输出与相应动作对应的颜色的光的同时，以扬声器单元输出与相应动作对应的声音，从而使作为教育对象的幼儿或者儿童能够更加准确地确认编码机器人主体200的动作变化。

识别颜色作为公知的技术，在此不再进行更详细的说明，运行控制单元230预存储有主移动路径单元111的颜色，从而使编码机器人主体200能够以第1识别单元211识别主移动路径单元111，同时，沿着主移动路径单元111移动，如果移动中以第2识别单元212识别运行点单元112，则编码机器人主体200停止，然后根据相应运行点单元112的颜色执行动作，即，以输出单元220输出与相应动作对应的颜色与声音，然后使编码机器人主体200再沿着主移动路径单元111移动。

此外，机器人移动用板构件100在各运行点单元112的附近，标有与各运行点单元112对应动作的动作标示单元113，从而使使用者能够容易地确认与各运行点单元112对应的动作。

例如，运行点单元112包括蓝色的第1运行点单元112a、黄色的第2运行点单元112b、天蓝色的第3运行点单元112c、紫色的第4运行点单元112d、红色的第5运行点单元112e与绿色的第6运行点单元112f；在第1运行点单元112a时，执行喝水动作，在第2运行点单元112b时，执行进食动作，在第3运行点单元112c时，执行洗澡动作，在第4运行点单元112d时，执行去洗手间动作，在第5运行点单元112e时，执行去游乐场动作，在第6运行点单元112f时，执行睡觉动作。

在识别第1运行点单元112a而启动喝水的动作中，输出单元220发出蓝色光，并且通过输出表现喝水动作的声音，从而使其能够表现喝水的动作。

此外，在识别第2运行点单元112b而启动进食动作中，输出单元220发出黄色光，并且通过输出表现进食动作的声音，从而使其能够表现进食的动作。

此外，在识别第3运行点单元112c而启动洗澡动作中，输出单元220发出天蓝色光，并且通过输出表现洗澡动作的声音，从而使其能够表现洗澡的动作。

此外，在识别第4运行点单元112d而启动去洗手间的动作中，输出单元220发出紫色光，并且通过输出表现去洗手间的动作的声音，从而使其能够表现去洗手间的动作。

此外，在识别第5运行点单元112e而启动去游乐场的动作中，输出单元220发出红色光，并且通过输出表现去游乐场的动作的声音，从而使其能够表现去游乐场的动作。

此外，在识别第6运行点单元112f而启动睡觉动作中，输出单元220发出绿色光，并且通过输出表现睡觉动作的声音，从而使其能够表现睡觉的动作。

动作标示单元113在主移动路径单元111的内侧，与相应运行点单元112相对的位置，以标示相应运行点单元112的运转的图片来说明对于相应运行点单元112的运转，并且使作为使用者的幼儿园或者小学低年级的儿童对于运行点单元112的运转可以简单而准确地理解。

例如，可以以主移动路径单元111为中心，在第1运行点单元112a的对面图示有水桶图片的第1动作标识单元113a；在第2运行点单元112b的对面图示有与相应食品对应的图片的第2动作标识单元113b；在第3运行点单元112c的对面图示有浴缸相关图片的第3动作标识单元113c；在第4运行点单元112d的对面图示有马桶相关图片的第4动作标识单元113d；在第5运行点单元112e的对面图示有滑梯、丛林之家等娱乐设施相关图片的第5动作标识单元113e；在第6运行点单元112f的对面图示有床相关图片的第6动作标识单元113f。

本发明的利用机器人的移动的编码教育装置还包括可以标示对应于主移动路径单元111的颜色的移动路径标示用记号笔、可以标示与运行点单元112对应颜色的点标示用记号笔，从而可以用移动路径标示用记号笔来改变主移动路径单元111的路径，并用点标示用记号笔来标示更新的运行点单元112。

此外，可以使作为使用者的幼儿园或者小学低年级儿童自由地标示主移动路径单元111与运行点单元112，从而提高创造力，本人可以自由地标示本人想要的输入值，从而可以提高对于编码学习的接近性与学习效果。

