CN113084838B - 一种教育机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种教育机器人，其结构包括触控屏、机器主控台、活动连接件、电源机箱、开关按键、声景沉浸护耳装置、触控笔、防尘盖、收发端子，所述机器主控台通过活动连接件与电源机箱相连接，所述机器主控台顶端嵌入有一个收发端子，通过立体柔音机构中独特的涡旋结构能够对输出的声音进行柔化，并在3D眼镜中所设置的瞳孔焦距检测片能够通过对佩戴者瞳孔的侦测记录，对佩戴者的学习状态进行反馈，通过夹持包覆式的覆耳侧控机构能够令佩戴者减轻耳部负担，并通过对声音的柔化处理能够保护儿童较为脆弱的耳膜，能够令儿童处于沉浸式学习的状态下，最大程度降低对耳部发育的影响。

Description

一种教育机器人
技术领域
本发明属于机器人领域，更具体地说，特别涉及一种教育机器人。
背景技术
教育机器人是指通过设计、组装、编程、运行机器人，激发学生学习兴趣、培养学生综合能力。教育机器人融合了机械原理、电子传感器、计算机软硬件及人工智能等众多先进技术，为学生能力、素质的培养承载着新的使命，教育机器人综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，特别对于低龄段儿童而言，教育机器人能缩短并加速儿童的启蒙教育时间，教育机器人中所展示的课件视频与PPT等课件，通过3D影像的演示教学能过极大程度上吸引儿童，并提高其学习兴趣。
基于上述描述本发明人发现，现有的一种教育机器人主要存在以下不足，比如：
教育机器人通过小型3D模拟需要儿童佩戴眼镜用于影像传输，而3D眼镜在佩戴时主要支撑之一是依靠耳部的卡挂，耳部承载眼镜一定的重量压力，对于儿童耳跟上部容易形成压迫，容易使其在进行沉浸式的学习状态中时，长时间佩戴耳麦对于处于成长状态的儿童的听力具有较大程度的影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种教育机器人，以解决现有教育机器人通过小型3D模拟需要儿童佩戴眼镜用于影像传输，而3D眼镜在佩戴时主要支撑之一是依靠耳部的卡挂，耳部承载眼镜一定的重量压力，对于儿童耳跟上部容易形成压迫，容易使其在进行沉浸式的学习状态中时，长时间佩戴耳麦对于处于成长状态的儿童的听力具有较大程度的影响的问题。
针对现有技术的不足，本发明一种教育机器人的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：一种教育机器人，其结构包括触控屏、机器主控台、活动连接件、电源机箱、开关按键、声景沉浸护耳装置、触控笔、防尘盖、收发端子，所述机器主控台通过活动连接件与电源机箱相连接，所述机器主控台顶端嵌入有一个收发端子，所述触控屏嵌入安装在机器主控台正端面且位于其正下方设有同嵌入在机器主控台的触控笔，所述机器主控台背面下方位置铰链连接有防尘盖，所述电源机箱正端面装设有开关按键，其特征在于：所述声景沉浸护耳装置嵌入安装在电源机箱正端面，且位于开关按键正上方。
作为优选，所述声景沉浸护耳装置包括鼻垫、覆耳侧控机构、电源镜架、亲肤贴片、软包覆条、3D眼镜、瞳孔焦距检测片，所述电源镜架内侧面设有亲肤贴片，所述3D眼镜整体嵌入式安装在电源镜架内部，所述电源镜架顶端左侧设有一个收发端子其主要用于与机器主控台进行实时同步，所述软包覆条与鼻垫为一体化结构其上端面粘合在电源镜架下表面，所述覆耳侧控机构共设有两个且分别装设于电源镜架左右两侧，所述瞳孔焦距检测片共设有两个分别嵌入在3D眼镜靠近中心的位置。
作为优选，所述覆耳侧控机构包括侧包覆套、覆耳机构、延展压条、底套件、电源线，所述侧包覆套下表面采用粘合剂与底套件上表面贴合，所述延展压条与侧包覆套为一体化结构，所述电源线一端嵌入底套件上表面且与覆耳机构电连接，且其另一端嵌入电源镜架内部，所述延展压条具有正反两个，其二者突出部分交错扣接。
