CN208961996U - 一种教学类大型模块化机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人和人工智能技术领域，特别是涉及一种教学类大型模块化机器人。包括头部整体模块A、身体整体模块B、右手整体模块C、左手整体模块D和底盘整体模块E，所述身体整体模块B为机器人的主体模块，头部整体模块A、右手整体模块C、左手整体模块D和底盘整体模块E通过卡扣或销钉固定等方式，仿人体结构与身体整体模块B连接为大型模块化机器人整体。该机器人的头部、身体、手臂和底盘以及各自包含的部件均可以灵活插拔组装，方便用于教学和学习，方便进行调试和维修。

Description

一种教学类大型模块化机器人

技术领域

本实用新型属于机器人和人工智能技术领域，特别是涉及一种教学类大型模块化机器人。

背景技术

目前，人工智能已经得到了愈加广泛的重视，并在机器人控制系统、仿真系统中应用越来越多。智能机器人作为一种包含相当多学科知识的技术，几乎是伴随着人工智能所产生的。智能机器人在当今社会变得越来越重要，越来越多的领域和岗位都需要智能机器人参与。国内人工智能机器人起步晚，人才储备不足，机器人教育无疑是不可缺少的途径之一。机器人走入学校和电脑普及校园一样，已经成为大势所趋，机器人教育已经成为很多中小学教育领域的新课程，教学类机器人也是目前急需的一种机器人。现在市面上大部分的的教育机器人是由生产厂商开发的机器人成品、套装或散件，安装复杂，功能简单。机器人教学不仅需要培养学生的动手安装能力，还有编写程序能力，让学生通过学习后能完整组装出一台机器人，而且可以实现各种功能，甚至进行进一步的开发。

现有教学类机器人存在的技术缺陷有：

1）类人程度较差，能够实现的功能比较简单；

2）拆卸方式不能做到即插即用，自由度受控制板控制端口限制；

3）主控板对所有部件（如头部、胳膊、双腿等）进行控制，不能扩展；

4）调试、维修不方便；

5）应用领域比较单一。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种教学类大型模块化机器人。该机器人的头部、身体、手臂和底盘以及各自包含的部件均可以灵活插拔组装，方便用于教学和学习，方便进行调试和维修。

为达到上述目的，本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种教学类大型模块化机器人，包括头部整体模块、身体整体模块、右手整体模块、左手整体模块和底盘整体模块；

所述头部整体模块包括摄像头模块、头部主MCU模块、右眼模块、左眼模块、投影模块、4+1麦克风模块、右耳音箱模块、基站模块和左耳音箱模块；

所述身体整体模块包括Real sence模块、平板模块、超声波模块、人体感应模块、雷达模块、GPU模块、身体主MCU模块和中继路由器模块；

所述右手整体模块包括右手臂模块和右手掌模块；

所述左手整体模块包括左手臂模块和左手掌模块；

所述底盘整体模块包括超声波模块和电池模块。

上述身体整体模块为机器人的主体模块，头部整体模块和底盘整体模块通过销钉固定方式与身体整体模块连接；右手整体模块、左手整体模块与身体整体模块的连接方式为卡扣连接。

所述的一种教学类大型模块化机器人，头部主MCU模块直接插入头部整体模块的对应的卡槽后再用两颗螺钉固定，身体主MCU模块直接插入身体整体模块的卡槽后再用两颗螺钉固定，摄像头模块直接插入头部主MCU模块的摄像头支架上；右眼模块和左眼模块均通过两颗螺钉固定在头部整体模块上；投影模块直接插入头部整体模块后壳的卡槽内，用一颗螺钉固定；4+1麦克风模块直接推入头部整体模块前壳卡槽内；右耳音箱模块和左耳音箱模块直接插入头部整体模块左右两侧对应位置，并利用磁铁的磁性吸附固定；基站模块直接卡挂在头部整体模块的后壳对应位置上。

所述的一种教学类大型模块化机器人，底盘整体模块与身体整体模块的连接方式为直接插入，再用腿部插销固定，并通过两颗螺钉锁住插销，插销外面有装饰盖盖住。

所述的一种教学类大型模块化机器人，所述卡扣结构包括卡扣按钮、卡扣按钮滑道、卡扣、小弹簧，当手臂整体模块处于初始位置时，按压卡扣按钮，小弹簧被压缩，卡扣被顶入装置内，手臂整体模块可被取出；安装时，直接对准位置插入，卡扣自动卡入扣孔即可，头部整体模块与身体整体模块的连接方式和电池模块与底盘整体模块的连接方式都是采用小弹簧配合卡扣的方式。

