CN113334399A - 一种儿童英语对话学习智能教育机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，且公开了一种儿童英语对话学习智能教育机器人，包括机器人本体、托板、翻转机构、伸缩机构和旋转支撑组件，所述机器人本体上嵌设有显示屏，所述托板位于显示屏的前侧，且托板上安装有桌板，所述翻转机构安装在托板上，且翻转机构用于带动桌板移动，以实现桌板的双向翻转，所述伸缩机构安装在托板的下方，本发明通过设置由双向气缸、齿轮、齿条和活动杆等构成的翻转机构，可实现桌板的双向翻转，在不使用时，可将桌板转动至挡在显示屏的正前方，能对显示屏进行有效保护，另外，桌板反向转动时，可使其一端抬起，能够根据儿童学习需要灵活改变桌板的倾斜角度。

Description

一种儿童英语对话学习智能教育机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种儿童英语对话学习智能教育机器人。

背景技术

机器人是一种自动化机器，不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器，其中智能教育机器人是基于人机交互技术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，它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，教育机器人对学生培养起到了积极的作用。

但是目前现有教育机器人存在一定的缺陷，传统教育机器人未设置灵活的学习桌板，无法在不使用时利用桌板对显示屏进行遮挡保护，也无法根据需要改变桌板的倾斜角度进行学习，此外，传统教育机器人虽然已有一些防倾倒结构，但传统防倾倒结构无法灵活改变支撑的倾斜角度，支撑效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种儿童英语对话学习智能教育机器人，以解决上述背景技术中提出未设置灵活的学习桌板，无法在不使用时利用桌板对显示屏进行遮挡保护以及无法根据需要改变桌板倾斜角度的问题，此外，但传统防倾倒结构无法灵活改变支撑结构倾斜角度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种儿童英语对话学习智能教育机器人，包括机器人本体、托板、翻转机构、伸缩机构和旋转支撑组件，所述机器人本体上嵌设有显示屏，所述托板位于显示屏的前侧，且托板上安装有桌板，所述翻转机构安装在托板上，且翻转机构用于带动桌板移动，以实现桌板的双向翻转，所述伸缩机构安装在托板的下方，且伸缩机构用于实现托板的上下升降，所述旋转支撑组件包括转动部分和伸缩支撑部分，所述转动部分用于改变伸缩支撑部分的倾斜角度，所述伸缩支撑部分用于对机器人本体进行侧向支撑。

优选的，所述翻转机构包括驱动部分和连接部分，所述驱动部分包括安装在托板上表壁前后侧的双向气缸，所述双向气缸的两端均连接有伸缩杆，所述伸缩杆的外端固定有安装块；

所述连接部分包括第一固定块、齿条、活动杆和齿轮，所述活动杆固定于桌板前后侧两端，所述第一固定块固定于活动杆的下方，且第一固定块的上表壁开设有与活动杆相匹配的嵌槽，所述齿轮固定于活动杆的端部，所述齿条固定于安装块上，且齿轮与齿条相配合。

优选的，所述伸缩机构为第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的底端与机器人本体固定连接，且第一电动伸缩杆的顶端通过螺栓与托板相连接。

优选的，所述转动部分包括电机、固定板、连接块和连接杆，相邻所述电机和固定板相对应地安装在机器人本体的外壁上，所述固定板的底端两侧均连接有第二固定块，所述第二固定块的外表壁开设有通孔，所述电机的输出端连接有转轴，所述转轴贯穿电机并延伸至两个第二固定块之间，所述连接块固定于转轴的端部，所述连接杆固定于连接块远离转轴的一侧；

所述伸缩支撑部分包括第二电动伸缩杆和抵轮，所述第二电动伸缩杆固定安装于连接块的外壁上，所述抵轮固定于第二电动伸缩杆的自由端。

优选的，所述机器人本体上对称设有挡框，所述机器人本体内部且位于挡框的下方设有电动推杆，所述电动推杆的顶端安装有托框，所述托框内部底部安装有马达，所述马达的顶端安装有踏板，所述踏板的上表壁粘接有软垫，所述软垫的上表壁均匀固定有凸起。