作为优选，所述覆耳机构包括内延压条、外廓包覆块、卡耳片、立体柔音机构，所述内延压条嵌入外廓包覆块外延内部，所述卡耳片与外廓包覆块为一体化结构，所述外廓包覆块内侧呈弧形，外侧呈度弧形夹角，所述立体柔音机构设于外廓包覆块中间内部。
作为优选，所述内延压条包括胶头、垂压柄、复弹条、绝缘片，所述绝缘片内表面与胶头贴合接触，所述垂压柄嵌入在胶头内部，所述复弹条共设有两条且分别卡嵌在垂压柄前后两侧。
作为优选，所述立体柔音机构包括内扩道、声筒、渐缩启封道，所述内扩道右侧装设有声筒，所述渐缩启封道与内扩道为一体化结构。
作为优选，所述渐缩启封道包括双位槽口、压片、渐缩套、隔音棉球、磁片，所述渐缩套底部具有一个槽口，所述压片右侧顶端上粘合附着隔音棉球，所述隔音棉球位置与渐缩套底部槽口相匹配，所述磁片共设有两个，分别设于隔音棉球顶端与渐缩套内表面槽口位置，所述双位槽口共设有六个设于压片上表面且与六个垂压柄一一对应。
一种课程展示方法为，
S1，教育机器人具有联网与通过外载储存设备对课程进行载入；
S2，教育机器人通过所述3D眼镜对使用者进行视觉展示，教育机器人通过所述覆耳侧控机构对使用者进行听觉展示，使用者通过所述触控屏与声景沉浸护耳装置进行交互；
S3，所述声景沉浸护耳装置中的瞳孔焦距检测片能够在进行课程展示中，对使用者瞳孔焦距变化进行检测，在区间检测数值波动小时，主动暂停课程展示。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过儿童在佩戴声景沉浸护耳装置时，通过电源镜架左右两侧的覆耳侧控机构能过调节整体的长度，并且覆耳侧控机构与电源镜架的连接位置的延展压条具有弹性，能够在佩戴时，对两个侧包覆套产生朝向内部的压力，能够令覆耳机构覆盖贴合在耳周，并且由于外廓包覆块中整体呈现内凹状态，在月牙形的电源镜架中，位于最外延的覆耳侧控机构能够有更大的包覆空间，进而耳部能够在外廓包覆块中充分伸展，通过立体柔音机构中独特的涡旋结构能够对输出的声音进行柔化，并在3D眼镜中所设置的瞳孔焦距检测片能够通过对佩戴者瞳孔的侦测记录，对佩戴者的学习状态进行反馈，通过夹持包覆式的覆耳侧控机构能够令佩戴者减轻耳部负担，并通过对声音的柔化处理能够保护儿童较为脆弱的耳膜，能够令儿童处于沉浸式学习的状态下，最大程度降低对耳部发育的影响。
2、本发明教育机器人通过声景沉浸护耳装置与触控屏同使用者进行视觉、听觉与触觉三位一体同步交互，并且通过所述声景沉浸护耳装置中的瞳孔焦距检测片在课程展示中，持续针对使用者瞳孔焦距变化进行检测，若其区间检测数值波动小时，主动暂停课程展示，对佩戴者进行沉浸式展示的同时能够实现同步互动，并且在走神时能够主动暂停展示。
附图说明
图1为本发明一种教育机器人的正面结构示意图。
图2为本发明一种教育机器人的背面结构示意图。
图3为声景沉浸护耳装置结构示意图。
图4为覆耳侧控机构结构示意图。
图5为3D眼镜单镜放大结构示意图。
图6为内延压条侧面详细结构示意图。
图7为覆耳侧控机构内部详细结构示意图。
图8为渐缩启封道内部详细结构示意图。
图9为覆耳机构结构示意图。
