CN216817663U - 一种模组化机器人教学系统及其教学机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模组化机器人教学系统及其教学机器人，所述模组化机器人教学系统包括，主摄像模块，用户获取周围影像信息；控制模块，用于输入控制指令，并向相应模块发送控制指令；自动行走模块，用于根据设定路线行走移动；电脑模块，用于分析处理相关数据；机械手模块，用于执取物品；联接组件，实现两彼此组装的模块之间的电路连接和/或通讯连接；所述联接组件设置于两彼此组装的模块之间；所述主摄像模块、控制模块、自动行走模块、电脑模块和机械手模块中两组以上模块彼此组装形成自定义教学机器人。本系统能根据需要自定义组合形成不同的教学机器人，以便学员更加直观、深刻、高效的学习机器人的基础知识和理论。

Description

一种模组化机器人教学系统及其教学机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人教学系统，具体是一种模组化机器人教学系统及其教学机器人。

背景技术

机器人具有智能、自动、高效等优点，各行各业已经开始广泛应用相应的机器人完成相应的工作，如：餐饮行业开始应用机器人代替或辅助服务员完成相关服务工作、制造行业较早之前已经应用机器人代替或辅助工人完成大批量生产任务、建筑行业开始应用机器人代替或辅助建筑工人完成相对困难或危险的工作、机器人甚至可应用于救援任务中；正因为机器人在各个行业都能发挥重要的作用，所以有必要大力发展机器人产业，这就需要依赖一些优秀的机器人研发人员等，对于相关人员的培养，由于没有系统、有效的教学方式，导致机器人教学难以开展，且成效低。因此，有必要设计一种有效培养机器人人才的教学系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种模组化机器人教学系统及其教学机器人，本系统能根据需要自定义组合形成不同的教学机器人，以便学员更加直观、深刻、高效的学习机器人的基础知识和理论。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种模组化机器人教学系统，包括，

主摄像模块，用户获取周围影像信息；

控制模块，用于输入控制指令，并向相应模块发送控制指令；

自动行走模块，用于根据设定路线行走移动；

电脑模块，用于分析处理相关数据；

机械手模块，用于执取物品；

联接组件，实现两彼此组装的模块之间的电路连接和/或通讯连接；所述联接组件设置于两彼此组装的模块之间；

所述主摄像模块、控制模块、自动行走模块、电脑模块和机械手模块中两组以上模块彼此组装形成自定义教学机器人。

所述主摄像模块包括拍摄角度和/或焦距可调整的主摄像部件、及用于安装固定主摄像部件的摄像底座；所述摄像底座拆卸式装配于对应的模块上；所述主摄像部件电路连接和/或通讯连接所述联接组件。

所述自动行走模块包括沿设定路线或自定义路线行走移动的自动导航小车、小车壳体、及通过无线电波测定障碍物位置的雷达部件和/或用于测量与用户之间距离的超声波部件；所述自动导航小车、及雷达部件和/或超声波部件安装固定于小车壳体上，小车壳体拆卸式装配于对应的模块上；所述自动导航小车和/或雷达部件和/或超声波部件电路连接和/或通讯连接所述联接组件。

所述控制模块包括用于收发控制指令的控制电路板、用于安装固定控制电路板的控制壳体；所述控制壳体拆卸式装配于对应的模块上；所述控制电路板电路连接和/或通讯连接所述联接组件。

还包括，

音频接收模块，用于收集周围音频；

音频播报模块，用于播报音频信息；

通讯模块，用于实现无线通讯；

所述音频接收模块、音频播报模块和通讯模块中一组以上模块拆卸式装配于所述自定义教学机器人上；所述音频接收模块、音频播报模块和通讯模块通过所述联接组件与自定义教学机器人电路连接和/或通讯连接。

所述联接组件包括具有电接口和/或通讯接口的接口部件、及具有电接头和/或通讯接头的接头部件，接口部件与接头部件彼此组合实现电路连接和/或通讯连接；和/或，所述联接组件包括具有电接口和/或通讯接口的接口部件，彼此组装的两模块分别设置有所述接口部件，两接口部件之间通过导电线和/或通讯线彼此电路连接和/或通讯连接。

一种视频会议教学机器人，所述视频会议教学机器人由上述的模组化机器人教学系统组装而成；所述视频会议教学机器人包括所述主摄像模块、所述控制模块、所述自动行走模块和所述电脑模块；所述主摄像模块设置于控制模块顶部；所述控制模块设置于自动行走模块顶部；所述电脑模块设置于控制模块或自动行走模块上。