所述的一种教学类大型模块化机器人，Real sence模块和平板模块与身体整体模块的连接方式为按压卡位的方式。

所述的一种教学类大型模块化机器人，雷达模块和GPU模块与身体整体模块的连接方式为卡槽式，直接推入即可连接。

所述的一种教学类大型模块化机器人，右手掌模块和左手掌模块分别与右手臂模块和左手臂模块连接方式均为直接插入，用手臂插销固定，再用手臂装饰件盖住。

所述的一种教学类大型模块化机器人，超声波模块和人体感应模块与身体整体模块的连接方式为通过TYPE C接口直接插拔，超声波模块共有6个，分别位于身体整体模块的腹部居中位置、后背居中位置以及底盘整体模块的前下部对称位置、两腿中部外侧；人体感应模块共2个，分别位于身体整体模块的腹部居中位置和后背居中位置。

所述的一种教学类大型模块化机器人，超声波模块和人体感应模块可以共用插口，任意插拔。

所述的一种教学类大型模块化机器人，每个模块都有对应的标签说明，标签分两种，一种是贴在不需要接线的普通模块上，上面印的是图形和名称；一种是贴在接线模块上，上面印的是辨识信息和名称。

综上所述，本实用新型头部、身体、底座和手臂及其各自的子部件都是可以灵活插拔的组装模式，模块化程度很高，安装方便，尤其适用于机器人教学以及机器人爱好者自己组装和学习。同时，各模块可以单独拿出进行调试和维修，十分便捷。

前面所述的为本申请的概述，因此必然有简化、概括和细节省略的情况；本领域的技术人员应该认识到，概述部分仅是对本申请的说明，而不应看作是对本申请的任何限定。本说明书中描述的装置和/或方法和/或其他主题的其他方面、特征和优点将会由于本说明书的阐述而变得清晰。概述部分是用来以一种简化的方式导入多个将在以下具体实施方式部分进一步描述的概念。本概述部分既非用于确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非用来作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。

附图说明

通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，就会更加充分地清楚理解本申请的上述和其他特征。应当理解，这些附图仅是对本申请若干实施方式的描述，不应认为是对本申请范围的限定，通过附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的各模块总构成图。

图2是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的头部整体模块及其内部模块构成图。

图3是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的身体整体模块及其内部模块构成图。

图4是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的左右手整体模块及其内部模块构成图。

图5是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的底座整体模块及其内部模块构成图。

图6是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的底座整体模块与身体整体模块连接方式示意图。

图7是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的左右手整体模块与身体整体模块连接方式示意图。

图8是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的头部整体模块与身体整体模块连接方式示意图。

图9是本实用新型的一种教学类大型模块化机器人的模块标签示意图。

具体实施方式

在下面的具体实施方式部分中，结合作为说明书一部分的附图进行说明。在附图中，相同/类似的标记通常表示相同/类似的部件，除非说明书中另有说明。具体实施方式、附图和权利要求书中描述的用来举例说明的实施方式不应认为是对本申请的限定。在不偏离本申请表述的主题的精神或范围的情况下，可以采用本申请的其他实施方式，并且可以对本申请做出其他变化。应该很容易理解，可以对本说明书中一般性描述的、附图中图解说明的本申请的各个方面进行各种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些改变都显然在预料之中，并构成本申请的一部分。

如图1，一种教学类大型模块化机器人，包括头部整体模块A、身体整体模块B、右手整体模块C、左手整体模块D和底盘整体模块E共5大部分，其中身体整体模块B为机器人的主体模块，头部整体模块A、右手整体模块C、左手整体模块D和底盘整体模块E通过卡扣或销钉固定等方式，仿人体结构与身体整体模块B连接为大型模块化机器人整体。各模块均正确安装后，本实用新型的模块化机器人就完成了装配，可以被用于教学、学习、服务等多个领域。

