CN114179105A - 一种基于物联网的人工智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的人工智能机器人，包括头部、身体，所述身体的底部固定连接有底座，所述底座的底部边缘设有万向轮，所述身体的内侧设有升降壳，所述升降壳的上端固定连接有平台，所述平台的上端固定连接有连接柱，所述头部固定连接在连接柱的上端，所述头部的前端固定嵌装有显示屏，所述头部的底部前侧设有摄像机构，所述头部的前端设有位于显示屏下方的麦克风，所述头部的两侧壁上均设有扬声器，所述身体的内侧下部固定连接有安装板。本发明具备物联网人工交互的功能，在教学、教学方面的辅助效果较好，结构能够灵活调节、适用性高，移动便捷，同时具备缓冲、防撞的效果，降低机器人受到碰撞损坏的概率。
Description
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种基于物联网的人工智能机器人。
背景技术
随着科技的进步，智能机器人技术在人类生活和工业生产制造中发挥着越来越重要的作用。教育类的智能机器人作为机器人中的一种特殊机器人，其主要作用在于辅助学生的教育、教学，以提高学生的学习能力和创新能力。但是目前市场上现有的教育类智能机器人功能较为简单，因此其在教学、教学方面的辅助效果不够好，且机器人整体结构固定，不便调节高度或移动，使得实际使用时适用性较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于物联网的人工智能机器人。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于物联网的人工智能机器人，包括头部、身体，所述身体的底部固定连接有底座，所述底座的底部边缘设有万向轮，所述身体的内侧设有升降壳，所述升降壳的上端固定连接有平台，所述平台的上端固定连接有连接柱，所述头部固定连接在连接柱的上端，所述头部的前端固定嵌装有显示屏，所述头部的底部前侧设有摄像机构，所述头部的前端设有位于显示屏下方的麦克风，所述头部的两侧壁上均设有扬声器，所述身体的内侧下部固定连接有安装板，所述安装板的上端设有与升降壳连接的升降机构，所述底座的下端中部开设有安装槽，所述安装槽内设有连接在身体底部的行走机构，所述身体的底部连接有位于行走机构外侧的稳定机构，所述头部的内部设有主机模块。
作为本发明的进一步改进，所述摄像机构包括固定连接在头部下端的安装壳，所述安装壳的内部设有蜗轮，所述蜗轮的轮轴两端均转动连接在安装壳的内壁上，所述蜗轮的侧壁上固定连接有摄像头，所述摄像头朝向头部的前端，所述安装壳的内侧壁上固定安装有第一电机，所述第一电机输出轴末端固定连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮的上侧啮合，所述蜗杆远离第一电机的一端转动连接在安装壳的内壁上。
作为本发明的进一步改进，所述升降机构包括固定安装在安装板上端的第二电机，所述第二电机的输出轴朝上并固定连接有螺纹杆，所述升降壳的内顶壁中部固定连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒螺纹套接在螺纹杆上。
作为本发明的进一步改进，所述行走机构包括贯穿设置在身体底部中心的连接轴，所述连接轴与身体转动连接，所述身体的内底壁上安装有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接在连接轴的上端，所述连接轴的下端固定连接有U型架，所述U型架的相对的两个内侧壁上均转动连接有行走轮，两个所述行走轮的轮轴之间固定连接有从动轮，所述U型架的内顶壁上固定安装有第四电机，所述第四电机输出轴末端固定连接有驱动轮，所述驱动轮与从动轮之间通过传动带传动连接。
作为本发明的进一步改进，所述稳定机构包括固定安装在身体内底壁上的两个电动伸缩杆，两个所述电动伸缩杆左右对称设置，两个所述电动伸缩杆的伸缩端均向下贯穿至安装槽内侧并共同固定连接有支撑环板。
作为本发明的进一步改进，所述安装板的上端固定连接有两个导向杆，两个所述导向杆左右对称设置，所述升降壳的下端两侧均设有与导向杆适配的导向槽，两个所述导向杆分别滑动插设在两个导向槽内。
作为本发明的进一步改进，所述身体的外周沿周向等间距设有四个防撞板，所述防撞板靠近身体的一侧壁上固定连接有四个缓冲弹簧，所述缓冲弹簧远离防撞板的一端固定连接在身体的侧壁上，四个所述缓冲弹簧呈矩形分布。
作为本发明的进一步改进，所述万向轮的数量为四个，四个所述万向轮沿底座底部周向等间距分布。
