CN113034992B - 多功能教育机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多功能教育机器人，属于教育机器人领域，多功能教育机器人，包括底座，所述底座的顶部设置有机器人主体，所述机器人主体的正面设置有功能组件，所述机器人主体的外侧设置有防摔组件，所述底座的顶部设置有防倾倒组件，所述底座的底部固定安装有均匀分布的电动万向轮。该发明，可利用外界资料补充、家长远程监督与视频播放学习来多样化帮助儿童学习，同时在机器人移动过程中可减少因外界因素影响而发生倾倒的现象发生，保证移动稳定性，在儿童进行使用时，同时机器人的稳定性，减少机器发生摔砸破碎的现象发生，延长整个装置使用寿命。

Description

多功能教育机器人

技术领域

本发明涉及教育机器人领域，更具体地说，涉及多功能教育机器人。

背景技术

教育机器人是由生产厂商专门开发而用来激发学生学习兴趣和培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件，除了机器人机体本身之外，还有相应的控制软件和教学课本等，其主要作用便是利用语音交互系统来促进使用者和机器人之间的互动，提高使用者的学习兴趣。

现有的教育机器人功能性较单一，无法多样化的帮助儿童进行学习，同时在移动过程中易受外界因素影响而发生倾倒，随后便无法进行移动，在儿童使用时，易造成机器摔砸破损，严重缩短的机器人的使用寿命，为此我们推出了多功能教育机器人来解决上述问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供多功能教育机器人，具备可利用外界资料补充、家长远程监督与视频播放学习来多样化帮助儿童学习，同时在机器人移动过程中可减少因外界因素影响而发生倾倒的现象发生，保证移动稳定性，在儿童进行使用时，同时机器人的稳定性，减少机器发生摔砸破碎的现象发生，延长整个装置使用寿命的优点，解决了现有的教育机器人功能性较单一，无法多样化的帮助儿童进行学习，同时在移动过程中易受外界因素影响而发生倾倒，随后便无法进行移动，在儿童使用时，易造成机器摔砸破损，严重缩短的机器人的使用寿命的问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

多功能教育机器人，包括底座，所述底座的顶部设置有机器人主体，所述机器人主体的正面设置有功能组件，所述机器人主体的外侧设置有防摔组件，所述底座的顶部设置有防倾倒组件，所述底座的底部固定安装有均匀分布的电动万向轮。

作为本发明进一步的方案：所述防摔组件包括固定环、第一伺服电机、绳盘、钢丝绳、配重环，所述固定环设置于机器人主体的外侧，所述第一伺服电机固定安装至固定环的内部，所述第一伺服电机的输出轴通过联轴器与绳盘固定连接，所述钢丝绳的中部绕设至绳盘的内部，所述钢丝绳的中部固定连接至绳盘的内部，所述配重环位于固定环内部的底面，所述钢丝绳的两端均固定连接至配重环的顶部。

作为本发明进一步的方案：所述配重环的底部固定连接有防滑垫，所述固定环的外侧套设有与其固定连接的保护垫。

作为本发明进一步的方案：所述固定环的内部固定连接有四个导向环，所述钢丝绳的中部滑动连接至四个导向环的内部。

作为本发明进一步的方案：所述机器人主体的外侧固定连接有弧形橡胶垫，所述弧形橡胶垫的外侧固定连接有均匀分布的防滑凸点。

作为本发明进一步的方案：所述防倾倒组件包括固定盒、第二伺服电机、第一齿轮、四个锥形齿轮、转动杆、四个第二齿轮、四个齿条、四个支撑杆与四个支撑轮，所述固定盒固定连接至底座的底部，所述固定环固定连接至固定盒的外侧，所述第二伺服电机固定安装至固定盒的内顶壁，所述第二伺服电机的输出轴通过联轴器与转动杆固定连接，所述转动杆的底端贯穿并转动连接至固定盒的内部，所述第一齿轮固定连接至转动杆的中部，四个所述支撑杆均转动连接至固定盒的内部，四个所述锥形齿轮分别固定连接至四个支撑杆的中部，四个所述锥形齿轮的外侧均与第一齿轮啮合，四个所述第二齿轮分别固定连接至四个支撑杆的中部，四个所述齿条的两端均贯穿并滑动连接至固定盒的外侧，四个所述第二齿轮的中部分别与四个齿条啮合，四个所述齿条的底端分别与四个支撑轮转动连接。