例如，移动路径标示用记号笔可以以黑色的墨水标示黑色线，点标示用记号笔包括具有多个彼此不同颜色的记号笔，以便区分编码机器人主体200的运转。

例如，点标示用记号笔包括用于标示使编码机器人主体执行喝水动作的第1运行点单元112a的蓝色记号笔、用于标示使编码机器人主体执行进食动作的第2运行点单元112b的黄色记号笔、用于标示使编码机器人主体执行洗澡动作的第3运行点单元112c的天蓝色记号笔、用于标示使编码机器人主体执行去洗手间动作的第4运行点单元112d的紫色记号笔、用于标示使编码机器人主体执行去游乐场动作的第5运行点单元112e的红色记号笔，用于标示使编码机器人主体执行睡觉动作的第6运行点单元112f的绿色记号笔。

移动路径标示用记号笔与点标示用记号笔可以具有预设定的厚度以上的笔单元，可以标示具有5mm以上的厚度的线或者点的笔单元，以便使其能够标示具有以第1识别单元211与第2识别单元212可以识别的厚度的线或者点。

在运行控制单元230中，编码机器人主体200的模式包括使编码机器人主体200对运行点单元112能够执行预设定的动作的动作执行模式、对运行点单元112以预设定的方向改变编码机器人主体200的路径的路径变更模式；在编码机器人主体中设置有模式转换开关单元260，从而可以在动作执行模式与路径变更模式中选择任意一个执行。

模式转换开关单元260设置在编码机器人主体200的底面，使用者通过按编码机器人主体200的背，从而使模式转换开关在编码机器人主体200与地面之间被压，从而可以在动作执行模式与路径变更模式中选择任意一个执行。

图4为示出了根据本发明利用机器人的移动的编码教育装置的另一个实施例的放大平面图，参照图4，主移动路径单元111可以包括相互交叉的第1移动路径单元与第2移动路径单元，并可以在第1移动路径单元与第2移动路径单元在交叉点的一侧设置有运行点单元112。

此外，例如，在路径变更模式中，运行点单元112在交叉点改变编码机器人主体200的行驶方向，运行点单元112根据编码机器人主体200的行驶方向区分有多种颜色，从而能够用于根据各种颜色向彼此不同的方向改变编码机器人主体200的行驶方向。

运行点单元112包括：在交叉点用于与编码机器人主体200的移动方向相同的方向前进移动的前进点单元114；在交叉点用于使编码机器人主体200向右转弯90°行驶的右向点单元115；在交叉点用于使编码机器人主体200向左转弯90°行驶的左向点单元116；在交叉点用于使编码机器人主体200转弯180°，从而向与编码机器人主体200的移动方向相反的方向前进移动的U字型转向点单元117；在交叉点用于使编码机器人主体200停止的停车点单元118。

例如，前进点单元114形成为绿色，右向点单元115形成为蓝色，左向点单元116形成为黄色，U字型转向点单元117形成为紫色，停车点单元118形成为红色。

即，编码机器人主体200部分在路径变更模式中，通过第1识别单元211沿着主移动路径单元111直线前进，在交叉路，通过第2识别单元212识别运行点单元112，从而根据相应运行点单元112改变行驶方向或者停止移动。

在机器人移动用板构件100中，以复数形式设置有交叉路的网格形式的主移动路径单元111中，标示有编码机器人主体200的出发点，并且以停车点单元118标示编码机器人主体200的终点；在出发点与终点之间的交叉点中的至少任意一个中，选择性地标示改变编码机器人主体200的移动路径的前进点单元114、右向点单元115、左向点单元116、U字型转向点单元117中至少任意一个，从而通过路径变更模式使编码机器人主体200在出发点出发到达终点。

此外，使作为使用者的幼儿或者儿童使用点标示用记号笔，通过将运行点单元112直接标示在交叉路，从而使他们能够确认并制作用于使编码机器人主体200从出发点到达终点的多种路径。

路径变更模式能够确认用于使编码机器人主体200从出发点到达终点的多种路径，并制作多种路径，从而可以提高创造力与问题解决能力。

本发明通过根据输入对象变化输出，从而使幼儿园或者小学低年级的儿童能够容易地理解编码基础。

本发明利用编码机器人主体200的移动路径变化，吸引幼儿园或小学低年级的儿童的关注，从而提高他们对于编码学习的接近性与学习效果。

此外，本发明允许使用者自由地设定编码机器人主体200的移动路径，从而进一步提高编码学习效果。

此外，本发明通过选择动作执行模式与路径变更模式中的任意一个执行，从而提高对于编码学习的接近性与学习效果，并提高创造力与问题解决的能力。

应该理解，本发明并不受上述实施例的限定，并且在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行各种变更，而这些均包含在本发明的保护范围中。

