CN112192584A - 一种多功能学习陪伴机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能学习陪伴机器人系统，包括机器人本体以及与机器人本体相配合的智能手表设备、智能手机软件和充电位，所述机器人本体包括机器人壳体、触摸显示屏、摄像头、移动滚轮、充电接口以及软件系统，所述软件系统包括Wifi联网模块、蓝牙模块、语音播报模块、滚轮移动模块、摄像头转动模块、AI芯片控制模块、数据存储模块、电源充电模块、通信模块、定时模块、识别模块、位置捕捉模块、闹铃模块，本发明中，通过智能手机软件、智能手表设备和机器人本体的配合，可以添加或修改学习、生活计划，机器人能够根据设定的时间和任务，进行移动提醒并监督用户执行生活和学习的任务，同时起到陪伴、监督、提醒和记录的效果。

Description

一种多功能学习陪伴机器人系统

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种多功能学习陪伴机器人系统。

背景技术

随着人工智能技术的发展，机器人技术是一种是以自动化技术和计算机技术为主体、有机融合各种现代信息技术的系统集成和应用。人工智能技术的突破，从根本上为提升机器人技术研究提供了必要的支持，为机器人的应用范围拓宽了道路，己广泛涵盖国防、航空航天、工业生产，教育服务等领域，科技革新是机器人技术研究的时代和当今社会发展。随着国民生活水平提高及文化素质的提升，人类己广泛的进入科技时代，小型机器人己进入千家万户伴随着人们生活，培养国人文化及素养从小孩抓起，早教机器人发挥着广大的领域，加强小孩的记忆，培养小孩的兴趣，逐步代替老师的备课、讲课、授课、训练等。

目前受疫情的影响，居家学习、办公似乎成了一种常态。居家方式减少了外出感染疫情的危险，舒适度也有相应的提高。但是在工作效率上、学习效率上大大降低了，特别是未成年学生自控能力和时间观念更弱，在学校还有老师的约束，在家时大人不能一直陪伴在旁边，无法起到完整的约束作用，所以我们提出了一种多功能学习陪伴机器人系统，用以解决上述所提出的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种多功能学习陪伴机器人系统。

本发明提出的一种多功能学习陪伴机器人系统，包括机器人本体以及与机器人本体相配合的智能手表设备、智能手机软件和充电位，所述机器人本体包括机器人壳体、触摸显示屏、摄像头、移动滚轮、充电接口以及软件系统，所述软件系统包括Wifi联网模块、蓝牙模块、语音播报模块、滚轮移动模块、摄像头转动模块、AI芯片控制模块、数据存储模块、电源充电模块、通信模块、定时模块、识别模块、位置捕捉模块、闹铃模块，所述智能手表设备包括监测系统、定位系统以及记录系统。

进一步的，所述监测系统包括睡眠状态监测、心跳监测和压力监测。

进一步的，所述位置捕捉模块包括用户位置、房间物品位置和充电位置，且位置捕捉模块与滚轮移动模块相配合。

进一步的，部署工作包括以下步骤：

a.首先对机器人进行初始化设置，然后连接Wifi网络，并确认是否拥有智能手表设备，有则进行佩戴，并通过蓝牙进行配对；

b.启动摄像头对用户的体型特征进行识别并记录数据，对房间的物品进行识别并记录数据，同时对房间的物品位置进行定位设定；

c.数据录入完成后，通过智能手机软件配合机器人进行计划制定，然后等待计划执行，完成整个部署。

进一步的，制定计划工作包括以下步骤：

a.通过智能手机软件或机器人触摸显示屏或语音操作设定学习生活计划；

b.通过摄像头对计划执行场景进行录制或拍摄，并对计划实施相关的物品进行定位设定；

c.设定计划执行时间，并设置计划监督状态，而计划监督状态与手机端同步显示连接，最后等待计划执行。

进一步的，执行计划工作包括以下步骤：

a.当到达执行时间时，通过智能手表设备的定位可以对用户的位置进行捕捉并通过移动滚轮移动至用户旁，然后提醒用户开始执行制定的任务；

b.提醒完成后，通过对执行任务相关物品的位置进行捕捉并通过移动滚轮移动至物品旁，然后等待用户就位，等待时间设定为5min；

c.在设定的等待时间内未监测到用户就位，则依次重复步骤a和b，然后再次等待，在设定的等待时间内监测到用户就位，则开始对用户进行监督，当用户中途离开，而从离开时起5min后未监测到用户就位，则依次重复步骤a、b和c；

d.在对用户监督的过程中，通过智能手表设备对用户的身体状态进行监测。

进一步的，身体状态监测包括以下步骤：

a.对用户的心跳和压力进行检测，当属于正常值时，则继续监督，当出现异常时，则提醒用户结束任务，并将异常信号和监测数据同步发送到手机端以此反馈给家长；

b.对用户的睡眠状态进行监测，当处于苏醒时，则继续监督，当处于睡眠时，启动闹铃30秒，在30秒内监测到用户苏醒，则继续监督，如果继续处于睡眠状态，则将异常信号和监测结果同步发送到手机端以此反馈给家长。

