CN210667240U - 一种多功能教学机器人 - Google Patents

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Abstract

本实用新型适用于机器人技术领域,提供了一种多功能教学机器人,包括:机器人的头部、机身和基座;头部设有虹膜识别单元、摄像单元和语音播放器;机身内设有供电电源、MCU主控制器、音频识别单元、无线通信单元和数据存储单元,MCU主控制器分别与音频识别单元、无线通信单元、数据存储单元和供电电源连接;机身的前面设有触摸显示屏、无线麦克风和操作键盘,触摸显示屏、无线麦克风和操作键盘均与MCU主控制器连接,触摸显示屏设有教学模块和娱乐模块;机身的背面设有USB数据接口和开关按键,基座内设有无线充电模块和第一驱动单元,无线充电模块与供电电源电连接,第一驱动单元与MCU主控制器连接;基座底部两侧设有转动轮,转动轮与第一驱动单元连接。

Description

一种多功能教学机器人
技术领域
本实用新型属于机器人技术领域,尤其涉及一种多功能教学机器人。
背景技术
随着科技的发展,人工智能技术得到空前的发展,各行各业都开始利用人工智能技术,使各行各业都带来了崭新的发展机遇。
在教学领域,也逐渐尝试引用人工智能设备进行现代化教学的改进,通过人工智能设备能够大幅度提升教学效率,减少备课时间,提升课程效果。人工智能设备同样也能应用于家庭教育,使学龄儿童在家庭就能够接收到良好的教育,能够为家长节省时间及精力。
但目前的人工智能教学设备发展存在的问题是发展时间较短,功能比较单一。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种多功能教学机器人,旨在解决现有的人工智能教学设备功能比较单一的问题。
本实用新型实施例是这样实现的,一种多功能教学机器人,包括:机器人的头部、机身和基座;所述头部安装于机身上,机身安装于基座上,所述头部可在机身上180度转动;所述头部设置有虹膜识别单元、摄像单元和语音播放器;所述机身内设置有供电电源、MCU主控制器、音频识别单元、无线通信单元和数据存储单元,所述MCU主控制器分别与所述音频识别单元、无线通信单元、数据存储单元和供电电源连接;所述机身的前面设置有触摸显示屏、无线麦克风和操作键盘,所述触摸显示屏、无线麦克风和操作键盘均与所述MCU主控制器连接,所述触摸显示屏设置有教学模块和娱乐模块;所述机身的背面设置有USB数据接口和开关按键,所述USB数据接口分别与所述数据存储单元和供电电源连接,所述开关按键与所述供电电源电连接,所述开关按键为电容式触控按键;所述基座内设置有无线充电模块和第一驱动单元,所述无线充电模块与所述供电电源电连接,所述第一驱动单元与所述MCU主控制器连接;所述基座底部两侧设置有转动轮,所述转动轮与所述第一驱动单元连接。
优选地,所述数据存储单元,用于预存电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息。
优选地,所述摄像单元用于实时拍摄获取用户姿态信息,并将实时拍摄获取的用户姿态信息传输至MCU主控制器;
所述MCU主控制器用于将接收的所述用户姿态信息与数据存储单元内预存的人物姿态信息进行比对,当用户姿态信息与预存的人物姿态信息相识度大于80%时,控制语音播放器播放调整姿态的语音提示信息。
优选地,所述虹膜识别单元用于检测获取用户虹膜信息,并将检测获取的用户虹膜信息传输至MCU主控制器;
所述MCU主控制器还用于将接收的所述用户虹膜信息与数据存储单元内预存的用户虹膜信息进行比对,当接受的用户虹膜信息与预存的用户虹膜信息相同时,控制触摸显示屏开启教学模块和娱乐模块的触摸选择功能。
优选地,所述触摸显示屏用于用户对其进行触摸选择教学模块或娱乐模块,并可显示播放教学视频和娱乐视频,通过语音播放器输出声音;
优选地,所述USB数据接口用于通过数据线与智能终端连接输入或输出储存于所述数据存储单元内的电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息。
优选地,所述无线通信单元用于通过无线方式与智能终端连接输入或输出储存于所述数据存储单元内的电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息。
优选地,所述无线通信单元包括3G/4G通信单元、WIFI通信单元、蓝牙通信单元或者ZigBee通信单元中的一种或多种组合。
优选地,所述无线麦克风用于用户输入音频信息,并将输入的音频信息传输至MCU主控制器;
所述MCU主控制器还用于将接收的音频信息传输至音频识别单元,并根据音频识别单元对音频信息的分析处理结果控制第一驱动单元驱动转动轮执行相应的操作;
所述音频识别单元用于将所述MCU主控制器传输的音频信息进行分析处理,生成相应的音频指令。
