一种用于课堂教学的机器人及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于课堂教学的机器人及其控制方法，包括桌体、与所述桌体配套的椅子、中央处理器、摄像头、声音采集器、震动器、压力传感器；通过上所述中央处理器设置在所述桌体内部；所述摄像头设置在所述桌体的桌面上一角处，且与所述中央处理器输入端电连接；所述声音采集器设置在所述桌体的桌面上，且与所述中央处理器输入端电连接；所述震动器设置在所述桌体的侧面上，且与所述中央处理器输出端电连接，所述压力传感器安装在所述椅子的椅座上，且与所述中央处理器输入端电连接，用于判断学生是站着还是坐着，老师可以直接通过该机器人与学生互动，在课堂上提醒学生，不仅保护了学生的自尊心，而且不会影响到其他学生提高课堂效率。

A robot for classroom teaching and its control method

The invention discloses a robot for classroom teaching and a control method thereof, which comprises a table body, a chair matched with the table body, a central processing unit, a camera, a sound collector, a vibrator and a pressure sensor; a central processing unit is arranged inside the table body; and the camera is arranged in the table body. A corner of the desktop is electrically connected with the input terminal of the central processing unit; the sound collector is arranged on the desktop of the desktop and electrically connected with the input terminal of the central processing unit; the vibrator is arranged on the side of the desktop and electrically connected with the output terminal of the central processing unit, and the pressure sensor. The chair is mounted on the seat of the chair and is electrically connected with the input terminal of the CPU for judging whether the students are standing or sitting. The teacher can interact with the students directly through the robot and remind the students in class, which not only protects the students'self-esteem, but also does not affect other students to improve classroom efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种用于课堂教学的机器人及其控制方法
本专利技术涉及教育机器人
，具体为一种用于课堂教学的机器人及其控制方法。
技术介绍
课堂提问、批评教育是教师经常遇到而又非常敏感的问题，处理不好，就会损害师生关系和破坏课堂气氛，影响教学效率。如果教师在懂得预防、监督的同时，当学生不当行为将现或乍现，班级秩序略趋浮动时，能及时巧妙地处理，就会将事端消灭在萌芽状态，这是课堂管理的一个重要组成部分。小学时期，由于学生回答问题不活跃等各种因素会导致课堂气氛沉闷，从而使课堂上类似讲悄悄话和打瞌睡等小动作增多，这是一个恶性循环，会大大降低课堂效率。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提供一种用于课堂教学的机器人，主要警示学生课堂行为，并且活跃课堂气氛，解决学生上课打瞌睡、说悄悄话。