进一步的，自动充电工作包括以下步骤：

a.在机器人计划执行完成后或在执行过程中达到设定的等待时间，则开始检查剩余电量，看是否达到阀值，否则等待计划执行，是则通过对充电位置的捕捉并通过移动滚轮移动至充电位旁并进行自动充电；

b.在机器人充电的过程中，如果充满则等待计划执行，如果在未充满的情况下到达执行时间，则离开充电位并执行计划。

本发明中，通过智能手机软件、智能手表设备和机器人本体的配合，可以添加或修改学习、生活计划，当计划启动后，机器人能够根据设定的时间和任务，进行自主移动提醒并监督用户执行生活和学习的任务，同时起到陪伴、监督、提醒和记录的效果，便于家长了解小孩在家的生活和学习的情况，同时通过智能手表设备的监测，还能反应出小孩的身体状况，以便保证身体的健康，通过充电位便于机器人自动充电，保证日常的正常工作，并且通过机器人主动执行计划和任务，大大提高了机器人的人工智能化。

附图说明

图1为本发明的整体架构连接示意图；

图2为本发明的机器人结构示意图；

图3为本发明的机器人软件系统结构示意图；

图4为本发明的智能手表设备系统结构示意图；

图5为本发明的位置捕捉模块设定示意图；

图6为本发明的部署工作流程图；

图7为本发明的制定计划工作流程图；

图8为本发明的自动充电工作流程图；

图9为本发明的执行计划工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

如图1-9所示，一种多功能学习陪伴机器人系统，包括机器人本体以及与机器人本体相配合的智能手表设备、智能手机软件和充电位，机器人本体包括机器人壳体、触摸显示屏、摄像头、移动滚轮、充电接口以及软件系统，软件系统包括Wifi联网模块、蓝牙模块、语音播报模块、滚轮移动模块、摄像头转动模块、AI芯片控制模块、数据存储模块、电源充电模块、通信模块、定时模块、识别模块、位置捕捉模块、闹铃模块，智能手表设备包括监测系统、定位系统以及记录系统。

实施例二

在实施例一的基础上进一步改进的：

如图4所示，监测系统包括睡眠状态监测、心跳监测和压力监测。

如图5所示，位置捕捉模块包括用户位置、房间物品位置和充电位置，且位置捕捉模块与滚轮移动模块相配合。

如图6所示，部署工作包括以下步骤：

a.首先对机器人进行初始化设置，然后连接Wifi网络，并确认是否拥有智能手表设备，有则进行佩戴，并通过蓝牙进行配对；

b.启动摄像头对用户的体型特征进行识别并记录数据，对房间的物品进行识别并记录数据，同时对房间的物品位置进行定位设定；

c.数据录入完成后，通过智能手机软件配合机器人进行计划制定，然后等待计划执行，完成整个部署。

如图7所示，制定计划工作包括以下步骤：

a.通过智能手机软件或机器人触摸显示屏或语音操作设定学习生活计划；

b.通过摄像头对计划执行场景进行录制或拍摄，并对计划实施相关的物品进行定位设定；

c.设定计划执行时间，并设置计划监督状态，而计划监督状态与手机端同步显示连接，最后等待计划执行。

如图9所示，执行计划工作包括以下步骤：

a.当到达执行时间时，通过智能手表设备的定位可以对用户的位置进行捕捉并通过移动滚轮移动至用户旁，然后提醒用户开始执行制定的任务；

b.提醒完成后，通过对执行任务相关物品的位置进行捕捉并通过移动滚轮移动至物品旁，然后等待用户就位，等待时间设定为5min；

c.在设定的等待时间内未监测到用户就位，则依次重复步骤a和b，然后再次等待，在设定的等待时间内监测到用户就位，则开始对用户进行监督，当用户中途离开，而从离开时起5min后未监测到用户就位，则依次重复步骤a、b和c；

d.在对用户监督的过程中，通过智能手表设备对用户的身体状态进行监测。

如图9所示，身体状态监测包括以下步骤：

a.对用户的心跳和压力进行检测，当属于正常值时，则继续监督，当出现异常时，则提醒用户结束任务，并将异常信号和监测数据同步发送到手机端以此反馈给家长；

b.对用户的睡眠状态进行监测，当处于苏醒时，则继续监督，当处于睡眠时，启动闹铃30秒，在30秒内监测到用户苏醒，则继续监督，如果继续处于睡眠状态，则将异常信号和监测结果同步发送到手机端以此反馈给家长。