本视频会议教学机器人还包括升降模块和主显示模块；所述主摄像模块通过升降模块设置于控制模块上，升降模块驱动主摄像模块相对控制模块上下升降；所述主显示模块设置于升降模块或控制模块上。

一种机械手教学机器人，所述机械手教学机器人由上述的模组化机器人教学系统组装而成；所述机械手教学机器人包括所述控制模块、机械手模块和自动行走模块；所述控制模块和机械手模块分别设置于自动行走模块上。

本机械手教学机器人还包括用于操控机械手模块的机械手操控模块；所述机械手操控模块包括操控显示部件和操控壳体；所述操控显示部件设置于操控壳体上，且电路连接和/或通讯连接所述联接组件；所述操控壳体可拆卸式设置于自动行走模块上。

本实用新型的有益效果如下：

通过设置多种具备相应功能的模块，且各模块之间可自定义组合拼装形成自定义教学机器人，各模块之间彼此配合使自定义教学机器人具备相应的功能；通过上述以自定义组合方式组装出具备相应功能的自定义教学机器人的教学方式，有助于学员更加直观、清晰、深刻了解机器人的构造、机理、原理等，各模块之间可自由组合可增加学习兴趣，激发无限潜能和创意。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中第一视频会议教学机器人的分解图。

图2为本实用新型一实施例中第二视频会议教学机器人的分解图。

图3为本实用新型一实施例中第二视频会议教学机器人的爆炸图。

图4为本实用新型一实施例中第一机械手教学机器人的分解图。

图5为本实用新型一实施例中第二机械手教学机器人的分解图。

图6为本实用新型一实施例中第三机械手教学机器人的爆炸图。

图7为本实用新型一实施例中主摄像模块的分爆炸图。

图8为本实用新型一实施例中第一控制模块的爆炸图。

图9为本实用新型一实施例中自动行走模块的爆炸图。

图10为本实用新型一实施例中第二控制模块的爆炸图。

图11为本实用新型一实施例中机械手操控模块的爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图1-图11，本实施例涉及的模组化机器人教学系统，包括，

主摄像模块100，用户获取周围影像信息；

控制模块，用于输入控制指令，并向相应模块发送控制指令；

自动行走模块300，用于根据设定路线或自定义路线行走移动；

电脑模块400，用于分析处理相关数据；

机械手模块700，用于执取物品；

联接组件，实现两彼此组装的模块之间的电路连接和/或通讯连接；联接组件设置于两彼此组装的模块之间；

主摄像模块100、控制模块、自动行走模块300、电脑模块400和机械手模块700中两组以上模块彼此组装形成自定义教学机器人；两模块之间通过快装结构彼此组装连接，拆装操作方便快捷。自定义教学机器人包括下面的视频会议教学机器人或机械手教学机器人等。

进一步地，主摄像模块100包括拍摄角度和焦距等参数可调整的主摄像部件12、及用于安装固定主摄像部件12的摄像底座13，通过调整主摄像部件12的拍摄角度和焦距等参数可有针对性的拍摄指定区域、对象等；摄像底座13拆卸式装配于对应的模块上；主摄像部件12电路连接和通讯连接联接组件；此外，摄像底座13顶部固定设置有用于覆盖主摄像部件12的透明罩11，摄像底座13侧部设置有为拍摄补光的补光部件14，补光部件14电路连接联接组件。

进一步地，自动行走模块300包括沿设定路线或自定义路线行走移动的自动导航小车36、安装固定自动导航小车36的小车壳体、通过无线电波测定障碍物位置的雷达部件310、用于测量与用户之间距离的超声波部件37、及用于获取周围影响的第一副摄像部件38；自动导航小车36、雷达部件310、超声波部件37和第一副摄像部件38分别安装固定于小车壳体上，小车壳体拆卸式装配于对应的模块上；自动导航小车36、雷达部件310、超声波部件37、及第一副摄像部件38分别电路连接和通讯连接联接组件。具体地，小车壳体由小车上壳体33和小车主壳体35等组成，自动导航小车36固定连接小车上壳体33和/或小车主壳体35，超声波部件37和第一副摄像部件38分别固定于小车主壳体35上，雷达部件310通过雷达固定板39固定于小车上壳体33上，小车主壳体35外侧壁上设置有第一灯带34、第一灯带34电路连接联接组件。雷达部件310工作使自动行走模块300能识别障碍物，进而有效避障；超声波部件37与第一副摄像部件38彼此配合，使自动行走模块300具备跟随用户的功能。