优选地,所述机身两侧设置有机器人手,所述机器人手包括手臂、手腕和夹持部,所述机身内设置有第二驱动单元,所述机器人手与所述第二驱动单元连接,所述第二驱动单元与所述MCU主控制器连接,所述MCU主控制器还用于根据所述音频识别单元对音频信息的分析处理结果控制第二驱动单元驱动机器人手执行相应的操作。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1、用户可在机器人的触摸显示屏上选择喜欢的教学科目进行播放,然后机器人做出相应的教学辅导动作,以及用户在学习之余还可选择娱乐项目进行播放,为用户缓解学习疲劳,操作简单,使用方便,实现了教学娱乐相结合,提高了用户的学习积极性;
2、在教学和娱乐过程中可通过摄像单元拍摄获取用户姿态信息,以便于及时提醒用户调整姿态,避免用户在学习娱乐时长时间处于错误姿态中,影响身体健康;
3、可通过红膜识别单元检测获取用户虹膜信息,并通过MCU主控制器对用户虹膜信息进行比对,判断是否开启触摸显示屏的触摸选择功能,确保了教学机器人的使用安全性;
4、可通过无线麦克风采集获取用户的音频信息,并通过音频识别单元对音频信息进行分析处理,MCU主控制器根据分析处理结果控制第一驱动单元驱动转动轮执行相应操作以及控制第二驱动单元驱动机器人手执行相应操作,设计更加智能化,操作更加多样化;
5、可通过无线充电模块实现对供电电源充电,充电更加方便快捷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中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。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释,并不限定本实用新型的范围。
图1是本实用新型实施例提供的一种多功能教学机器人的系统结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的一种多功能教学机器人的结构示意图;
图3是本实用新型实施例提供的另一种多功能教学机器人的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1和2所示,在本实用新型实施例中,一种多功能教学机器人,包括:机器人的头部100、机身200和基座300,所述头部100可在机身200上180度转动;所述头部100安装于机身200上,机身200安装于基座300上;所述头部100设置有虹膜识别单元110、摄像单元120和语音播放器130;所述机身200内设置有供电电源210、MCU主控制器220、音频识别单元230、无线通信单元240和数据存储单元250,所述MCU主控制器220分别与所述音频识别单元230、无线通信单元240、数据存储单元250和供电电源210连接;所述机身200的前面设置有触摸显示屏260、无线麦克风270和操作键盘280,所述触摸显示屏260、无线麦克风270和操作键盘280均与所述MCU主控制器220连接,所述触摸显示屏260设置有教学模块和娱乐模块;所述机身200的背面设置有USB数据接口201和开关按键202,所述USB数据接口201与所述数据存储单元250连接,所述开关按键202与所述供电电源210电连接,所述开关按键202为电容式触控按键;所述基座300内设置有无线充电模块310和第一驱动单元320,所述无线充电模块310与所述供电电源210电连接,所述第一驱动单元320与所述MCU主控制器220连接;所述基座300底部两侧设置有转动轮301,所述转动轮301与所述第一驱动单元320连接。用户可在机器人的触摸显示屏上选择喜欢的教学科目进行播放,然后机器人做出相应的教学辅导动作,以及用户在学习之余还可选择娱乐项目进行播放,为用户缓解学习疲劳,操作简单,使用方便,实现了教学娱乐相结合,提高了用户的学习积极性;并且在教学和娱乐过程中可通过摄像单元拍摄获取用户姿态信息,以便于及时提醒用户调整姿态,避免用户在学习娱乐时长时间处于错误姿态中,影响身体健康;而且可通过红膜识别单元检测获取用户虹膜信息,并通过MCU主控制器对用户虹膜信息进行比对,判断是否开启触摸显示屏的触摸选择功能,确保了教学机器人的使用安全性;以及可通过无线麦克风采集获取用户的音频信息,并通过音频识别单元对音频信息进行分析处理,MCU主控制器根据分析处理结果控制第一驱动单元驱动转动轮执行相应操作以及控制第二驱动单元驱动机器人手执行相应操作,设计更加智能化,操作更加多样化;可通过无线充电模块实现对供电电源充电,充电更加方便快捷。