如图8所示，自动充电工作包括以下步骤：

a.在机器人计划执行完成后或在执行过程中达到设定的等待时间，则开始检查剩余电量，看是否达到阀值，否则等待计划执行，是则通过对充电位置的捕捉并通过移动滚轮移动至充电位旁并进行自动充电；

b.在机器人充电的过程中，如果充满则等待计划执行，如果在未充满的情况下到达执行时间，则离开充电位并执行计划。

完整场景描述：

制定计划：7点起床，8点吃饭，9～10点练钢琴，10～11点楼下跳绳，12点吃饭，13点睡午觉。

执行计划：7点钟机器人开始执行任务，首先通过对智能手表设备的定位进行捕捉移动至床前，并对用户进行起床语音提醒，同时通过智能手表设备记录用户起床的时间和状态，8点钟提醒用户吃饭，8点55提前移动至用户跟前提醒准备练钢琴，然后通过对钢琴的定位捕捉并移动到钢琴前，等待用户就位，5min后，也就是在9点整监测到用户还没就位(通过用户的智能手表设备定位，以及拍摄分析钢琴前的照片分析出有没有人)，就再次移动至用户跟前进行提醒，同时记录执行任务的开始时间和结束时间，并对考勤进行记录，10点提醒用户下楼跳绳，此时可以通过同步智能手表设备上的运动状态，以此反应并记录用户的运动状态，在家运动可以进行实时拍照或摄像，12点提醒用户吃午饭，13点提醒用户睡午觉，并通过智能手表设备监测睡眠状态并记录睡眠时间。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多功能学习陪伴机器人系统，其特征在于，包括机器人本体以及与机器人本体相配合的智能手表设备、智能手机软件和充电位，所述机器人本体包括机器人壳体、触摸显示屏、摄像头、移动滚轮、充电接口以及软件系统；

所述软件系统包括Wifi联网模块、蓝牙模块、语音播报模块、滚轮移动模块、摄像头转动模块、AI芯片控制模块、数据存储模块、电源充电模块、通信模块、定时模块、识别模块、位置捕捉模块、闹铃模块；

所述智能手表设备包括监测系统、定位系统以及记录系统。

2.根据权利要求1所述的一种多功能学习陪伴机器人系统，其特征在于，所述监测系统包括睡眠状态监测、心跳监测和压力监测。

3.根据权利要求1所述的一种多功能学习陪伴机器人系统，其特征在于，所述位置捕捉模块包括用户位置、房间物品位置和充电位置，且位置捕捉模块与滚轮移动模块相配合。

4.根据权利要求1所述的一种多功能学习陪伴机器人系统，其特征在于，部署工作包括以下步骤：

a.首先对机器人进行初始化设置，然后连接Wifi网络，并确认是否拥有智能手表设备，有则进行佩戴，并通过蓝牙进行配对；

b.启动摄像头对用户的体型特征进行识别并记录数据，对房间的物品进行识别并记录数据，同时对房间的物品位置进行定位设定；

c.数据录入完成后，通过智能手机软件配合机器人进行计划制定，然后等待计划执行，完成整个部署。

5.根据权利要求1所述的一种多功能学习陪伴机器人系统，其特征在于，制定计划工作包括以下步骤：

a.通过智能手机软件或机器人触摸显示屏或语音操作设定学习生活计划；

b.通过摄像头对计划执行场景进行录制或拍摄，并对计划实施相关的物品进行定位设定；

c.设定计划执行时间，并设置计划监督状态，而计划监督状态与手机端同步显示连接，最后等待计划执行。

6.根据权利要求1所述的一种多功能学习陪伴机器人系统，其特征在于，执行计划工作包括以下步骤：

a.当到达执行时间时，通过智能手表设备的定位可以对用户的位置进行捕捉并通过移动滚轮移动至用户旁，然后提醒用户开始执行制定的任务；

b.提醒完成后，通过对执行任务相关物品的位置进行捕捉并通过移动滚轮移动至物品旁，然后等待用户就位，等待时间设定为5min；

c.在设定的等待时间内未监测到用户就位，则依次重复步骤a和b，然后再次等待，在设定的等待时间内监测到用户就位，则开始对用户进行监督，当用户中途离开，而从离开时起5min后未监测到用户就位，则依次重复步骤a、b和c；

d.在对用户监督的过程中，通过智能手表设备对用户的身体状态进行监测。

7.根据权利要求6所述的一种多功能学习陪伴机器人系统，其特征在于，身体状态监测包括以下步骤：

a.对用户的心跳和压力进行检测，当属于正常值时，则继续监督，当出现异常时，则提醒用户结束任务，并将异常信号和监测数据同步发送到手机端以此反馈给家长；

b.对用户的睡眠状态进行监测，当处于苏醒时，则继续监督，当处于睡眠时，启动闹铃30秒，在30秒内监测到用户苏醒，则继续监督，如果继续处于睡眠状态，则将异常信号和监测结果同步发送到手机端以此反馈给家长。

8.根据权利要求1所述的一种多功能学习陪伴机器人系统，其特征在于，自动充电工作包括以下步骤：

a.在机器人计划执行完成后或在执行过程中达到设定的等待时间，则开始检查剩余电量，看是否达到阀值，否则等待计划执行，是则通过对充电位置的捕捉并通过移动滚轮移动至充电位旁并进行自动充电；

b.在机器人充电的过程中，如果充满则等待计划执行，如果在未充满的情况下到达执行时间，则离开充电位并执行计划。

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