进一步地，控制模块包括用于收发控制指令的控制电路板、用于安装固定控制电路板的控制壳体；控制壳体拆卸式装配于对应的模块上；控制电路板电路连接和通讯连接联接组件。

进一步地，本系统还包括，

音频接收模块（图中未示出），用于收集周围音频；

音频播报模块（图中未示出），用于播报音频信息；

通讯模块（图中未示出），用于实现无线通讯；

音频接收模块、音频播报模块和通讯模块中一组以上模块拆卸式装配于自定义教学机器人上；音频接收模块、音频播报模块和通讯模块通过联接组件与自定义教学机器人电路连接和通讯连接。音频接收模块与音频播报模块相互配合可实现语音交流；通讯模块可通过5G、4G等网络实施无线通讯，以与云端服务器或控制终端沟通互联。

进一步地，联接组件包括具有电接口和通讯接口的接口部件（22、31）、及具有电接头和通讯接头的接头部件（图中未示出），接口部件与接头部件彼此组合实现电路连接和通讯连接；电接口可以是电耦合母头，电接头可以是电耦合公头，电接口与电接头相互插接耦合，使彼此电路连接；通讯接口可以是USB母头，通讯接头可以是USB公头，通讯接口与通讯接头相互插接，使彼此通讯连接。和/或，联接组件包括具有电接口和通讯接口的接口部件，彼此组装的两模块分别设置有接口部件，两接口部件之间通过导电线和通讯线彼此电路连接和通讯连接。

参见图1，本实施例涉及的第一视频会议教学机器人A由上述的模组化机器人教学系统组装而成；第一视频会议教学机器人A包括主摄像模块100、控制模块、自动行走模块300和电脑模块400；主摄像模块100设置于控制模块顶部；控制模块设置于自动行走模块300顶部；电脑模块400设置于控制模块上。本视频会议教学机器人中，他通过主摄像模块100可获取会议中演讲者或演讲内容等相关影像信息，电脑模块400能有效分析主摄像模块100采集的影像信息，经过分析处理后再输出相关数据形成可播报的影像信息；自动行走模块300可跟随演讲者移动或自动行走至最佳拍摄位置，保证拍摄效果。

进一步地，第一视频会议教学机器人A中，控制模块采用第一控制模块200；第一控制模块200包括用于收发控制指令的第一控制电路板25、用于安装固定第一控制电路板25的第一控制壳体；第一控制壳体拆卸式装配于自动行走模块300（小车上壳体33）顶部；第一控制电路板25电路连接和通讯连接联接组件。具体地，第一控制壳体包括彼此装配的控制上壳24、后盖板27、支撑壳体29、支架部件210和控制壳体211；控制上壳24装配于控制壳体211顶部，接口部件22设置于控制上壳24上，第一控制电路板25设置于控制壳体211内腔，控制壳体211前侧设置有控制显示部件212，控制壳体211外侧壁设置有第二灯带26，后盖板27设置于支撑壳体29后侧，支撑壳体29上设置有散热风扇28，支架部件210设置于支撑壳体29前侧，电脑模块400固定装配与支架部件210上。

参见图2和3，本实施例涉及的第二视频会议教学机器人B不同于上述第一视频会议教学机器人A之处在于：第二视频会议教学机器人B还包括升降模块500和主显示模块600；主摄像模块100通过升降模块500设置于控制模块上，升降模块500驱动主摄像模块100相对控制模块上下升降；主显示模块600设置于升降模块500上。

参见图4，本实施例涉及的第一机械手教学机器人C由上述的模组化机器人教学系统组装而成；第一机械手教学机器人C包括主摄像模块100、控制模块、机械手模块700和自动行走模块300；主摄像模块100设置于控制模块顶部，控制模块和机械手模块700分别设置于自动行走模块300上；控制模块选用上述的第一控制模块200；然而，第一控制模块200中的支架部件210可取消。

参见图5，本实施例涉及第二机械手教学机器人D不同于上述第一机械手教学机器人C之处在于：控制模块选用第二控制模块800；第二控制模块800包括彼此配合装配的控制前壳体81和控制后壳体83、及用于收发控制指令的第二控制电路板82，第二控制电路板82固定装配于控制前壳体81与控制后壳体83之间。

参见图6，本实施例涉及的第三机械手教学机器人E不同于第二机械手教学机器人D之处在于：第三机械手教学机器人E还包括用于操控机械手模块700的机械手操控模块900；机械手操控模块900包括操控显示部件91和操控壳体93；操控显示部件91固定设置于操控壳体93上，且电路连接和通讯连接联接组件；操控壳体93可拆卸式设置于自动行走模块300顶部，且包覆机械手模块700局部，操控壳体93外侧壁上设置有第三灯带92和第二副摄像部件94。