优选的，所述翻转机构还包括限位部分，所述限位结构包括滑槽和滑块，所述滑槽开设在托板上，所述滑块固定于安装块的底端。

优选的，所述挡框的内部下端连接有绑带，所述绑带的自由端贯穿挡框。

优选的，所述机器人本体上还安装有摄像头和扬声器，所述摄像头位于显示屏的上方，所述扬声器位于显示屏的两侧。

优选的，所述机器人本体上安装有坐板，所述坐板的外壁固定有靠板，所述机器人本体的底端安装有行走轮，所述行走轮共设有四个。

优选的，所述嵌槽内部两侧的上端均固定有限位块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过设置由双向气缸、齿轮、齿条和活动杆等构成的翻转机构，可实现桌板的双向翻转，在不使用时，可将桌板转动至挡在显示屏的正前方，能对显示屏进行有效保护，另外，桌板反向转动时，可使其一端抬起，能够根据儿童学习需要灵活改变桌板的倾斜角度，此外，通过增设伸缩机构，可实现翻转机构和桌板等的升降，能够适用于不同身高儿童和不同安装高度显示屏的需要。

（2）本发明通过增设由滑块和滑槽组成的限位部分，通过利用滑块在滑槽内的滑动，一方面可提高安装块移动的稳定性，另一方面可降低伸缩杆的承重。

（3）本发明通过增设由转动部分和伸缩支撑部分组成的旋转支撑组件，在进行侧向支撑时，利用电机输出端转动可带动连接块转动，进而可实现伸缩支撑部分倾斜角度的改变，能够根据场地情况灵活改变支撑范围，支撑与防倾倒效果更好。

（4）本发明通过增设挡框、马达、踏板和凸起等，在儿童进行英语对话测试时，使其赤脚踏在踏板上，在英语对话错误时，机器人内部控制器可启动马达，马达输出端带动踏板转动，能够利用凸起对儿童脚底进行挠痒，以作惩罚。

附图说明

图1为本发明的侧视图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明翻转机构的俯视图；

图4为本发明第一固定块的结构示意图；

图5为本发明机器人本体的结构示意图；

图6为本发明挡框的正视图；

图7为本发明第二固定块的侧视图；

图8为图1的A部放大图；

图9为图1的B部放大图；

图10为图3的C部放大图；

图11为图5的D部放大图；

图中：1、机器人本体；2、第一电动伸缩杆；3、托板；4、齿轮；5、桌板；6、双向气缸；7、伸缩杆；8、挡框；9、坐板；10、靠板；11、固定板；12、连接块；13、第二电动伸缩杆；14、行走轮；15、抵轮；16、电机；17、显示屏；18、摄像头；19、扬声器；20、第一固定块；21、滑槽；22、齿条；23、活动杆；24、安装块；25、嵌槽；26、限位块；27、电动推杆；28、绑带；29、第二固定块；30、通孔；31、滑块；32、连接杆；33、托框；34、马达；35、踏板；36、软垫；37、凸起。

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。

请参阅图1-图11所示，本发明提供如下技术方案：一种儿童英语对话学习智能教育机器人，包括机器人本体1、托板3、翻转机构、伸缩机构和旋转支撑组件，机器人本体1上嵌设有显示屏17，托板3位于显示屏17的前侧，且托板3上安装有桌板5，翻转机构安装在托板3上，且翻转机构用于带动桌板5移动，以实现桌板5的双向翻转，伸缩机构安装在托板3的下方，且伸缩机构用于实现托板3的上下升降，旋转支撑组件包括转动部分和伸缩支撑部分，转动部分用于改变伸缩支撑部分的倾斜角度，伸缩支撑部分用于对机器人本体1进行侧向支撑。

进一步地，翻转机构包括驱动部分和连接部分，驱动部分包括安装在托板3上表壁前后侧的双向气缸6，双向气缸6的两端均连接有伸缩杆7，伸缩杆7的外端固定有安装块24；

连接部分包括第一固定块20、齿条22、活动杆23和齿轮4，活动杆23固定于桌板5前后侧两端，第一固定块20固定于活动杆23的下方，且第一固定块20的上表壁开设有与活动杆23相匹配的嵌槽25，齿轮4固定于活动杆23的端部，齿条22固定于安装块24上，且齿轮4与齿条22相配合，在不使用时，可利用双向气缸6驱动伸缩杆7朝着显示屏17的一侧移动，齿条22接触齿轮4后，推动齿轮4转动，进而可将桌板5转动至挡在显示屏17的正前方，能对显示屏17进行有效保护，相反的，利用双向气缸6驱动远离显示屏17端的伸缩杆7移动时，同样是齿条22推动齿轮4转动，可使桌板靠近显示屏17的一端抬起，能够根据儿童学习需要灵活改变桌板5的倾斜角度。