作为本发明进一步的方案：所述机器人主体的正面固定安装有控制器，所述固定盒内部的底面固定安装有倾角传感器。

作为本发明进一步的方案：所述功能组件包括两个摄像头、播音器、显示屏、充电孔与USB插口，所述USB插口与充电孔均开设至机器人主体的正面，所述播音器、显示屏与两个摄像头均嵌设至机器人主体的正面。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案利用底座底部的一组电动万向轮，便于带动机器人主体进行移动，利用防倾倒组件的设置，便于在整个装置移动过程中保证稳定，减少因倾倒而使整个装置无法移动的现象发生，利用防摔组件的设置，便于减少在儿童使用该装置过程中机器人主体发生摔落现象，利用功能组件的设置，便于多样化帮助儿童学习。

(2)本方案利用固定环的设置，便于对第一伺服电机起到支撑作用，利用第一伺服电机运作，从而使绳盘带动钢丝绳运动，从而可将配重环缓慢向下运动，直至与一组电动万向轮平齐，从而利用配重环的重力影响，减少机器人主体在使用过程中发生摔落现象，当使用完毕时，可利用第一伺服电机反向转动，从而使绳盘带动钢丝绳运动至原位，从而使配重环运动至固定环的内部。

(3)本方案利用防滑垫的设置，便于减少配重环与地面、桌面发生滑动现象，从而保证稳定性，利用保护垫的设置，可减少儿童磕碰至固定环外侧，从而对儿童起到保护效果。

(4)本方案利用四个导向环的设置，便于减少钢丝绳与固定环内壁发生磨损，从而延长整个装置使用寿命。

(5)本方案利用弧形橡胶垫的设置，便于在整个装置意外摔落时起到保护作用，利用一组防滑凸点的设置，便于在使用者进行拿取时更加稳定，减少滑落现象发生。

(6)本方案利用固定盒的设置，便于对整个防倾倒组件起到支撑作用，当整个装置发生倾倒现象时，利用第二伺服电机运作，从而使转动杆带动第一齿轮转动，从而使四个锥形齿轮均发生转动，从而带动四个支撑杆转动，随后四个第二齿轮将转动，从而带动四个齿条运动，从而带动四个支撑轮向下方运动，从而对机器人主体起到支撑作用，随后电动万向轮继续运作后，整个装置将回归至水平状态，随后利用第二伺服电机反转，从而四个支撑轮运动至原位。

(7)本方案利用控制器的设置，便于对整个装置内电器元件进行控制，更加便捷，利用倾角传感器的设置，便于实时对机器人主体的水平状态进行监测，一旦水平装置偏移至预设值时，从而控制器将受到数据，随后带动防倾倒组件运作。

(8)本方案利用两个摄像头的设置，便于在儿童肚子学习时，家长可利用手机、电脑等进行远程观看，从而得知儿童的学习状态，利用USB插口的设置，便于将学习U盘插入，从而帮助儿童学习，利用显示屏与播音器的设置，便于利用语音、视频对儿童学习进行多方面帮助，利用充电孔的设置，便于使用者定期对整个装置进行电源补充。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的防倾倒组件结构正面剖视示意图；

图3为本发明的固定环与钢丝绳结构正面剖视示意图；

图4为本发明的防摔组件结构爆炸示意图。

图中标号说明：

1、底座；2、机器人主体；3、防摔组件；301、固定环；302、第一伺服电机；303、绳盘；304、钢丝绳；305、配重环；4、防倾倒组件；401、固定盒；402、第二伺服电机；403、第一齿轮；404、锥形齿轮；405、转动杆；406、第二齿轮；407、齿条；408、支撑杆；409、支撑轮；5、功能组件；501、摄像头；502、播音器；503、显示屏；504、充电孔；505、USB插口；6、防滑垫；7、保护垫；8、导向环；9、弧形橡胶垫；10、防滑凸点；11、控制器；12、倾角传感器；13、电动万向轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1～4，本发明中，多功能教育机器人，包括底座1，底座1的顶部设置有机器人主体2，机器人主体2的正面设置有功能组件5，机器人主体2的外侧设置有防摔组件3，底座1的顶部设置有防倾倒组件4，底座1的底部固定安装有均匀分布的电动万向轮13。