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于课堂教学的机器人，包括桌体、与所述桌体配套的椅子、中央处理器、摄像头、声音采集器、震动器、压力传感器；所述中央处理器设置在所述桌体内部。所述摄像头设置在所述桌体的桌面上一角处，且与所述中央处理器输入端电连接，用于拍摄用坐在桌体旁的学生的脸部，拍摄到的脸部图像通过所述中央处理器处理，判断此学生眼睛是否闭上，是否在课堂上处于睡眠状态。所述声音采集器设置在所述桌体的桌面上，且与所述中央处理器输入端电连接，用于采集坐在桌体旁的学生的声音，采集到的声音通过中央处理器判断是否在课堂上讲悄悄话。所述震动器设置在所述桌体的侧面上，且与所述中央处理器输出端电连接，由所述中央处理器控制其震动。所述压力传感器安装在所述椅子的椅座上，且与所述中央处理器输入端电连接，用于判断学生是站着还是坐着。进一步的技术方案中，所述桌体上还设有出纸模块，所述出纸模块包括笑脸出纸模块和哭脸出纸模块，所述笑脸出纸模块和所述哭脸出纸模块都包括设有卷纸的纸筒、纸筒固定架、以及与所述中央处理器输出端电连接的牵引辊筒，所述纸筒固定架水平设置在所述桌体的侧面上，所述纸筒转动连接在所述纸筒固定架上。所述牵引辊筒为两个且相互接触转向相反，其设置在所述纸筒固定架上方用于牵引卷纸向上运动；所述桌体的桌面上设有两个出纸孔。进一步的技术方案中，所述牵引辊筒的外表面设有一层橡胶层，所述橡胶层的厚度为8mm；设置橡胶层能够增加牵引辊筒与卷纸之间的摩擦力。进一步的技术方案中，所述中央处理器的输入端还电连接有开关按钮，所述开关按钮设置在所述讲台上，教师通过所述开关按钮可直接控制所述震动器和所述出纸模块的工作。所述用于课堂教学的机器人的控制方法，包括以下步骤：首先所述压力传感器检测所述椅子的椅座上是否有压力，当检测到没有压力时判断学生是站着的，所述声音采集器和所述摄像头均不工作，当检测到有压力时判断学生是坐着的，所述所述声音采集器和所述摄像头均工作。所述摄像头工作时，采集学生脸部图像通过中央处理器判断此学生的眼睛是否闭合，当眼睛处于闭合状态时，中央处理器控制震动器震动，直到检测到眼睛处于睁开状态是停止震动；当眼睛处于睁开状态时，中央处理器不控制震动器震动。所述声音采集器工作时，采集坐在桌体旁边学生的声音，由中央处理器通过语音识别软件来判断声音分贝值与设定值的大小，当声音分贝值不小于设定值时，则判断为正常讲话，所述中央处理器不控制所述哭脸出纸模块工作；若小于设定值时，则判断为在课堂上讲悄悄话，所述中央处理器控制所述哭脸出纸模块工作，从所述桌体的桌面上出纸孔给此学生一张哭脸纸片的惩罚。进一步的技术方案中，所述摄像头每分钟采集一次学生的脸部图像，且当连续三次采集的学生脸部图像通过中央处理器判断眼睛是处于闭合状态时，所述中央处理器控制所述震动器震动。进一步的技术方案中，所述声音采集器采集到声音分贝值小于设定值时，记录此段声音的时长，当连续五分钟内采集到声音分贝值小于设定值的时长累计超过三分钟时，所述中央处理器控制所述哭脸出纸模块工作。进一步的技术方案中，用于课堂教学的机器人的控制方法还包括以下步骤：当老师发现学生睡觉或者讲悄悄话的时候，可以通过讲台上的开关按钮直接给中央处理器发出控制所述震动器或者所述哭脸出纸模块工作的信号；当老师要表扬学生的时候，也可以通过讲台上的开关按钮直接给中央处理器发出控制所述笑脸出纸模块工作的信号。进一步的技术方案中，所述中央处理器在一天的午休和放学时会分别检测一次哭脸出纸模块的工作记录，若自上一次检测起无哭脸出纸模块的工作记录，则所述中央处理器控制笑脸出纸模块工作，从所述桌体的桌面上出纸孔给此学生一张笑脸纸片的奖励。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：1.机器人整体成桌子形态，既可以当成普通桌子用来学习，也可以起到激励教育的作用；2.通过给出笑脸和哭脸纸片来激励学生，同时也便于学生的总结反思。3.老师可以直接通过该机器人与学生互动，在课堂上提醒学生，不仅保护了学生的自尊心，而且不会影响到其他学生提高课堂效率。附图说明图1为本实施例中一种用于课堂教学的机器人中桌体的结构示意图；图2为本实施例中一种用于课堂教学的机器人的装配结构示意图；图3为本实施例中一种用于课堂教学的机器人的控制方法的流程图；图4为本实施例中按钮控制流程示意图。各个附图标记对应的部件名称是：1.桌体；2.椅子；3.摄像头；4.声音采集器；5.震动器；6.压力传感器；7.卷纸；8.纸筒；9.纸筒固定架；10.牵引辊筒；101.出纸孔。具体实施方式请参阅图1-4，本专利技术提供一种技术方案：一种用于课堂教学的机器人，包括桌体1、与所述桌体1配套的椅子2、中央处理器、摄像头3、声音采集器4、震动器5、压力传感器6；所述中央处理器设置在所述桌体1内部。