如图2，头部整体模块A包括摄像头模块1、头部主MCU模块2（又称控制中枢模块3288模组）、右眼模块3、左眼模块4、投影模块5、4+1麦克风模块6、右耳音箱模块7、基站模块8和左耳音箱模块9，其中左右耳音箱模块既是机器人耳朵结构，又内含音箱，具有功放功能；左右眼镜模块为独立的两个模块，可以独立显示眼睛表情。头部主MCU模块2直接插入头部整体模块A的对应的卡槽后再用两颗螺钉固定。摄像头模块1直接插入头部主MCU模块2的摄像头支架上。右眼模块3和左眼模块4均通过两颗螺钉固定在头部整体模块A上。投影模块5直接插入头部整体模块A后壳的卡槽内，用一颗螺钉固定；4+1麦克风模块6直接推入头部整体模块A前壳卡槽内。右耳音箱模块7和左耳音箱模块9直接插入头部整体模块A左右两侧对应位置，并利用磁铁的磁性吸附固定。基站模块8直接卡挂在头部整体模块A的后壳对应位置上。

如图3，身体整体模块B包括Real sence模块10、平板模块11、超声波模块12、人体感应模块13、雷达模块14、GPU模块15、身体主MCU模块16和中继路由器模块17，雷达模块14）和GPU模块15与身体整体模块B的连接方式为卡槽式，直接推入即可连接。超声波模块12和人体感应模块13与身体整体模块B的连接方式为通过TYPE C接口直接插拔。超声波模块12共有6个，分别位于身体整体模块B的腹部居中位置、后背居中位置以及底盘整体模块E的前下部对称位置、两腿中部外侧；人体感应模块13共2个，分别位于身体整体模块B的腹部居中位置和后背居中位置，超声波模块12和人体感应模块13可以共用插口，任意插拔。身体主MCU模块16直接插入身体整体模块B的卡槽后再用两颗螺钉固定。Real sence模块10和平板模块11与身体整体模块B的连接方式为按压卡位的方式。

如图4，右手整体模块C包括右手臂模块18和右手掌模块20；左手整体模块D包括左手臂模块19和左手掌模块21。

如图5，底盘整体模块E包括超声波模块12和电池模块22。

如图6，底盘整体模块E与身体整体模块B的连接方式为直接插入，再用腿部插销23固定，并通过两颗螺钉锁住插销，插销外面有装饰盖24盖住。

如图7，右手整体模块C、左手整体模块D与身体整体模块B的连接方式为卡扣连接，所述卡扣结构包括卡扣按钮25、卡扣按钮滑道26、卡扣27、小弹簧28，当手臂整体模块处于初始位置时，按压卡扣按钮25，小弹簧28被压缩，卡扣27被顶入装置内，手臂整体模块可被取出；安装时，直接对准位置插入，卡扣27自动卡入扣孔即可（头部整体模块A与身体整体模块B的连接方式和电池模块22与底盘整体模块E的连接方式都是采用小弹簧配合卡扣的方式）。右手掌模块20和左手掌模块21分别与右手臂模块18和左手臂模块19连接方式均为直接插入，用手臂插销29固定，再用手臂装饰件30盖住。

如图9，所述机器人的每个模块都有对应的标签说明，标签分两种，一种是贴在不需要接线的普通模块上，上面印的是图形和名称（例如图9左边示意图所示的基站模块8）；一种是贴在接线模块上，上面印的是辨识信息（字母加数字）和名称（例如图9右边示意图所示的控制中枢模块3288模组）。

综上所述，本实用新型头部、身体、底座和手臂及其各自的子部件都是可以灵活插拔的组装模式，模块化程度很高，安装方便，尤其适用于机器人教学以及机器人爱好者自己组装和学习。同时，各模块可以单独拿出进行调试和维修，十分便捷。

前述已通过框图、流程图和/或实施例子进行了详细描述，阐明了本申请装置和/或方法的不同实施方式。当这些框图、流程图和/或实施例包含一个或多个功能和/或操作时，本领域的技术人员会明白，这些框图、流程图和/或实施例中的各功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合而单独地和/或共同地实施。本领域的技术人员会认识到，以本说明书中说明的方式描述装置和/或方法，然后进行工程实践以将所描述的装置和/或方法集成到数据处理系统中，在本领域里是很常见的。也就是说，本说明书中描述的装置和/或方法中的至少一部分，可通过合理数量的实验集成到数据处理系统中。对于本说明书中所用的基本上任何复数和/或单数术语，本领域的技术人员可以将复数解释为单数和/或将单数解释为复数，只要这样做从上下文和/或应用上看是合适的即可。为了清楚起见，在本说明书中可能将各种单数/复数组合明确地表述出来。