其中，防摔组件3包括固定环301、第一伺服电机302、绳盘303、钢丝绳304、配重环305，固定环301设置于机器人主体2的外侧，第一伺服电机302固定安装至固定环301的内部，第一伺服电机302的输出轴通过联轴器与绳盘303固定连接，钢丝绳304的中部绕设至绳盘303的内部，钢丝绳304的中部固定连接至绳盘303的内部，配重环305位于固定环301内部的底面，钢丝绳304的两端均固定连接至配重环305的顶部。

其中，配重环305的底部固定连接有防滑垫6，固定环301的外侧套设有与其固定连接的保护垫7。

其中，固定环301的内部固定连接有四个导向环8，钢丝绳304的中部滑动连接至四个导向环8的内部。

其中，机器人主体2的外侧固定连接有弧形橡胶垫9，弧形橡胶垫9的外侧固定连接有均匀分布的防滑凸点10。

本实施例中，利用底座1底部的一组电动万向轮13，便于带动机器人主体2进行移动，利用防倾倒组件4的设置，便于在整个装置移动过程中保证稳定，减少因倾倒而使整个装置无法移动的现象发生，利用防摔组件3的设置，便于减少在儿童使用该装置过程中机器人主体2发生摔落现象，利用固定环301的设置，便于对第一伺服电机302起到支撑作用，利用第一伺服电机302运作，从而使绳盘303带动钢丝绳304运动，利用四个导向环8的设置，便于减少钢丝绳304与固定环301内壁发生磨损，从而延长整个装置使用寿命，随后从而可将配重环305缓慢向下运动，直至与一组电动万向轮13平齐，从而利用配重环305的重力影响，减少机器人主体2在使用过程中发生摔落现象，利用防滑垫6的设置，便于减少配重环305与地面、桌面发生滑动现象，从而保证稳定性，利用保护垫7的设置，可减少儿童磕碰至固定环301外侧，从而对儿童起到保护效果，当使用完毕时，可利用第一伺服电机302反向转动，从而使绳盘303带动钢丝绳304运动至原位，从而使配重环305运动至固定环301的内部，利用弧形橡胶垫9的设置，便于在整个装置意外摔落时起到保护作用，利用一组防滑凸点10的设置，便于在使用者进行拿取时更加稳定，减少滑落现象发生，利用功能组件5的设置，便于多样化帮助儿童学习，解决了现有的教育机器人功能性较单一，无法多样化的帮助儿童进行学习，同时在移动过程中易受外界因素影响而发生倾倒，随后便无法进行移动，在儿童使用时，易造成机器摔砸破损，严重缩短的机器人的使用寿命的问题。

需要说明的是，防倾倒组件4包括固定盒401、第二伺服电机402、第一齿轮403、四个锥形齿轮404、转动杆405、四个第二齿轮406、四个齿条407、四个支撑杆408与四个支撑轮409，固定盒401固定连接至底座1的底部，固定环301固定连接至固定盒401的外侧，第二伺服电机402固定安装至固定盒401的内顶壁，第二伺服电机402的输出轴通过联轴器与转动杆405固定连接，转动杆405的底端贯穿并转动连接至固定盒401的内部，第一齿轮403固定连接至转动杆405的中部，四个支撑杆408均转动连接至固定盒401的内部，四个锥形齿轮404分别固定连接至四个支撑杆408的中部，四个锥形齿轮404的外侧均与第一齿轮403啮合，四个第二齿轮406分别固定连接至四个支撑杆408的中部，四个齿条407的两端均贯穿并滑动连接至固定盒401的外侧，四个第二齿轮406的中部分别与四个齿条407啮合，四个齿条407的底端分别与四个支撑轮409转动连接。