所述摄像头3通过螺丝钉或者胶水粘接安装在所述桌体的桌面左上角处，且与所述中央处理器输入端电连接，用于拍摄用坐在桌体旁的学生的脸部，拍摄到的脸部图像通过所述中央处理器处理，判断此学生眼睛是否闭上，是否在课堂上处于睡眠状态。所述声音采集器4通过螺丝钉或者胶水粘结在所述桌体的桌面中间，且与所述中央处理器输入端电连接，用于采集坐在桌体旁的学生的声音，采集到的声音通过中央处理器判断是否在课堂上讲悄悄话。所述震动器5通过螺丝钉或者胶水粘结在所述桌体的侧面上，且与所述中央处理器输出端电连接，由所述中央处理器控制其震动。所述压力传感器6安装在所述椅子2的椅座上，且与所述中央处理器输入端电连接，用于判断学生是站着还是坐着。所述桌体1上还设有出纸模块，所述出纸模块包括笑脸出纸模块和哭脸出纸模块，所述笑脸出纸模块和所述哭脸出纸模块都包括设有卷纸7的纸筒8、纸筒固定架9、以及与所述中央处理器输出端电连接的牵引辊筒10，所述纸筒固定架9水平安装固定在所述桌体1的后侧面上，所述纸筒8转动连接在所述纸筒固定架9上。所述牵引辊筒10为两个且相互接触转向相反，其设置在所述纸筒固定架9上方用于牵引卷纸7向上运动；所述桌体1的桌面上设有两个出纸孔101。当中央处理器控制所述出纸模块工作的时候，所述牵引辊筒10转动带动所述卷纸7从出纸孔101向上伸出。为了增加牵引辊筒10与卷纸7之间的摩擦力方便将卷纸7牵引出，所述牵引辊筒10的外表面设有一层橡胶层，所述橡胶层的厚度为8mm。所述中央处理器的输入端还电连接有开关按钮，所述开关按钮设置在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于课堂教学的机器人，其特征在于，包括桌体、与所述桌体配套的椅子、中央处理器、摄像头、声音采集器、震动器、压力传感器；所述中央处理器设置在所述桌体内部；所述摄像头设置在所述桌体的桌面上一角处，且与所述中央处理器输入端电连接，用于拍摄用坐在桌体旁的学生的脸部，拍摄到的脸部图像通过所述中央处理器处理，判断此学生眼睛是否闭上，是否在课堂上处于睡眠状态；所述声音采集器设置在所述桌体的桌面上，且与所述中央处理器输入端电连接，用于采集坐在桌体旁的学生的声音，采集到的声音通过中央处理器判断是否在课堂上讲悄悄话；所述震动器设置在所述桌体的侧面上，且与所述中央处理器输出端电连接，由所述中央处理器控制其震动；所述压力传感器安装在所述椅子的椅座上，且与所述中央处理器输入端电连接，用于判断学生是站着还是坐着。

【技术特征摘要】
1.一种用于课堂教学的机器人，其特征在于，包括桌体、与所述桌体配套的椅子、中央处理器、摄像头、声音采集器、震动器、压力传感器；所述中央处理器设置在所述桌体内部；所述摄像头设置在所述桌体的桌面上一角处，且与所述中央处理器输入端电连接，用于拍摄用坐在桌体旁的学生的脸部，拍摄到的脸部图像通过所述中央处理器处理，判断此学生眼睛是否闭上，是否在课堂上处于睡眠状态；所述声音采集器设置在所述桌体的桌面上，且与所述中央处理器输入端电连接，用于采集坐在桌体旁的学生的声音，采集到的声音通过中央处理器判断是否在课堂上讲悄悄话；所述震动器设置在所述桌体的侧面上，且与所述中央处理器输出端电连接，由所述中央处理器控制其震动；所述压力传感器安装在所述椅子的椅座上，且与所述中央处理器输入端电连接，用于判断学生是站着还是坐着。2.根据权利要求1所述用于课堂教学的机器人，其特征在于，所述桌体上还设有出纸模块，所述出纸模块包括笑脸出纸模块和哭脸出纸模块，所述笑脸出纸模块和所述哭脸出纸模块都包括设有卷纸的纸筒、纸筒固定架、以及与所述中央处理器输出端电连接的牵引辊筒，所述纸筒固定架水平设置在所述桌体的侧面上，所述纸筒转动连接在所述纸筒固定架上；所述牵引辊筒为两个且相互接触转向相反，其设置在所述纸筒固定架上方用于牵引卷纸向上运动；所述桌体的桌面上设有两个出纸孔。3.根据权利要求2所述用于课堂教学的机器人，其特征在于，所述牵引辊筒的外表面设有一层橡胶层，所述橡胶层的厚度为8mm。4.根据权利要求3所述用于课堂教学的机器人，其特征在于，所述中央处理器的输入端还电连接有开关按钮，所述开关按钮设置在所述讲台上，教师通过所述开关按钮可直接控制所述震动器和所述出纸模块的工作。5.一种基于权利要求4所述用于课堂教学的机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：首先所述压力传感器检测所述椅子的椅座上是否有压力，当检测到没有压力时判断学生是站着的，所述声音采集器和所述摄像头均不工...

【专利技术属性】
技术研发人员：金志学，
申请(专利权)人：宁波史瑞迪信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33