在本实用新型实施例中,所述数据存储单元250,用于预存电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息。其中,用户可通过USB数据接口201插接数据线与智能终端连接,通过智能终端将电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息输入储存于所述数据存储单元250内,或从所述数据存储单元250内输出电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息至智能终端,同时,用户还可通过USB数据接口201插接数据线给供电电源320进行充电;以及用户还可通过无线通信单元240以无线通信方式与智能终端连接,通过智能终端将电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息输入储存于所述数据存储单元250内,或从所述数据存储单元250内输出电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息至智能终端。较优的,所述无线通信单元240包括3G/4G通信单元、WIFI通信单元、蓝牙通信单元或者ZigBee通信单元中的一种或多种组合,即可通过WIFI通信单元实现远程控制操作,又可通过蓝牙通信单元实现近程控制操作。
在本实用新型实施例中,所述摄像单元120用于实时拍摄获取用户姿态信息,并将实时拍摄获取的用户姿态信息传输至MCU主控制器。所述MCU主控制器220用于将接收的所述用户姿态信息与数据存储单元内预存的人物姿态信息进行比对,当用户姿态信息与预存的人物姿态信息相识度大于80%时,控制语音播放器播放调整姿态的语音提示信息,避免用户在学习娱乐时长时间处于错误姿态中,影响身体健康。
在本实用新型实施例中,所述虹膜识别单元110用于检测获取用户虹膜信息,并将检测获取的用户虹膜信息传输至MCU主控制器。所述MCU主控制器220还用于将接收的所述用户虹膜信息与数据存储单元内预存的用户虹膜信息进行比对,当接受的用户虹膜信息与预存的用户虹膜信息相同时,控制触摸显示屏开启教学模块和娱乐模块的触摸选择功能,确保了教学机器人的使用安全性。
在本实用新型实施例中,所述触摸显示屏260用于用户对其进行触摸选择教学模块或娱乐模块,并可显示播放教学视频和娱乐视频,通过语音播放器输出声音;用户可在机器人的触摸显示屏上选择喜欢的教学科目进行播放,然后机器人做出相应的教学辅导动作,以及用户在学习之余还可选择娱乐项目进行播放,为用户缓解学习疲劳,同时,用户还可通过操作键盘280输入数据信息,并在触摸显示屏上显示,操作简单,使用方便,实现了教学娱乐相结合,提高了用户的学习积极性。
在本实用新型实施例中,所述无线麦克风270用于用户输入音频信息,并将输入的音频信息传输至MCU主控制器。所述MCU主控制器250还用于将接收的音频信息传输至音频识别单元,并根据音频识别单元对音频信息的分析处理结果控制第一驱动单元驱动转动轮执行相应的操作。所述音频识别单元230用于将所述MCU主控制器传输的音频信息进行分析处理,生成相应的音频指令。较优的,用户可通过无线麦克风输入向前走、向后走、向左走或向右走等其他类型的音频信息,并将输入的音频信息传输至MCU主控制器。例如,用户通过无线麦克风输入的音频信息为向前走,当所述MCU主控制器接收到该“向前走”的音频信息时,则将其传输至音频识别单元,所述音频识别单元对“向前走”的音频信息进行分析处理,生成“向前走”的音频指令,所述MCU控制器根据“向前走”的音频指令控制第一驱动单元驱动转动轮向前转动,从而实现教学机器人向前移动;又如,用户通过无线麦克风输入的音频信息为向后走,当所述MCU主控制器接收到该“向后走”的音频信息时,则将其传输至音频识别单元,所述音频识别单元对“向后走”的音频信息进行分析处理,生成“向后走”的音频指令,所述MCU控制器根据“向前走”的音频指令控制第一驱动单元驱动转动轮向后转动,从而实现教学机器人向后移动,设计更加智能化,操作更加多样化。
作为本实用新型的一个优选实施例,如图3所示,所述机身200两侧设置有机器人手290,所述机器人手290包括手臂291、手腕292和夹持部293,所述机身200内设置有第二驱动单元203,所述机器人手290与所述第二驱动单元203连接,所述第二驱动单元203与所述MCU主控制器220连接,所述MCU主控制器220还用于根据所述音频识别单元对音频信息的分析处理结果控制第二驱动单元驱动机器人手执行相应的操作。例如,用户通过无线麦克风输入的拿数学书的音频信息,当所述MCU主控制器接收到该“拿数学书”的音频信息时,则将其传输至音频识别单元,所述音频识别单元对“那数学书”的音频信息进行分析处理,生成“按数学书”的音频指令,所述MCU控制器根据“拿数学书”的音频指令控制摄像单元拍摄获取图像信息,并将拍摄获取的图像信息与数据传输单元内存储的数学书的图像信息进行比对,当拍摄获取的图像信息与存储的数学书的图像信息相似度大于80%时,则控制第二驱动单元驱动机器人手通过夹持部夹持所拍摄识别相似的物体,并将送至用户身边,设计更加智能化,操作更加多样化。
本实用新型的有益效果是:
1、用户可在机器人的触摸显示屏上选择喜欢的教学科目进行播放,然后机器人做出相应的教学辅导动作,以及用户在学习之余还可选择娱乐项目进行播放,为用户缓解学习疲劳,操作简单,使用方便,实现了教学娱乐相结合,提高了用户的学习积极性;
2、在教学和娱乐过程中可通过摄像单元拍摄获取用户姿态信息,以便于及时提醒用户调整姿态,避免用户在学习娱乐时长时间处于错误姿态中,影响身体健康;
3、可通过红膜识别单元检测获取用户虹膜信息,并通过MCU主控制器对用户虹膜信息进行比对,判断是否开启触摸显示屏的触摸选择功能,确保了教学机器人的使用安全性;