Claims (12)

1.一种利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，其包括：

标示有移动路径的机器人移动用板构件；

识别所述移动路径，从而沿着所述移动路径移动的编码机器人主体。

2.根据权利要求1所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

所述移动路径包括：标示有所述编码机器人主体移动的主要移动路径的主移动路径单元；及

位于所述主移动路径单元的一侧，用于使所述编码机器人主体识别，从而执行预设定的动作的运行点单元。

3.根据权利要求2所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

所述主移动路径单元形成有预设定的颜色的线形状；

所述运行点单元位于所述主移动路径单元的一侧，紧贴所述主移动路径单元的位置。

4.根据权利要求3所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

所述运行点单元沿着所述主移动路径单元，以复数形式间隔设置，设置有彼此不同的颜色，并能够根据各颜色区分动作。

5.根据权利要求4所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

所述编码机器人主体包括：能够识别所述主移动路径单元与所述运行点单元的识别单元；输出所述颜色或者声音的输出单元；沿着所述主移动路径单元行驶的机器人驱动单元；控制所述机器人驱动单元与所述输出单元的运转的运行控制单元；供给电源的供电单元；

所述识别单元为感知所述主移动路径单元的颜色与所述运行点单元的颜色，从而区分识别各颜色的颜色识别单元。

6.根据权利要求5所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，其包括：

所述识别单元包括：

识别所述主移动路径单元的颜色的第1识别单元；及

位于所述第1识别单元的至少一侧，从而感知所述运行点单元的颜色的第2识别单元。

7.根据权利要求3所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

在所述机器人移动用板构件中，标示有在各运行点单元附近标示与各运行点单元相应动作的动作标示单元。

8.根据权利要求2所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，其还包括：

能够标示与所述主移动路径单元对应的颜色的移动路径标示用记号笔；及

能够标示与所述运行点单元对应的颜色的点标示用记号笔。

9.根据权利要求5所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

在所述运行控制单元中，所述编码机器人主体的模式包括：对于所述运行点单元，使所述编码机器人主体执行预设定动作的动作执行模式；对于所述运行点单元，以预设定的方向改变编码机器人主体的路径的路径变更模式；

所述编码机器人主体中设置有模式转换开关，用于在所述动作执行模式与所述路径变更模式中选择任意一种执行。

10.根据权利要求9所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

所述主移动路径单元包括相互交叉的第1移动路径单元与第2移动路径单元，并且所述第1移动路径单元与所述第2移动路径单元在交叉点的一侧设置有运行点单元；

在所述路径变更模式中，所述运行点单元在交叉点改变所述编码机器人主体的行驶方向，所述运行点单元根据所述编码机器人主体的行驶方向，区分有多种颜色，从而用于根据每种颜色将所述编码机器人主体的行驶方向改变为彼此不同的方向。

11.根据权利要求10所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

所述运行点单元包括：

在所述交叉点，用于与编码机器人主体的移动方向相同的方向前进移动的前进点单元；

在所述交叉点，用于使所述编码机器人主体向右转弯90°行驶的右向点单元；

在所述交叉点，用于使所述编码机器人主体向左转弯90°行驶的左向点单元；

在所述交叉点，用于使所述编码机器人主转弯180°，向与编码机器人主体的移动方向相反的方向前进移动的U字型转向点单元；及

在所述交叉点，用于使编码机器人主体停止的停车点单元。

12.根据权利要求11所述的利用机器人移动的编码教育装置，其特征在于，

在所述机器人移动用板构件中，以复数形式设置有交叉路的网格形式的主移动路径单元中标示有编码机器人主体的出发点，以所述停车点单元标示所述编码机器人主体的终点；在所述出发点与所述终点之间的交叉点中的至少任意一个中，选择性地标示改变所述编码机器人主体的移动路径的所述前进点单元、所述右向点单元、所述左向点单元、所述U字型转向点单元中的至少任意一个，从而通过所述路径变更模式使所述编码机器人主体从出发点出发到达终点。