基于神经元网络的教育机器人控制设计制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，具体涉及基于神经元网络的教育机器人控制设计，包括教育机器人主体，所述教育机器人主体包括机器人头部、机器人身体、机器人左上肢、机器人右上肢、机器人左下肢和机器人右下肢，所述机器人身体内设有控制板，所述控制板内设有神经元芯片，所述控制板的输出端电连接有头部控制模块、表情控制模块、四周运动控制模块和语音控制模块，所述机器人头部设有视觉模块，所述视觉模块设有视觉传感器，所述视觉模块的输出端与控制板内的神经元芯片连接。本发明专利技术提供基于神经元网络的教育机器人控制设计，能够使教育机器人通过与环境的交互在线学习获得新的行为，使得教育机器人能够根据特定的任务选择能达到目标的最优动作。

Control design of educational robot based on Neural Network

The invention belongs to the technical field of the robot, in particular to the control design of education robot based on neural network, including the education of the educational robot body, the robot body including robot head, robot robot body, left arm, right arm, left leg robot robot and robot the right lower limb, the robot body is provided with a control panel, the control panel in a neuron chip, the control board is electrically connected with the output end of a head control module, control module, look around the motion control module and voice control module, vision module is provided with the machine head, the vision module is provided with a vision sensor, the output neuron chip and the control panel of the vision module within the connection. The invention provides a control design of education robot based on neural network, can make education through interaction with the online robot learning environment to obtain a new behavior, the educational robot can according to the specific task to select the optimal action to achieve their objectives.

【技术实现步骤摘要】
基于神经元网络的教育机器人控制设计
本专利技术属于机器人
，具体涉及基于神经元网络的教育机器人控制设计。
技术介绍
教育机器人是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。它除了机器人机体本身之外，还有相应的控制软件和教学课本等。教育机器人因为适应新课程，对学生科学素养的培养和提高起到了积极的作用，在众多中小学学校得以推广，并以其“玩中学”的特点深受青少年的喜爱，机器人走入学校和电脑普及校园一样，已经成为必定的趋势，机器人教育已经成为中小学教育领域的新课程。教育机器人未来将成为趋势，当今社会需要具有创新意识、有创造性思维的人才，未来的社会更是如此。随着教育机器人应用领域的不断拓展，教育机器人所面临的任务也越来越复杂，尽管很多情况下研究人员可以对教育机器人可能执行的重复行为进行预编程，但为实现整体的期望行为而进行行为设计变得越来越困难，设计人员往往不可能事先对机器人的所有行为做出合理的预测。因此，本专利技术提供一种能够感知环境的自治教育机器人控制设计，能够通过与环境的交互在线学习获得新的行为，使得教育机器人能够根据特定的任务选择能达到目标的最优动作。
技术实现思路
针对现有
技术介绍