进一步地，伸缩机构为第一电动伸缩杆2，第一电动伸缩杆2的底端与机器人本体1固定连接，且第一电动伸缩杆2的顶端通过螺栓与托板3相连接利用第一电动伸缩杆2可实现翻转机构和桌板5等的升降，能够适用于不同身高儿童和不同安装高度显示屏17的需要。

进一步地，转动部分包括电机16、固定板11、连接块12和连接杆32，相邻电机16和固定板11相对应地安装在机器人本体1的外壁上，固定板11的底端两侧均连接有第二固定块29，第二固定块29的外表壁开设有通孔30，电机16的输出端连接有转轴，转轴贯穿电机16并延伸至两个第二固定块29之间，连接块12固定于转轴的端部，连接杆32固定于连接块12远离转轴的一侧；

伸缩支撑部分包括第二电动伸缩杆13和抵轮15，第二电动伸缩杆13固定安装于连接块12的外壁上，抵轮15固定于第二电动伸缩杆13的自由端，在进行侧向支撑时，利用电机16输出端转动带动两个第二固定块29间的连接块12转动，进而可实现伸缩支撑部分倾斜角度的改变，能够根据场地情况灵活改变支撑范围，支撑与防倾倒效果更好，其中，第二电动伸缩杆13可带动抵轮15移动，便于使抵轮15稳定接触地面。

进一步地，机器人本体1上对称设有挡框8，机器人本体1内部且位于挡框8的下方设有电动推杆27，电动推杆27的顶端安装有托框33，托框33内部底部安装有马达34，马达34的顶端安装有踏板35，踏板35的上表壁粘接有软垫36，软垫36的上表壁均匀固定有凸起37，在儿童进行英语对话测试时，使其赤脚踏在踏板35上，在英语对话错误时，机器人内部控制器可启动马达34，马达34输出端带动踏板35转动，能够利用软垫36上的凸起37对儿童脚底进行挠痒，以作惩罚，能够加深儿童错误处的印象。

进一步地，翻转机构还包括限位部分，限位结构包括滑槽21和滑块31，滑槽21开设在托板3上，滑块31固定于安装块24的底端，利用滑块31在滑槽21内的滑动，可提高安装块24移动的稳定性，其次可降低伸缩杆7的承重。

进一步地，挡框8的内部下端连接有绑带28，绑带28的自由端贯穿挡框8，在英语对话测试时，儿童脚部可伸入至挡框8内，然后利用绑带28绑紧，可进行一定的束缚。

进一步地，机器人本体1上还安装有摄像头18和扬声器19，摄像头18位于显示屏17的上方，扬声器19位于显示屏17的两侧，扬声器19用于与儿童进行对话，摄像头18起到监控学习的作用。

进一步地，机器人本体1上安装有坐板9，坐板9的外壁固定有靠板10，儿童学习时可坐在坐板9上，其背靠靠板10，较为舒适，机器人本体1的底端安装有行走轮14，行走轮14共设有四个，利用行走轮14便于该机器人的灵活移动。

进一步地，嵌槽25内部两侧的上端均固定有限位块26，活动杆23嵌入至嵌槽25内后，限位块26可挡住活动杆23，避免其滑出。

本发明的工作原理及使用流程：该发明在使用时，可先利用伸缩支撑部分对该机器人进行侧面支撑，以提高稳定性，其中，利用电机16输出端转动带动两个第二固定块29间的连接块12转动，进而可实现伸缩支撑部分倾斜角度的改变，能够根据场地情况灵活改变支撑范围，支撑与防倾倒效果更好，然后，儿童可坐在固定有靠板10的坐板9上进行英语对话练习或者做作业，其中，利用双向气缸6驱动远离显示屏17端的伸缩杆7移动时，同样是齿条22推动齿轮4转动，可使桌板靠近显示屏17的一端抬起，能够根据儿童学习需要灵活改变桌板5的倾斜角度，此外，在不使用时，可利用双向气缸6驱动伸缩杆7朝着显示屏17的一侧移动，齿条22接触齿轮4后，推动齿轮4转动，进而可将桌板5转动至挡在显示屏17的正前方，能对显示屏17进行有效保护，其次，利用第一电动伸缩杆2可实现翻转机构和桌板5等的升降，能够适用于不同身高儿童和不同安装高度显示屏17的需要，另外，在儿童进行英语对话测试时，使其赤脚踏在踏板35上，在英语对话错误时，机器人内部控制器可启动马达34，马达34输出端带动踏板35转动，能够利用软垫36上的凸起37对儿童脚底进行挠痒，以作惩罚，能够加深儿童错误处的印象。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于，包括：