图中：触控屏-1、机器主控台-2、活动连接件-3、电源机箱-4、开关按键-5、声景沉浸护耳装置-6、触控笔-7、防尘盖-8、收发端子-9、鼻垫-61、覆耳侧控机构-62、电源镜架-63、亲肤贴片-64、软包覆条-65、3D眼镜-66、瞳孔焦距检测片-67、侧包覆套-a1、覆耳机构-a2、延展压条-a3、底套件-a4、电源线-a5、内延压条-a21、外廓包覆块-a22、卡耳片-a23、立体柔音机构-a24、胶头-a211、垂压柄-a212、复弹条-a213绝缘片-a214、内扩道-b1、声筒-b2、渐缩启封道-b3、双位槽口-b41、压片-b42、渐缩套-b43、隔音棉球-b44、磁片-b45。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，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“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。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。
实施例
如附图1至附图9所示：
本发明提供一种教育机器人，其结构包括触控屏1、机器主控台2、活动连接件3、电源机箱4、开关按键5、声景沉浸护耳装置6、触控笔7、防尘盖8、收发端子9，所述机器主控台2通过活动连接件3与电源机箱4相连接，所述机器主控台2顶端嵌入有一个收发端子9，所述触控屏1嵌入安装在机器主控台2正端面且位于其正下方设有同嵌入在机器主控台2的触控笔7，所述机器主控台2背面下方位置铰链连接有防尘盖8，所述电源机箱4正端面装设有开关按键5，其特征在于：所述声景沉浸护耳装置6嵌入安装在电源机箱4正端面，且位于开关按键5正上方。
其中，所述声景沉浸护耳装置6包括鼻垫61、覆耳侧控机构62、电源镜架63、亲肤贴片64、软包覆条65、3D眼镜66、瞳孔焦距检测片67，所述电源镜架63内侧面设有亲肤贴片64，所述3D眼镜66整体嵌入式安装在电源镜架63内部，所述电源镜架63顶端左侧设有一个收发端子9其主要用于与机器主控台2进行实时同步，所述软包覆条65与鼻垫61为一体化结构其上端面粘合在电源镜架63下表面，所述覆耳侧控机构62共设有两个且分别装设于电源镜架63左右两侧，所述瞳孔焦距检测片67共设有两个分别嵌入在3D眼镜66靠近中心的位置，所述软包覆条65与鼻垫61采用医用硅胶材料制成，并且配合亲肤贴片64能过保护儿童较为脆弱的皮肤，不易引起过敏等反应，声景沉浸护耳装置6整体呈现月牙形，能过从耳部到眼睛的整体式覆盖，且整体较为轻薄，能够最大程度体现沉浸感。
其中，所述覆耳侧控机构62包括侧包覆套a1、覆耳机构a2、延展压条a3、底套件a4、电源线a5，所述侧包覆套a1下表面采用粘合剂与底套件a4上表面贴合，所述延展压条a3与侧包覆套a1为一体化结构，所述电源线a5一端嵌入底套件a4上表面且与覆耳机构a2电连接，且其另一端嵌入电源镜架63内部，所述延展压条a3具有正反两个，其二者突出部分交错扣接，且其采用弹性TPX材料制成，轻盈且具有弹性，通过调节能过适应大多数儿童的头型，并保持佩戴时的舒适感。
其中，所述覆耳机构a2包括内延压条a21、外廓包覆块a22、卡耳片a23、立体柔音机构a24，所述内延压条a21嵌入外廓包覆块a22外延内部，所述卡耳片a23与外廓包覆块a22为一体化结构，所述外廓包覆块a22内侧呈弧形，外侧呈120度弧形夹角，所述立体柔音机构a24设于外廓包覆块a22中间内部，所述卡耳片a23采用柔性硅胶，其能过对耳部外侧进行包覆，最大程度保持耳部的自然舒展状态。
其中，所述内延压条a21包括胶头a211、垂压柄a212、复弹条a213、绝缘片a214，所述绝缘片a214内表面与胶头a211贴合接触，所述垂压柄a212嵌入在胶头a211内部，所述复弹条a213共设有两条且分别卡嵌在垂压柄a212前后两侧，所述胶头a211与绝缘片a214贴合时，其受到压力不易打滑，能够保持受压时与受压后处于同一位置，且垂压柄a212上下均设有导向槽条。
其中，所述立体柔音机构a24包括内扩道b1、声筒b2、渐缩启封道b3，所述内扩道b1右侧装设有声筒b2，所述渐缩启封道b3与内扩道b1为一体化结构，所述内扩道b1口部由窄到宽与渐缩启封道b3正相反，其二者所组合形成涡旋状的耳道，对音色进一步处理。