其中，机器人主体2的正面固定安装有控制器11，固定盒401内部的底面固定安装有倾角传感器12。

本实施例中，利用固定盒401的设置，便于对整个防倾倒组件4起到支撑作用，利用控制器11的设置，便于对整个装置内电器元件进行控制，更加便捷，利用倾角传感器12的设置，便于实时对机器人主体2的水平状态进行监测，一旦水平装置偏移至预设值时，从而控制器11将受到数据，随后带动防倾倒组件4运作，利用第二伺服电机402运作，从而使转动杆405带动第一齿轮403转动，从而使四个锥形齿轮404均发生转动，从而带动四个支撑杆408转动，随后四个第二齿轮406将转动，从而带动四个齿条407运动，从而带动四个支撑轮409向下方运动，从而对机器人主体2起到支撑作用，随后电动万向轮13继续运作后，整个装置将回归至水平状态，随后利用第二伺服电机402反转，从而四个支撑轮409运动至原位。

其中，功能组件5包括两个摄像头501、播音器502、显示屏503、充电孔504与USB插口505，USB插口505与充电孔504均开设至机器人主体2的正面，播音器502、显示屏503与两个摄像头501均嵌设至机器人主体2的正面。

本实施例中，利用两个摄像头501的设置，便于在儿童肚子学习时，家长可利用手机、电脑等进行远程观看，从而得知儿童的学习状态，利用USB插口505的设置，便于将学习U盘插入，从而帮助儿童学习，利用显示屏503与播音器502的设置，便于利用语音、视频对儿童学习进行多方面帮助，利用充电孔504的设置，便于使用者定期对整个装置进行电源补充。

需要说明的是，本申请中的各设备均为市场常见设备，具体使用时可根据需求选择，且各设备的电路连接关系均属于简单的串联、并联连接电路，在电路连接这一块并不存在创新点，本领域技术人员可以较为容易的实现，属于现有技术，不再赘述。

工作原理：利用底座1底部的一组电动万向轮13，便于带动机器人主体2进行移动，利用防倾倒组件4的设置，便于在整个装置移动过程中保证稳定，减少因倾倒而使整个装置无法移动的现象发生，利用固定盒401的设置，便于对整个防倾倒组件4起到支撑作用，利用控制器11的设置，便于对整个装置内电器元件进行控制，更加便捷，利用倾角传感器12的设置，便于实时对机器人主体2的水平状态进行监测，一旦水平装置偏移至预设值时，从而控制器11将受到数据，随后带动防倾倒组件4运作，利用第二伺服电机402运作，从而使转动杆405带动第一齿轮403转动，从而使四个锥形齿轮404均发生转动，从而带动四个支撑杆408转动，随后四个第二齿轮406将转动，从而带动四个齿条407运动，从而带动四个支撑轮409向下方运动，从而对机器人主体2起到支撑作用，随后电动万向轮13继续运作后，整个装置将回归至水平状态，随后利用第二伺服电机402反转，从而四个支撑轮409运动至原位，利用防摔组件3的设置，便于减少在儿童使用该装置过程中机器人主体2发生摔落现象，利用固定环301的设置，便于对第一伺服电机302起到支撑作用，利用第一伺服电机302运作，从而使绳盘303带动钢丝绳304运动，利用四个导向环8的设置，便于减少钢丝绳304与固定环301内壁发生磨损，从而延长整个装置使用寿命，随后从而可将配重环305缓慢向下运动，直至与一组电动万向轮13平齐，从而利用配重环305的重力影响，减少机器人主体2在使用过程中发生摔落现象，利用防滑垫6的设置，便于减少配重环305与地面、桌面发生滑动现象，从而保证稳定性，利用保护垫7的设置，可减少儿童磕碰至固定环301外侧，从而对儿童起到保护效果，当使用完毕时，可利用第一伺服电机302反向转动，从而使绳盘303带动钢丝绳304运动至原位，从而使配重环305运动至固定环301的内部，利用弧形橡胶垫9的设置，便于在整个装置意外摔落时起到保护作用，利用一组防滑凸点10的设置，便于在使用者进行拿取时更加稳定，减少滑落现象发生，利用功能组件5的设置，便于多样化帮助儿童学习，利用两个摄像头501的设置，便于在儿童肚子学习时，家长可利用手机、电脑等进行远程观看，从而得知儿童的学习状态，利用USB插口505的设置，便于将学习U盘插入，从而帮助儿童学习，利用显示屏503与播音器502的设置，便于利用语音、视频对儿童学习进行多方面帮助，利用充电孔504的设置，便于使用者定期对整个装置进行电源补充，整个装置，可利用外界资料补充、家长远程监督与视频播放学习来多样化帮助儿童学习，同时在机器人主体2移动过程中可减少因外界因素影响而发生倾倒的现象发生，保证移动稳定性，在儿童进行使用时，同时机器人主体2的稳定性，减少机器发生摔砸破碎的现象发生，延长整个装置使用寿命。