本申请中公开了本申请的多个方面和实施方式，本领域的技术人员会明白本申请的其它方面和实施方式。本申请中公开的多个方面和实施方式只是用于举例说明，并非是对本申请的限定，本申请的真正保护范围和精神应当以下面的权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种教学类大型模块化机器人，其特征在于包括头部整体模块A、身体整体模块B、右手整体模块C、左手整体模块D和底盘整体模块E；

所述头部整体模块A包括摄像头模块(1)、头部主MCU模块(2)、右眼模块(3)、左眼模块(4)、投影模块(5)、4+1麦克风模块(6)、右耳音箱模块(7)、基站模块(8)和左耳音箱模块(9)；

所述身体整体模块B包括Real sence模块(10)、平板模块(11)、超声波模块(12)、人体感应模块(13)、雷达模块(14)、GPU模块(15)、身体主MCU模块(16)和中继路由器模块(17)；

所述右手整体模块C包括右手臂模块(18)和右手掌模块(20)；

所述左手整体模块D包括左手臂模块(19)和左手掌模块(21)；

所述底盘整体模块E包括超声波模块(12)和电池模块(22);

上述身体整体模块B为机器人的主体模块，头部整体模块A和底盘整体模块E通过销钉固定方式与身体整体模块B连接；右手整体模块C、左手整体模块D与身体整体模块B的连接方式为卡扣连接。

2.如权利要求1所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，头部主MCU模块(2)直接插入头部整体模块A的对应的卡槽后再用两颗螺钉固定，身体主MCU模块(16)直接插入身体整体模块B的卡槽后再用两颗螺钉固定，摄像头模块(1)直接插入头部主MCU模块(2)的摄像头支架上；右眼模块(3)和左眼模块(4)均通过两颗螺钉固定在头部整体模块A上；投影模块(5)直接插入头部整体模块A后壳的卡槽内，用一颗螺钉固定；4+1麦克风模块(6)直接推入头部整体模块A前壳卡槽内；右耳音箱模块(7)和左耳音箱模块(9) 直接插入头部整体模块A左右两侧对应位置，并利用磁铁的磁性吸附固定；基站模块(8)直接卡挂在头部整体模块A的后壳对应位置上。

3.如权利要求1所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，底盘整体模块E与身体整体模块B的连接方式为直接插入，再用腿部插销(23)固定，并通过两颗螺钉锁住插销，插销外面有装饰盖(24)盖住。

4.如权利要求1所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，所述卡扣结构包括卡扣按钮(25)、卡扣按钮滑道(26)、卡扣(27)、小弹簧(28)，当手臂整体模块处于初始位置时，按压卡扣按钮(25)，小弹簧(28)被压缩，卡扣(27)被顶入装置内，手臂整体模块可被取出；安装时，直接对准位置插入，卡扣(27)自动卡入扣孔即可，头部整体模块A与身体整体模块B的连接方式和电池模块(22)与底盘整体模块E的连接方式都是采用小弹簧配合卡扣的方式。

5.如权利要求1所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，Real sence模块(10)和平板模块(11)与身体整体模块B的连接方式为按压卡位的方式。

6.如权利要求1所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，雷达模块(14)和GPU模块(15)与身体整体模块B的连接方式为卡槽式，直接推入即可连接。

7.如权利要求1所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，右手掌模块(20)和左手掌模块(21)分别与右手臂模块(18)和左手臂模块(19)连接方式均为直接插入，用手臂插销(29)固定，再用手臂装饰件(30)盖住。

8.如权利要求1所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，超声波模块(12)和人体感应模块(13)与身体整体模块B的连接方式为通过TYPEC接口直接插拔，超声波模块(12)共有6个，分别位于身体整体模块B的腹部居中位置、后背居中位置以及底盘整体模块E的前下部对称位置、两腿中部外侧；人体感应模块(13)共2个，分别位于身体整体模块B的腹部居中位置和后背居中位置。

9.如权利要求1或8所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，超声波模块(12)和人体感应模块(13)可以共用插口，任意插拔。

10.如权利要求1或8所述的一种教学类大型模块化机器人，其特征在于，每个模块都有对应的标签说明，标签分两种，一种是贴在不需要接线的普通模块上，上面印的是图形和名称；一种是贴在接线模块上，上面印的是辨识信息和名称。