作为本发明的进一步改进，所述主机模块包括主控制器、人机交互控制模块、采集输入模块、互动输出模块、物联网通信模块、射频设别模块、WIFI传输模块、路由器、存储模块、电源、驱动模块；
所述人机交互控制模块、采集输入模块、互动输出模块、物联网通信模块、WIFI传输模块、存储模块、电源、驱动模块均与主控制器电连接，所述采集输入模块包括图像采集模块、语音采集模块，所述图像采集模块与摄像机构电连接，所述语音采集模块与麦克风电连接，所述互动输出模块包括显示互动模块、语音互动模块，所述显示互动模块与显示屏电连接，所述语音互动模块与扬声器电连接，所述射频识别模块与物联网通信模块电连接，所述WIFI传输模块与路由器电连接，所述驱动模块与行走机构、稳定机构、升降机构、电源电连接。
本发明的有益效果：
1、通过设置主机模块，利用人机交互控制模块、采集输入模块、互动输出模块、物联网通信模块，极大增强了使用者与机器人之间的人机交互性，并通过物联网通信模块，使得机器人实现与互联网的互联、互通，进一步提高使用者与互联网的交互性，极大提高机器人在教学、教学方面的辅助效果。
2、通过设置升降机构，通过第二电机驱动螺纹杆转动，由于螺纹杆与螺纹套筒螺纹连接，即可使得螺纹套筒上移，进而带动升降壳移动，即可调节平台的高度，进而满足实际不同身高人员使用，适用性更高。
3、通过设置行走机构，通过第四电机驱动从动轮转动，带动行走轮转动，实现行走，通过第三电机驱动连接轴转动，进而带动行走轮转动改变朝向，实现机器人的灵活移动。
4、通过设置稳定机构，通过电动伸缩杆伸长，带动支撑环板下移进行支撑，能够保持机器人使用中的稳定性。
5、通过设置防撞板、缓冲弹簧，在防撞板受到碰撞位移时，通过压缩缓冲弹簧进行缓冲、减震，降低机器人受到碰撞损坏的概率。
本发明具备物联网人工交互的功能，在教学、教学方面的辅助效果较好，结构能够灵活调节、适用性高，移动便捷，同时具备缓冲、防撞的效果，降低机器人受到碰撞损坏的概率。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于物联网的人工智能机器人的外部结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于物联网的人工智能机器人的内部结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于物联网的人工智能机器人的防撞板、缓冲弹簧的结构示意图；
图4为本发明提出的一种基于物联网的人工智能机器人的主机模块的结构示意图。
图中：1底座、2万向轮、3支撑环板、4行走轮、5U型架、6防撞板、7升降壳、8平台、9连接柱、10头部、11扬声器、12显示屏、13麦克风、14安装壳、15第一电机、16蜗杆、17摄像头、18蜗轮、19身体、20导向槽、21导向杆、22螺纹套筒、23螺纹杆、24第二电机、25安装板、26第三电机、27连接轴、28第四电机、29驱动轮、30传动带、31从动轮、32安装槽、33缓冲弹簧、34电动伸缩杆。
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。
参照图1-4，一种基于物联网的人工智能机器人，包括头部10、身体19，身体19的底部固定连接有底座1，底座1的底部边缘设有万向轮2，万向轮2的数量为四个，四个万向轮2沿底座1底部周向等间距分布，身体19的内侧设有升降壳7，升降壳7的上端固定连接有平台8，平台8的上端固定连接有连接柱9，头部10固定连接在连接柱9的上端，头部10的前端固定嵌装有显示屏12，头部10的底部前侧设有摄像机构，头部10的前端设有位于显示屏12下方的麦克风13，头部10的两侧壁上均设有扬声器11，身体19的内侧下部固定连接有安装板25，安装板25的上端设有与升降壳7连接的升降机构，底座1的下端中部开设有安装槽32，安装槽32内设有连接在身体19底部的行走机构，身体19的底部连接有位于行走机构外侧的稳定机构，头部10的内部设有主机模块。
本发明中，摄像机构包括固定连接在头部10下端的安装壳14，安装壳14的内部设有蜗轮18，蜗轮18的轮轴两端均转动连接在安装壳14的内壁上，蜗轮18的侧壁上固定连接有摄像头17，摄像头17朝向头部10的前端，安装壳14的内侧壁上固定安装有第一电机15，第一电机15输出轴末端固定连接有蜗杆16，蜗杆16与蜗轮18的上侧啮合，蜗杆16远离第一电机15的一端转动连接在安装壳14的内壁上，通过第一电机15驱动蜗杆16转动，即可驱动蜗轮18转动，通过蜗轮18转动进而带动摄像头17转动，实现摄像头17朝向角度的灵活调节，进而便于图像采集的使用需要。