上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种模组化机器人教学系统，其特征在于：包括，

主摄像模块（100），用户获取周围影像信息；

控制模块，用于输入控制指令，并向相应模块发送控制指令；

自动行走模块（300），用于根据设定路线行走移动；

电脑模块（400），用于分析处理相关数据；

机械手模块（700），用于执取物品；

联接组件，实现两彼此组装的模块之间的电路连接和/或通讯连接；所述联接组件设置于两彼此组装的模块之间；

所述主摄像模块（100）、控制模块、自动行走模块（300）、电脑模块（400）和机械手模块（700）中两组以上模块彼此组装形成自定义教学机器人。

2.根据权利要求1所述模组化机器人教学系统，其特征在于：所述主摄像模块（100）包括拍摄角度和/或焦距可调整的主摄像部件（12）、及用于安装固定主摄像部件（12）的摄像底座（13）；所述摄像底座（13）拆卸式装配于对应的模块上；所述主摄像部件（12）电路连接和/或通讯连接所述联接组件。

3.根据权利要求1所述模组化机器人教学系统，其特征在于：所述自动行走模块（300）包括沿设定路线或自定义路线行走移动的自动导航小车（36）、小车壳体、及通过无线电波测定障碍物位置的雷达部件（310）和/或用于测量与用户之间距离的超声波部件（37）；所述自动导航小车（36）、及雷达部件（310）和/或超声波部件（37）安装固定于小车壳体上，小车壳体拆卸式装配于对应的模块上；所述自动导航小车（36）和/或雷达部件（310）和/或超声波部件（37）电路连接和/或通讯连接所述联接组件。

4.根据权利要求1所述模组化机器人教学系统，其特征在于：所述控制模块包括用于收发控制指令的控制电路板、用于安装固定控制电路板的控制壳体；所述控制壳体拆卸式装配于对应的模块上；所述控制电路板电路连接和/或通讯连接所述联接组件。

5.根据权利要求1所述模组化机器人教学系统，其特征在于：还包括，

音频接收模块，用于收集周围音频；

音频播报模块，用于播报音频信息；

通讯模块，用于实现无线通讯；

所述音频接收模块、音频播报模块和通讯模块中一组以上模块拆卸式装配于所述自定义教学机器人上；所述音频接收模块、音频播报模块和通讯模块通过所述联接组件与自定义教学机器人电路连接和/或通讯连接。

6.根据权利要求1所述模组化机器人教学系统，其特征在于：所述联接组件包括具有电接口和/或通讯接口的接口部件、及具有电接头和/或通讯接头的接头部件，接口部件与接头部件彼此组合实现电路连接和/或通讯连接；和/或，所述联接组件包括具有电接口和/或通讯接口的接口部件，彼此组装的两模块分别设置有所述接口部件，两接口部件之间通过导电线和/或通讯线彼此电路连接和/或通讯连接。

7.一种视频会议教学机器人，其特征在于：所述视频会议教学机器人由权利要求1-6任一项所述的模组化机器人教学系统组装而成；所述视频会议教学机器人包括所述主摄像模块（100）、所述控制模块、所述自动行走模块（300）和所述电脑模块（400）；所述主摄像模块（100）设置于控制模块顶部；所述控制模块设置于自动行走模块（300）顶部；所述电脑模块（400）设置于控制模块或自动行走模块（300）上。

8.根据权利要求7所述视频会议教学机器人，其特征在于：还包括升降模块（500）和主显示模块（600）；所述主摄像模块（100）通过升降模块（500）设置于控制模块上，升降模块（500）驱动主摄像模块（100）相对控制模块上下升降；所述主显示模块（600）设置于升降模块（500）或控制模块上。

9.一种机械手教学机器人，其特征在于；所述机械手教学机器人由权利要求1-6任一项所述的模组化机器人教学系统组装而成；所述机械手教学机器人包括所述控制模块、机械手模块（700）和自动行走模块（300）；所述控制模块和机械手模块（700）分别设置于自动行走模块（300）上。

10.根据权利要求9所述机械手教学机器人，其特征在于：还包括用于操控机械手模块（700）的机械手操控模块（900）；所述机械手操控模块（900）包括操控显示部件（91）和操控壳体（93）；所述操控显示部件（91）设置于操控壳体（93）上，且电路连接和/或通讯连接所述联接组件；所述操控壳体（93）可拆卸式设置于自动行走模块（300）上。

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