CN209928653U

CN209928653U - 一种编程教育机器人

Info

Publication number: CN209928653U
Application number: CN201920355179.0U
Authority: CN
Inventors: 赵学华; 郑培杰; 马秀鸿; 张谦; 卢鑫; 丘晓彬
Original assignee: Shenzhen Institute of Information Technology
Current assignee: Shenzhen Institute of Information Technology
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2029-03-20

Abstract

本实用新型公开了一种编程教育机器人，涉及人工智能领域。本实用新型包括机器人本体和教育平台服务器；控制主板的输出端分别与位于机器人本体内部的存储模块、人机交互模块、LED显示模块、人脸识别模块、手掌纹路采集模块、直流电机控制模块、音频播放器、通信模块、电源管理模块和传感器单元进行通信连接；存储模块设置有蓝牙接口和USB接口；通信模块通过教育平台服务器通信连接。本实用新型通过编程客户端对教育机器人进行远程更新升级、传感器对环境进行采集处理、多种识别模块对用户身份权限进行认证，存储模块的USB接口和蓝牙接口实现教学资料的传递，提高了教育机器人教学效率和实用性。

Description

一种编程教育机器人

技术领域

本实用新型属于人工智能领域，特别是涉及一种编程教育机器人。

背景技术

教育机器人作为素质教育的重要教学工具，在中国各个阶段的教育中均被广泛推广。

而目前教育机器人行业中，大多采用脱线编程烧录的方式进行，而且程序文件的烧录方式需要一个数据线或者仿真器，这样的方式即增加了成本而且不便于用户操作，同时这样的方式在用户的使用数据得不到反馈，用户也得不到更好的服务，很难做到远程升级维护，从而导致教育机器人的教学效率、质量和实用性较低的问题出现，极大的影响到了教育机器人的推广和应用。

因此，本实用新型克服了上述相关技术中存在的问题，提供了一种能够进行远程升级维护的编程教育机器人能够有效解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种编程教育机器人，通过编程客户端对教育机器人进行远程更新升级、传感器对环境进行采集处理、多种识别模块对用户身份权限进行认证，存储模块的USB接口和蓝牙接口实现教学资料的传递，解决了现有的教育机器人教学效率、实用性低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种编程教育机器人，包括机器人本体和教育平台服务器；

所述机器人本体包括控制主板；所述控制主板的输出端分别与位于机器人本体内部的存储模块、人机交互模块、LED显示模块、人脸识别模块、手掌纹路采集模块、直流电机控制模块、音频播放器、通信模块、电源管理模块和传感器单元进行通信连接；

所述电源管理模块为控制主板、存储模块、人机交互模块、LED显示模块、人脸识别模块、手掌纹路采集模块、直流电机控制模块、音频播放器、通信模块和传感器单元供电；

所述存储模块设置有蓝牙接口和USB接口；所述蓝牙接口用于连接智能移动终端的控制软件；所述USB接口用于连接电脑编程软件或给用户提供资料备份接口；

所述通信模块通过教育平台服务器通信连接，所述教育平台服务器连接有多个编程客户端；所述编程客户端将程序员编号的软件程序发送至教育平台服务器；所述教育平台服务器通过通信模块将程序发送至控制主板；所述控制主板根据程序控制目标器件执行相应操作。

进一步地，所述传感器单元包括超声波传感器、红外传感器、静脉采集器、麦克风和摄像机；所述静脉采集器位于机器人本体手掌处，用于采集人体手掌静脉图像；所述摄像机位于机器人本体眼球处，用于采集人体面部图像；所述麦克风位于机器人本体耳朵处，用于获取声音数据。

进一步地，所述直流电机控制模块通过直流电机与车轮连接；所述车轮安装与机器人本体底部。

进一步地，所述LED显示模块为LED触摸显示屏；所述LED触摸显示屏位于机器人本体胸口处；所述LED触摸显示屏上设置有按键触摸模块；所述按键触摸模块包括前进、后退、左转、右转、循环、清除及确认按键，用于对机器人的工作模式、运动程序和功能参数设置进行编写。

进一步地，所述通信模块包括分组无线服务技术GPRS模块和/或基于物联网NB-IoT模块。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过多个编程客户端编写程序发送至教育平台服务器，由教育平台服务器通过通信模块对教育机器人进行远程更新升级换代，避免了传统的教育机器人采用烧录方式录入程序导致的机器人实用性低、升级成本高的缺点。