升降机构包括固定安装在安装板25上端的第二电机24，第二电机24的输出轴朝上并固定连接有螺纹杆23，升降壳7的内顶壁中部固定连接有螺纹套筒22，螺纹套筒22螺纹套接在螺纹杆23上，通过第二电机24驱动螺纹杆23转动，由于螺纹杆23与螺纹套筒22螺纹连接，即可使得螺纹套筒22上移，进而带动升降壳7移动，即可调节平台8的高度，进而满足实际不同身高人员使用，适用性更高。
行走机构包括贯穿设置在身体19底部中心的连接轴27，连接轴27与身体19转动连接，身体19的内底壁上安装有第三电机26，第三电机26的输出轴固定连接在连接轴27的上端，连接轴27的下端固定连接有U型架5，U型架5的相对的两个内侧壁上均转动连接有行走轮4，两个行走轮4的轮轴之间固定连接有从动轮31，U型架5的内顶壁上固定安装有第四电机28，第四电机28输出轴末端固定连接有驱动轮29，驱动轮29与从动轮31之间通过传动带30传动连接，通过第四电机28驱动从动轮31转动，带动行走轮4转动，实现行走，通过第三电机26驱动连接轴27转动，进而带动行走轮4转动改变朝向，实现机器人的灵活移动。
稳定机构包括固定安装在身体19内底壁上的两个电动伸缩杆34，两个电动伸缩杆34左右对称设置，两个电动伸缩杆34的伸缩端均向下贯穿至安装槽32内侧并共同固定连接有支撑环板3，通过电动伸缩杆34伸长，带动支撑环板3下移进行支撑，能够保持机器人使用中的稳定性。
安装板25的上端固定连接有两个导向杆21，两个导向杆21左右对称设置，升降壳7的下端两侧均设有与导向杆21适配的导向槽20，两个导向杆21分别滑动插设在两个导向槽20内。
身体19的外周沿周向等间距设有四个防撞板6，防撞板6靠近身体19的一侧壁上固定连接有四个缓冲弹簧33，缓冲弹簧33远离防撞板6的一端固定连接在身体19的侧壁上，四个缓冲弹簧33呈矩形分布，在防撞板6受到碰撞位移时，通过压缩缓冲弹簧33进行缓冲、减震，降低机器人受到碰撞损坏的概率。
主机模块包括主控制器、人机交互控制模块、采集输入模块、互动输出模块、物联网通信模块、射频设别模块、WIFI传输模块、路由器、存储模块、电源、驱动模块；
人机交互控制模块、采集输入模块、互动输出模块、物联网通信模块、WIFI传输模块、存储模块、电源、驱动模块均与主控制器电连接；
物联网通信模块实现机器人与互联网的互联、互通，能够将采集输入模块采集的信息与互联网互联，实现各使用者的互联网交流；
采集输入模块包括图像采集模块、语音采集模块，图像采集模块与摄像机构电连接，语音采集模块与麦克风13电连接，使用者可将完成的学习的相关作业、作品放置在平台8上，通过摄像机构可进行图像采集输入，也可通过摄像机构采集使用者的实时使用画面，用于互联网的互通交流，同时可利用麦克风13实现语音的采集输入；
互动输出模块包括显示互动模块、语音互动模块，显示互动模块与显示屏12电连接，语音互动模块与扬声器11电连接，利用显示屏12实现图像显示，利用扬声器11实现语音播报；
射频识别模块与物联网通信模块电连接，通过将带有电子标签的教学、教育的读物、读本放置在平台8上利用射频识别模块将电子标签的信息输入机器人；
WIFI传输模块与路由器电连接，可使用现有的移动设备如智能手机利用路由器与机器人完成WIFI连接，进而可实现远程操控，驱动模块与行走机构、稳定机构、升降机构、电源电连接。
以上，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 (9)
1.一种基于物联网的人工智能机器人，包括头部(10)、身体(19)，其特征在于，所述身体(19)的底部固定连接有底座(1)，所述底座(1)的底部边缘设有万向轮(2)，所述身体(19)的内侧设有升降壳(7)，所述升降壳(7)的上端固定连接有平台(8)，所述平台(8)的上端固定连接有连接柱(9)，所述头部(10)固定连接在连接柱(9)的上端，所述头部(10)的前端固定嵌装有显示屏(12)，所述头部(10)的底部前侧设有摄像机构，所述头部(10)的前端设有位于显示屏(12)下方的麦克风(13)，所述头部(10)的两侧壁上均设有扬声器(11)，所述身体(19)的内侧下部固定连接有安装板(25)，所述安装板(25)的上端设有与升降壳(7)连接的升降机构，所述底座(1)的下端中部开设有安装槽(32)，所述安装槽(32)内设有连接在身体(19)底部的行走机构，所述身体(19)的底部连接有位于行走机构外侧的稳定机构，所述头部