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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.多功能教育机器人，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶部设置有机器人主体(2)，所述机器人主体(2)的正面设置有功能组件(5)，所述机器人主体(2)的外侧设置有防摔组件(3)，所述底座(1)的顶部设置有防倾倒组件(4)，所述底座(1)的底部固定安装有均匀分布的电动万向轮(13)；

所述防摔组件(3)包括固定环(301)、第一伺服电机(302)、绳盘(303)、钢丝绳(304)、配重环(305)，所述固定环(301)设置于机器人主体(2)的外侧，所述第一伺服电机(302)固定安装至固定环(301)的内部，所述第一伺服电机(302)的输出轴通过联轴器与绳盘(303)固定连接，所述钢丝绳(304)的中部绕设至绳盘(303)的内部，所述钢丝绳(304)的中部固定连接至绳盘(303)的内部，所述配重环(305)位于固定环(301)内部的底面，所述钢丝绳(304)的两端均固定连接至配重环(305)的顶部；

所述防倾倒组件(4)包括固定盒(401)、第二伺服电机(402)、第一齿轮(403)、四个锥形齿轮(404)、转动杆(405)、四个第二齿轮(406)、四个齿条(407)、四个支撑杆(408)与四个支撑轮(409)，所述固定盒(401)固定连接至底座(1)的底部，所述固定环(301)固定连接至固定盒(401)的外侧，所述第二伺服电机(402)固定安装至固定盒(401)的内顶壁，所述第二伺服电机(402)的输出轴通过联轴器与转动杆(405)固定连接，所述转动杆(405)的底端贯穿并转动连接至固定盒(401)的内部，所述第一齿轮(403)固定连接至转动杆(405)的中部，四个所述支撑杆(408)均转动连接至固定盒(401)的内部，四个所述锥形齿轮(404)分别固定连接至四个支撑杆(408)的中部，四个所述锥形齿轮(404)的外侧均与第一齿轮(403)啮合，四个所述第二齿轮(406)分别固定连接至四个支撑杆(408)的中部，四个所述齿条(407)的两端均贯穿并滑动连接至固定盒(401)的外侧，四个所述第二齿轮(406)的中部分别与四个齿条(407)啮合，四个所述齿条(407)的底端分别与四个支撑轮(409)转动连接。

2.根据权利要求1所述的多功能教育机器人，其特征在于：所述配重环(305)的底部固定连接有防滑垫(6)，所述固定环(301)的外侧套设有与其固定连接的保护垫(7)。

3.根据权利要求1所述的多功能教育机器人，其特征在于：所述固定环(301)的内部固定连接有四个导向环(8)，所述钢丝绳(304)的中部滑动连接至四个导向环(8)的内部。

4.根据权利要求1所述的多功能教育机器人，其特征在于：所述机器人主体(2)的外侧固定连接有弧形橡胶垫(9)，所述弧形橡胶垫(9)的外侧固定连接有均匀分布的防滑凸点(10)。

5.根据权利要求1所述的多功能教育机器人，其特征在于：所述机器人主体(2)的正面固定安装有控制器(11)，所述固定盒(401)内部的底面固定安装有倾角传感器(12)。

6.根据权利要求1所述的多功能教育机器人，其特征在于：所述功能组件(5)包括两个摄像头(501)、播音器(502)、显示屏(503)、充电孔(504)与USB插口(505)，所述USB插口(505)与充电孔(504)均开设至机器人主体(2)的正面，所述播音器(502)、显示屏(503)与两个摄像头(501)均嵌设至机器人主体(2)的正面。

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