(2)本实用新型通过人脸识别模块、手掌纹路采集模块和静脉采集器对用户进行身份特征采集和识别，并对不同用户进行权限和身份认定，使用户在使用教育机器人的过程中，通过握手、交流、拥抱等不同方式，实现对用户认证，增加了教育机器人的趣味性和对不同用户的管理。

(3)本实用新型通过存储模块的USB接口和蓝牙接口实现教学资料的多种方式传递，用户可以通过多种渠道向教育机器人上传或下载学习资料，提高教育机器人的实用程度和教学效果。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种编程教育机器人系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示，本实用新型为一种编程教育机器人，包括机器人本体和教育平台服务器；

机器人本体包括控制主板；控制主板的输出端分别与位于机器人本体内部的存储模块、人机交互模块、LED显示模块、人脸识别模块、手掌纹路采集模块、直流电机控制模块、音频播放器、通信模块、电源管理模块和传感器单元进行通信连接；

电源管理模块为控制主板、存储模块、人机交互模块、LED显示模块、人脸识别模块、手掌纹路采集模块、直流电机控制模块、音频播放器、通信模块和传感器单元供电；

存储模块设置有蓝牙接口和USB接口；蓝牙接口用于连接智能移动终端的控制软件，用户可以通过手机蓝牙功能从教育机器人上下载所需的资料；USB接口用于连接电脑编程软件或给用户提供资料备份接口，用户可以通过U盘向教育机器人上录入相关资料或电脑编程的软件，再通过LED显示模块对放入的电脑编程软件进行安装；

通信模块通过教育平台服务器通信连接，教育平台服务器连接有多个编程客户端；编程客户端将程序员编号的软件程序发送至教育平台服务器；教育平台服务器通过通信模块将程序发送至控制主板；控制主板根据程序控制目标器件执行相应操作，利用教育机器人的IP能够大批量的对不同的教育机器人的软件进行更新升级，方便快捷的同时提升了教育机器人的实用性。

其中，传感器单元包括超声波传感器、红外传感器、静脉采集器、麦克风和摄像机；静脉采集器位于机器人本体手掌处，用于采集人体手掌静脉图像，当教育机器人采集人脸面部图像时没有从人脸数据库中找对对应的用户，则会通过与用户握手的方式采集用户的掌纹和静脉，再通过询问用户姓名对用户安装标签存入人脸数据库，增强了教育机器人的教育的趣味性；摄像机位于机器人本体眼球处，用于采集人体面部图像；麦克风位于机器人本体耳朵处，用于获取声音数据，采集声纹同样作为用户辨别的依据之一。

其中，直流电机控制模块通过直流电机与车轮连接；车轮安装与机器人本体底部，超声波传感器、红外传感器能够对教育机器人周围环境和障碍物进行监测，当遇到障碍物或楼梯时，系统能够通过控制直流电机控制模块控制车轮的转向和转动速度。

其中，LED显示模块为LED触摸显示屏；LED触摸显示屏位于机器人本体胸口处；LED触摸显示屏上设置有按键触摸模块；按键触摸模块包括前进、后退、左转、右转、循环、清除及确认按键，用于对机器人的工作模式、运动程序和功能参数设置进行编写。

其中，通信模块包括分组无线服务技术GPRS模块和/或基于物联网NB-IoT模块。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种编程教育机器人，包括机器人本体和教育平台服务器，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种编程教育机器人，其特征在于，所述传感器单元包括超声波传感器、红外传感器、静脉采集器、麦克风和摄像机；所述静脉采集器位于机器人本体手掌处，用于采集人体手掌静脉图像；所述摄像机位于机器人本体眼球处，用于采集人体面部图像；所述麦克风位于机器人本体耳朵处，用于获取声音数据。

3.根据权利要求1所述的一种编程教育机器人，其特征在于，所述直流电机控制模块通过直流电机与车轮连接；所述车轮安装与机器人本体底部。

4.根据权利要求1所述的一种编程教育机器人，其特征在于，所述LED显示模块为LED触摸显示屏；所述LED触摸显示屏位于机器人本体胸口处；所述LED触摸显示屏上设置有按键触摸模块；所述按键触摸模块包括前进、后退、左转、右转、循环、清除及确认按键，用于对机器人的工作模式、运动程序和功能参数设置进行编写。

5.根据权利要求1所述的一种编程教育机器人，其特征在于，所述通信模块包括分组无线服务技术GPRS模块和/或基于物联网NB-IoT模块。