机器人本体（1），所述机器人本体（1）上嵌设有显示屏（17）；

托板（3），所述托板（3）位于显示屏（17）的前侧，且托板（3）上安装有桌板（5）；

翻转机构，所述翻转机构安装在托板（3）上，且翻转机构用于带动桌板（5）移动，以实现桌板（5）的双向翻转；

伸缩机构，所述伸缩机构安装在托板（3）的下方，且伸缩机构用于实现托板（3）的上下升降；

旋转支撑组件，所述旋转支撑组件包括转动部分和伸缩支撑部分，所述转动部分用于改变伸缩支撑部分的倾斜角度，所述伸缩支撑部分用于对机器人本体（1）进行侧向支撑。

2.根据权利要求1所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述翻转机构包括驱动部分和连接部分，所述驱动部分包括安装在托板（3）上表壁前后侧的双向气缸（6），所述双向气缸（6）的两端均连接有伸缩杆（7），所述伸缩杆（7）的外端固定有安装块（24）；

所述连接部分包括第一固定块（20）、齿条（22）、活动杆（23）和齿轮（4），所述活动杆（23）固定于桌板（5）前后侧两端，所述第一固定块（20）固定于活动杆（23）的下方，且第一固定块（20）的上表壁开设有与活动杆（23）相匹配的嵌槽（25），所述齿轮（4）固定于活动杆（23）的端部，所述齿条（22）固定于安装块（24）上，且齿轮（4）与齿条（22）相配合。

3.根据权利要求1所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述伸缩机构为第一电动伸缩杆（2），所述第一电动伸缩杆（2）的底端与机器人本体（1）固定连接，且第一电动伸缩杆（2）的顶端通过螺栓与托板（3）相连接。

4.根据权利要求1所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述转动部分包括电机（16）、固定板（11）、连接块（12）和连接杆（32），相邻所述电机（16）和固定板（11）相对应地安装在机器人本体（1）的外壁上，所述固定板（11）的底端两侧均连接有第二固定块（29），所述第二固定块（29）的外表壁开设有通孔（30），所述电机（16）的输出端连接有转轴，所述转轴贯穿电机（16）并延伸至两个第二固定块（29）之间，所述连接块（12）固定于转轴的端部，所述连接杆（32）固定于连接块（12）远离转轴的一侧；

所述伸缩支撑部分包括第二电动伸缩杆（13）和抵轮（15），所述第二电动伸缩杆（13）固定安装于连接块（12）的外壁上，所述抵轮（15）固定于第二电动伸缩杆（13）的自由端。

5.根据权利要求1所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述机器人本体（1）上对称设有挡框（8），所述机器人本体（1）内部且位于挡框（8）的下方设有电动推杆（27），所述电动推杆（27）的顶端安装有托框（33），所述托框（33）内部底部安装有马达（34），所述马达（34）的顶端安装有踏板（35），所述踏板（35）的上表壁粘接有软垫（36），所述软垫（36）的上表壁均匀固定有凸起（37）。

6.根据权利要求2所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述翻转机构还包括限位部分，所述限位结构包括滑槽（21）和滑块（31），所述滑槽（21）开设在托板（3）上，所述滑块（31）固定于安装块（24）的底端。

7.根据权利要求5所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述挡框（8）的内部下端连接有绑带（28），所述绑带（28）的自由端贯穿挡框（8）。

8.根据权利要求1所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述机器人本体（1）上还安装有摄像头（18）和扬声器（19），所述摄像头（18）位于显示屏（17）的上方，所述扬声器（19）位于显示屏（17）的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述机器人本体（1）上安装有坐板（9），所述坐板（9）的外壁固定有靠板（10），所述机器人本体（1）的底端安装有行走轮（14），所述行走轮（14）共设有四个。

10.根据权利要求2所述的一种儿童英语对话学习智能教育机器人，其特征在于：所述嵌槽（25）内部两侧的上端均固定有限位块（26）。

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