存在的不足，本专利技术提供基于神经元网络的教育机器人控制设计，能够使教育机器人通过与环境的交互在线学习获得新的行为，使得教育机器人能够根据特定的任务选择能达到目标的最优动作。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：基于神经元网络的教育机器人控制设计，包括教育机器人主体，所述教育机器人主体包括机器人头部、机器人身体、机器人左上肢、机器人右上肢、机器人左下肢和机器人右下肢，所述机器人身体内设有控制板，所述控制板内设有神经元芯片，所述控制板的输出端电连接有头部控制模块、表情控制模块、四周运动控制模块和语音控制模块，所述头部控制模块、表情控制模块、四周运动控制模块和语音控制模块安装在机器人头部，所述机器人头部设有视觉模块，所述视觉模块设有视觉传感器，所述视觉模块的输出端与控制板内的神经元芯片连接，所述控制板的输出端连接有身体控制模块、左关节控制模块、左上肢控制模块、左手控制模块、右关节控制模块、右上肢控制模块、右手控制模块、左下肢关节控制模块、左下肢控制模块、左J脚控制模块、右下肢关节控制模块、右下肢控制模块和右J脚控制模块，所述身体控制模块安装在机器人身体内，所述左关节控制模块、左上肢控制模块和左手控制模块安装在机器人左上肢内，所述左关右关节控制模块、右上肢控制模块和右手控制模块安装在机器人右上肢内，所述左下肢关节控制模块、左下肢控制模块和左J脚控制模块安装在机器人左下肢内，所述右下肢关节控制模块、右下肢控制模块和右J脚控制模块安装在机器人右下肢内，所述机器人左上肢设有左触觉传感器，所述左触觉传感器连接有左触觉模块，所述机器人右上肢设有右触觉传感器，所述右触觉传感器连接有右触觉模块，所述机器人左下肢设有左下肢触觉传感器，所述左下肢触觉传感器连接有左下肢触觉模块，所述机器人右下肢设有右下肢触觉传感器，所述右下肢触觉传感器连接有右下肢触觉模块，所述左触觉模块、右触觉模块、左下肢触觉模块和右下肢触觉模块的输出端与控制板内的神经元芯片连接，所述控制板内设有蓝牙模块和WiFi模块，所述蓝牙模块无线连接有遥控器，所述WiFi模块无线连接有网络数据库和计算机。采用上述技术方案的专利技术，通过左触觉传感器、右触觉传感器、左下肢触觉传感器和右下肢触觉传感器，接收周围的环境信息，然后通过左触觉模块、右触觉模块、左下肢触觉模块、右下肢触觉模块传输到神经元芯片，通过视觉模块设有视觉传感器对周围环境的判断，并将信号传输到神经元芯片，神经元芯片将接收的信号处理后，通过控制板对教育机器人进行控制。进一步限定，所述神经元芯片内的神经网络与机器人工作的结构空间具有相同的拓扑结构，每个神经元只与其局部邻域内的神经元相连接，连接形式都相同，连接权都相等，神经元之间信息的传播是双向的，这样的设计，可以使神经元芯片更好的对教育机器人进行控制。进一步限定，所述左触觉传感器、右触觉传感器、左下肢触觉传感器和右下肢触觉传感器的型号相同，这样的设计，可以使左触觉传感器、右触觉传感器、左下肢触觉传感器和右下肢触觉传感器相互替换使用，节约成本。进一步限定，所述左触觉传感器为压阻式阵列触觉传感器，这样的设计，可以使左触觉传感器的精度更高。进一步限定，所述视觉传感器包含有2～3个图像传感器，这样的设计，可以使视觉传感器能够更好的接受周围的环境信息。进一步限定，所述图像传感器为CCD摄像机，这样的设计，可以在不影响视觉传感器的精度的情况下，降低产品成本。进一步限定，所述控制板内设有微处理器、程序存储器、数据存储器，这样的设计，可以使控制板的使用效果更好。进一步限定，所述控制板设有USB接口，这样的设计，可以使通过USB接口向教育机器人内传输数据。进一步限定，所述WiFi模块包括语音输入输出、多通道视频输入以及无线通信，其用于教育机器人与Intel网络的通信，这样的设计，可以使教育机器人与Intel网络连接更加稳定。进一步限定，所述蓝牙模块为蓝牙数据模块，这样的设计，可以通过蓝牙模块传输数据。本专利技术的有益效果：1、用带有神经元芯片，可以自学习，通过先示教的方式，控制机器人的动作。2、主控制器带有蓝牙和WiFi接口，可以进行遥控，和网络连接，与数据库进行交互。附图说明本专利技术可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；图1为本专利技术基于神经元网络的教育机器人控制设计实施例的结构示意图；主要元件符号说明如下：机器人头部1、头部控制模块11、表情控制模块12、四周运动控制模块13、语音控制模块14、视觉模块15、机器人身体2、控制板21、身体控制模块22、机器人左上肢3、左关节控制模块31、左上肢控制模块32、左手控制模块33、左触觉模块34、机器人右上肢4、左关右关节控制模块41、右上肢控制模块42、右手控制模块43、右触觉模块44、机器人左下肢5、左下肢关节控制模块51、左下肢控制模块52、左J脚控制模块53、左下肢触觉模块54、机器人右下肢6、右下肢关节控制模块61、右下肢控制模块62、右J脚控制模块63、右下肢触觉模块64。具体实施方式为了使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案进一步说明。