其中，所述渐缩启封道b3包括双位槽口b41、压片b42、渐缩套b43、隔音棉球b44、磁片b45，所述渐缩套b43底部具有一个槽口，所述压片b42右侧顶端上粘合附着隔音棉球b44，所述隔音棉球b44位置与渐缩套b43底部槽口相匹配，所述磁片b45共设有两个，分别设于隔音棉球b44顶端与渐缩套b43内表面槽口位置，所述双位槽口b41共设有六个设于压片b42上表面且与六个垂压柄a212一一对应，所述隔音棉球b44上的磁片b45能过与渐缩套b43内部磁片b45产生互相吸引的磁场。
本发明能够将声景沉浸护耳装置6独立从电源机箱4中取出，并对其进行佩戴，并通过收发端子9与触控屏1进行信号连接，从而能够同步声景沉浸护耳装置6中所展示的内容，电源机箱4主要通过防尘盖8内部所保护的USB接口进行电源输入，从而储备电能为声景沉浸护耳装置6处于闲置状态下进行充电，与对机器主控台2进行电能供给，声景沉浸护耳装置6在进行佩戴的过程中，软包覆条65与鼻垫61采用医用硅胶材质，且软包覆条65能够充分与佩戴者面部进行接触，鼻垫61能够对鼻梁起到保护作用，覆耳侧控机构62能够朝向外部进行延展，通过对侧包覆套a1进行施加拉力，从而令延展压条a3能够从电源镜架63中部分脱离，由于延展压条a3自身的弹性能够令覆耳机构a2在与佩戴者耳部贴合时，可以产生一定压力，从而能过令内延压条a21在面对双向压力的作用下，朝向内部进行收缩，同时A为耳部在完成佩戴后，卡耳片a23能过对耳部产生半包覆式的卡紧，进而令耳部处于常规的舒展状态下，依旧能够保持稳定不容易掉落的佩戴状态，而朝向内部收缩的垂压柄a212，同时会对复弹条a213施加压力，令其弯曲，在佩戴者取下时，通过复弹条a213的复原能过推动垂压柄a212进行复位，与垂压柄a212尾部两个间断对应的双位槽口b41设于压片b42上，压片b42会与其同步进行同向短距离位移，从而将隔音棉球b44从渐缩套b43中推出，令渐缩套b43处于贯通的状态，而佩戴者所听到的声音通过声筒b2传出，在内扩道b1中完成第一次冲击扩大，通过渐缩启封道b3还原导出，涡旋式的音道能过令音色趋于柔和，而在处于闲置状态下的压片b42能过通过两个磁片b45之间所形成的相吸磁场，令隔音棉球b44重新封阻渐缩套b43，且在两个3D眼镜66的中间位置各设置的瞳孔焦距检测片67，能过对佩戴者的瞳孔进行侦测，并向收发端子9传导反馈，在瞳孔持续发散时，佩戴者则处于分心的状态，不断变换时则保持专注状态。
一种课程展示方法为，
S1，教育机器人具有联网与通过外载储存设备对课程进行载入；
S2，教育机器人通过所述3D眼镜66对使用者进行视觉展示，教育机器人通过所述覆耳侧控机构62对使用者进行听觉展示，使用者通过所述触控屏1与声景沉浸护耳装置6进行交互，其教育机器人通过声景沉浸护耳装置与触控屏同使用者进行视觉、听觉与触觉三位一体同步交互；
S3，所述声景沉浸护耳装置6中的瞳孔焦距检测片67能够在进行课程展示中，对使用者瞳孔焦距变化进行检测，在区间检测数值波动小时，主动暂停课程展示，其瞳孔焦距检测片67的数据流通过声景沉浸护耳装置6上的收发端子9与机器主控台2进行交互。
本实施例的具体使用方式与作用：
本发明教育机器人通过声景沉浸护耳装置6与触控屏1同使用者进行视觉、听觉与触觉三位一体同步交互，其中声景沉浸护耳装置6中的3D眼镜66提供视觉，课程展示主要通过其实现，而覆耳侧控机构62提供听觉，课程展示中的音频输出主要通过其实现，另外声景沉浸护耳装置中的瞳孔焦距检测片在课程展示中，能够持续针对使用者瞳孔焦距变化进行检测，当其区间检测数值波动小时，能够通过与机器主控台2的数据交互进而主动暂停声景沉浸护耳装置6的课程展示。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (3)