4、可通过无线麦克风采集获取用户的音频信息,并通过音频识别单元对音频信息进行分析处理,MCU主控制器根据分析处理结果控制第一驱动单元驱动转动轮执行相应操作以及控制第二驱动单元驱动机器人手执行相应操作,设计更加智能化,操作更加多样化;
5、可通过无线充电模块实现对供电电源充电,充电更加方便快捷。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能教学机器人,包括:机器人的头部、机身和基座;所述头部安装于机身上,机身安装于基座上,所述头部可在机身上180度转动;其特征在于,所述头部设置有虹膜识别单元、摄像单元和语音播放器;所述机身内设置有供电电源、MCU主控制器、音频识别单元、无线通信单元和数据存储单元,所述MCU主控制器分别与所述音频识别单元、无线通信单元、数据存储单元和供电电源连接;所述机身的前面设置有触摸显示屏、无线麦克风和操作键盘,所述触摸显示屏、无线麦克风和操作键盘均与所述MCU主控制器连接,所述触摸显示屏设置有教学模块和娱乐模块;所述机身的背面设置有USB数据接口和开关按键,所述USB数据接口分别与所述数据存储单元和供电电源连接,所述开关按键与所述供电电源电连接,所述开关按键为电容式触控按键;所述基座内设置有无线充电模块和第一驱动单元,所述无线充电模块与所述供电电源电连接,所述第一驱动单元与所述MCU主控制器连接;所述基座底部两侧设置有转动轮,所述转动轮与所述第一驱动单元连接。
2.如权利要求1所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述数据存储单元,用于预存电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息。
3.如权利要求2所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述摄像单元用于实时拍摄获取用户姿态信息,并将实时拍摄获取的用户姿态信息传输至MCU主控制器;
所述MCU主控制器用于将接收的所述用户姿态信息与数据存储单元内预存的人物姿态信息进行比对,当用户姿态信息与预存的人物姿态信息相识度大于80%时,控制语音播放器播放调整姿态的语音提示信息。
4.如权利要求2所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述虹膜识别单元用于检测获取用户虹膜信息,并将检测获取的用户虹膜信息传输至MCU主控制器;
所述MCU主控制器还用于将接收的所述用户虹膜信息与数据存储单元内预存的用户虹膜信息进行比对,当接受的用户虹膜信息与预存的用户虹膜信息相同时,控制触摸显示屏开启教学模块和娱乐模块的触摸选择功能。
5.如权利要求4所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述触摸显示屏用于用户对其进行触摸选择教学模块或娱乐模块,并可显示播放教学视频和娱乐视频,通过语音播放器输出声音。
6.如权利要求2所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述USB数据接口用于通过数据线与智能终端连接输入或输出储存于所述数据存储单元内的电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息。
7.如权利要求2所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述无线通信单元用于通过无线方式与智能终端连接输入或输出储存于所述数据存储单元内的电子版学习资料、娱乐资料、用户虹膜信息、人物姿态信息和语音提示信息。
8.如权利要求7所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述无线通信单元包括3G/4G通信单元、WIFI通信单元、蓝牙通信单元或者ZigBee通信单元中的一种或多种组合。
9.如权利要求1所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述无线麦克风用于用户输入音频信息,并将输入的音频信息传输至MCU主控制器;
所述MCU主控制器还用于将接收的音频信息传输至音频识别单元,并根据音频识别单元对音频信息的分析处理结果控制第一驱动单元驱动转动轮执行相应的操作;
所述音频识别单元用于将所述MCU主控制器传输的音频信息进行分析处理,生成相应的音频指令。
10.如权利要求9所述的多功能教学机器人,其特征在于,所述机身两侧设置有机器人手,所述机器人手包括手臂、手腕和夹持部,所述机身内设置有第二驱动单元,所述机器人手与所述第二驱动单元连接,所述第二驱动单元与所述MCU主控制器连接,所述MCU主控制器还用于根据所述音频识别单元对音频信息的分析处理结果控制第二驱动单元驱动机器人手执行相应的操作。
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