如图1所示，本专利技术的基于神经元网络的教育机器人控制设计，包括教育机器人主体，教育机器人主体包括机器人头部1、机器人身体2、机器人左上肢3、机器人右上肢4、机器人左下肢5和机器人右下肢6，机器人身体2内设有控制板21，控制板21内设有神经元芯片，控制板21的输出端电连接有头部控制模块11、表情控制模块12、四周运动控制模块13和语音控制模块14，头部控制模块11、表情控制模块12、四周运动控制模块13和语音控制模块14安装在机器人头部1，机器人头部1设有视觉模块15，视觉模块15设有视觉传感器，视觉模块15的输出端与控制板21内的神经元芯片连接，控制板21的输出端连接有身体控制模块22、左关节控制模块31、左上肢控制模块32、左手控制模块33、右关节控制模块41、右上肢控制模块42、右手控制模块43、左下肢关节控制模块51、左本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于神经元网络的教育机器人控制设计，包括教育机器人主体，所述教育机器人主体包括机器人头部(1)、机器人身体(2)、机器人左上肢(3)、机器人右上肢(4)、机器人左下肢(5)和机器人右下肢(6)，其特征在于：所述机器人身体(2)内设有控制板(21)，所述控制板(21)内设有神经元芯片，所述控制板(21)的输出端电连接有头部控制模块(11)、表情控制模块(12)、四周运动控制模块(13)和语音控制模块(14)，所述头部控制模块(11)、表情控制模块(12)、四周运动控制模块(13)和语音控制模块(14)安装在机器人头部(1)，所述机器人头部(1)设有视觉模块(15)，所述视觉模块(15)设有视觉传感器，所述视觉模块(15)的输出端与控制板(21)内的神经元芯片连接，所述控制板(21)的输出端连接有身体控制模块(22)、左关节控制模块(31)、左上肢控制模块(32)、左手控制模块(33)、右关节控制模块(41)、右上肢控制模块(42)、右手控制模块(43)、左下肢关节控制模块(51)、左下肢控制模块(52)、左J脚控制模块(53)、右下肢关节控制模块(61)、右下肢控制模块(62)和右J脚控制模块(63)，所述身体控制模块(22)安装在机器人身体(2)内，所述左关节控制模块(31)、左上肢控制模块(32)和左手控制模块(33)安装在机器人左上肢(3)内，所述左关右关节控制模块(41)、右上肢控制模块(42)和右手控制模块(43)安装在机器人右上肢(4)内，所述左下肢关节控制模块(51)、左下肢控制模块(52)和左J脚控制模块(53)安装在机器人左下肢(5)内，所述右下肢关节控制模块(61)、右下肢控制模块(62)和右J脚控制模块(63)安装在机器人右下肢(6)内，所述机器人左上肢(3)设有左触觉传感器，所述左触觉传感器连接有左触觉模块(34)，所述机器人右上肢(4)设有右触觉传感器，所述右触觉传感器连接有右触觉模块(44)，所述机器人左下肢(5)设有左下肢触觉传感器，所述左下肢触觉传感器连接有左下肢触觉模块(54)，所述机器人右下肢(6)设有右下肢触觉传感器，所述右下肢触觉传感器连接有右下肢触觉模块(64)，所述左触觉模块(34)、右触觉模块(44)、左下肢触觉模块(54)和右下肢触觉模块(64)的输出端与控制板(21)内的神经元芯片连接，所述控制板(21)内设有蓝牙模块和WiFi模块，所述蓝牙模块无线连接有遥控器，所述WiFi模块无线连接有网络数据库和计算机。...

【技术特征摘要】
1.基于神经元网络的教育机器人控制设计，包括教育机器人主体，所述教育机器人主体包括机器人头部(1)、机器人身体(2)、机器人左上肢(3)、机器人右上肢(4)、机器人左下肢(5)和机器人右下肢(6)，其特征在于：所述机器人身体(2)内设有控制板(21)，所述控制板(21)内设有神经元芯片，所述控制板(21)的输出端电连接有头部控制模块(11)、表情控制模块(12)、四周运动控制模块(13)和语音控制模块(14)，所述头部控制模块(11)、表情控制模块(12)、四周运动控制模块(13)和语音控制模块(14)安装在机器人头部(1)，所述机器人头部(1)设有视觉模块(15)，所述视觉模块(15)设有视觉传感器，所述视觉模块(15)的输出端与控制板(21)内的神经元芯片连接，所述控制板(21)的输出端连接有身体控制模块(22)、左关节控制模块(31)、左上肢控制模块(32)、左手控制模块(33)、右关节控制模块(41)、右上肢控制模块(42)、右手控制模块(43)、左下肢关节控制模块(51)、左下肢控制模块(52)、左J脚控制模块(53)、右下肢关节控制模块(61)、右下肢控制模块(62)和右J脚控制模块(63)，所述身体控制模块(22)安装在机器人身体(2)内，所述左关节控制模块(31)、左上肢控制模块(32)和左手控制模块(33)安装在机器人左上肢(3)内，所述左关右关节控制模块(41)、右上肢控制模块(42)和右手控制模块(43)安装在机器人右上肢(4)内，所述左下肢关节控制模块(51)、左下肢控制模块(52)和左J脚控制模块(53)安装在机器人左下肢(5)内，所述右下肢关节控制模块(61)、右下肢控制模块(62)和右J脚控制模块(63)安装在机器人右下肢(6)内，所述机器人左上肢(3)设有左触觉传感器，所述左触觉传感器连接有左触觉模块(34)，所述机器人右上肢(4)设有右触觉传感器，所述右触觉传感器连接有右触觉模块(44)，所述机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝允志，
申请(专利权)人：郝允志，
类型：发明
国别省市：重庆,50