1.一种教育机器人，其特征在于：其结构包括触控屏(1)、机器主控台(2)、活动连接件(3)、电源机箱(4)、开关按键(5)、声景沉浸护耳装置(6)、触控笔(7)、防尘盖(8)、收发端子(9)，所述机器主控台(2)通过活动连接件(3)与电源机箱(4)相连接，所述机器主控台(2)顶端嵌入有一个收发端子(9)，所述触控屏(1)嵌入安装在机器主控台(2)正端面且位于其正下方设有同嵌入在机器主控台(2)的触控笔(7)，所述机器主控台(2)背面下方位置铰链连接有防尘盖(8)，所述电源机箱(4)正端面装设有开关按键(5)，所述声景沉浸护耳装置(6)嵌入安装在电源机箱(4)正端面，且位于开关按键(5)正上方；
所述声景沉浸护耳装置(6)包括鼻垫(61)、覆耳侧控机构(62)、电源镜架(63)、亲肤贴片(64)、软包覆条(65)、3D眼镜(66)、瞳孔焦距检测片(67)，所述电源镜架(63)内侧面设有亲肤贴片(64)，所述3D眼镜(66)整体嵌入式安装在电源镜架(63)内部，所述电源镜架(63)顶端左侧设有一个收发端子(9)其主要用于与机器主控台(2)进行实时同步，所述软包覆条(65)与鼻垫(61)为一体化结构其上端面粘合在电源镜架(63)下表面，所述覆耳侧控机构(62)共设有两个且分别装设于电源镜架(63)左右两侧，所述瞳孔焦距检测片(67)共设有两个分别嵌入在3D眼镜(66)靠近中心的位置；
所述覆耳侧控机构(62)包括侧包覆套(a1)、覆耳机构(a2)、延展压条(a3)、底套件(a4)、电源线(a5)，所述侧包覆套(a1)下表面采用粘合剂与底套件(a4)上表面贴合，所述延展压条(a3)与侧包覆套(a1)为一体化结构，所述电源线(a5)一端嵌入底套件(a4)上表面且与覆耳机构(a2)电连接，且其另一端嵌入电源镜架(63)内部，所述延展压条(a3)具有正反两个，其二者突出部分交错扣接；
所述覆耳机构(a2)包括内延压条(a21)、外廓包覆块(a22)、卡耳片(a23)、立体柔音机构(a24)，所述内延压条(a21)嵌入外廓包覆块(a22)外延内部，所述卡耳片(a23)与外廓包覆块(a22)为一体化结构，所述外廓包覆块(a22)内侧呈弧形，外侧呈120度弧形夹角，所述立体柔音机构(a24)设于外廓包覆块(a22)中间内部；
所述内延压条(a21)包括胶头(a211)、垂压柄(a212)、复弹条(a213)、绝缘片(a214)，所述绝缘片(a214)内表面与胶头(a211)贴合接触，所述垂压柄(a212)嵌入在胶头(a211)内部，所述复弹条(a213)共设有两条且分别卡嵌在垂压柄(a212)前后两侧。
2.如根据权利要求1所述的教育机器人，其特征在于：所述立体柔音机构(a24)包括内扩道(b1)、声筒(b2)、渐缩启封道(b3)，所述内扩道(b1)右侧装设有声筒(b2)，所述渐缩启封道(b3)与内扩道(b1)为一体化结构。
3.如根据权利要求2所述的教育机器人，其特征在于：所述渐缩启封道(b3)包括双位槽口(b41)、压片(b42)、渐缩套(b43)、隔音棉球(b44)、磁片(b45)，所述渐缩套(b43)底部具有一个槽口，所述压片(b42)右侧顶端上粘合附着隔音棉球(b44)，所述隔音棉球(b44)位置与渐缩套(b43)底部槽口相匹配，所述磁片(b45)共设有两个，分别设于隔音棉球(b44)顶端与渐缩套(b43)内表面槽口位置，所述双位槽口(b41)共设有六个设于压片(b42)上表面且与六个垂压柄(a212)一一对应。
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