(10)的内部设有主机模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的人工智能机器人，其特征在于，所述摄像机构包括固定连接在头部(10)下端的安装壳(14)，所述安装壳(14)的内部设有蜗轮(18)，所述蜗轮(18)的轮轴两端均转动连接在安装壳(14)的内壁上，所述蜗轮(18)的侧壁上固定连接有摄像头(17)，所述摄像头(17)朝向头部(10)的前端，所述安装壳(14)的内侧壁上固定安装有第一电机(15)，所述第一电机(15)输出轴末端固定连接有蜗杆(16)，所述蜗杆(16)与蜗轮(18)的上侧啮合，所述蜗杆(16)远离第一电机(15)的一端转动连接在安装壳(14)的内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的人工智能机器人，其特征在于，所述升降机构包括固定安装在安装板(25)上端的第二电机(24)，所述第二电机(24)的输出轴朝上并固定连接有螺纹杆(23)，所述升降壳(7)的内顶壁中部固定连接有螺纹套筒(22)，所述螺纹套筒(22)螺纹套接在螺纹杆(23)上。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的人工智能机器人，其特征在于，所述行走机构包括贯穿设置在身体(19)底部中心的连接轴(27)，所述连接轴(27)与身体(19)转动连接，所述身体(19)的内底壁上安装有第三电机(26)，所述第三电机(26)的输出轴固定连接在连接轴(27)的上端，所述连接轴(27)的下端固定连接有U型架(5)，所述U型架(5)的相对的两个内侧壁上均转动连接有行走轮(4)，两个所述行走轮(4)的轮轴之间固定连接有从动轮(31)，所述U型架(5)的内顶壁上固定安装有第四电机(28)，所述第四电机(28)输出轴末端固定连接有驱动轮(29)，所述驱动轮(29)与从动轮(31)之间通过传动带(30)传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的人工智能机器人，其特征在于，所述稳定机构包括固定安装在身体(19)内底壁上的两个电动伸缩杆(34)，两个所述电动伸缩杆(34)左右对称设置，两个所述电动伸缩杆(34)的伸缩端均向下贯穿至安装槽(32)内侧并共同固定连接有支撑环板(3)。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的人工智能机器人，其特征在于，所述安装板(25)的上端固定连接有两个导向杆(21)，两个所述导向杆(21)左右对称设置，所述升降壳(7)的下端两侧均设有与导向杆(21)适配的导向槽(20)，两个所述导向杆(21)分别滑动插设在两个导向槽(20)内。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的人工智能机器人，其特征在于，所述身体(19)的外周沿周向等间距设有四个防撞板(6)，所述防撞板(6)靠近身体(19)的一侧壁上固定连接有四个缓冲弹簧(33)，所述缓冲弹簧(33)远离防撞板(6)的一端固定连接在身体(19)的侧壁上，四个所述缓冲弹簧(33)呈矩形分布。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的人工智能机器人，其特征在于，所述万向轮(2)的数量为四个，四个所述万向轮(2)沿底座(1)底部周向等间距分布。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的人工智能机器人，其特征在于，所述主机模块包括主控制器、人机交互控制模块、采集输入模块、互动输出模块、物联网通信模块、射频设别模块、WIFI传输模块、路由器、存储模块、电源、驱动模块；
所述人机交互控制模块、采集输入模块、互动输出模块、物联网通信模块、WIFI传输模块、存储模块、电源、驱动模块均与主控制器电连接，所述采集输入模块包括图像采集模块、语音采集模块，所述图像采集模块与摄像机构电连接，所述语音采集模块与麦克风(13)电连接，所述互动输出模块包括显示互动模块、语音互动模块，所述显示互动模块与显示屏(12)电连接，所述语音互动模块与扬声器(11)电连接，所述射频识别模块与物联网通信模块电连接，所述WIFI传输模块与路由器电连接，所述驱动模块与行走机构、稳定机构、升降机构、电源电连接。
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