教育机器人制造技术

本实用新型专利技术提供了一种教育机器人。该教育机器人主要包括执行机构模块箱、控制模块箱和传感器模块箱。执行机构模块箱包括第一主体和在第一主体上设置的驱动机构和位移机构，控制模块箱包括第二主体和设置在第二主体内的主控中心，第二主体可拆卸地与第一主体连接，主控中心与驱动机构电连接；传感器模块箱包括第三主体和设置在第三主体上的传感器，第三主体可拆卸地与第二主体连接或可拆卸地与第一主体连接，传感器与主控中心电连接。采用本实用新型专利技术的技术方案，省去了学生插接线的过程，也避免了插错线的可能性，保证机器人学习的深度。另外一方面，也可以让机器人的扩展性、灵活性得到保证，进而确保后续学习的深度。

【技术实现步骤摘要】
教育机器人
本技术涉及教具设备
，具体而言，涉及一种教育机器人。
技术介绍
随着人工智能和工业化4.0的推进，作为人工智能的载体，工业化4.0的代表产品——机器人也在飞速的发展，因此有关机器人的教育也逐步开展到中小学阶段，大量的机器人教具面市，称之为教育机器人。这些教育机器人始于国外早期的创客作品，基本都是基于开源主控中心作为主控中心，配有几种常用传感器，这种类型的产品在社会上已经存在多年，虽然外形上有一些改进，但基本技术方案并没有改进。一类产品是基于开源主控中心进行定制开发，在主控中心上会集成了其他芯片或电子元器件，最终形成非标准化的机器人主控中心，并基于这样的主控中心推出具有一定自主知识产权的教育机器人产品。这样的产品集成度高，产品几乎完全封装，只提供有限的接口供外连设备，配合自主研发的相关学习软件，具有容易学习，快速入门和使用的效果。该类型产品主要有以下几点缺点：1、对于开源的主控中心进行定制开发，导致主控中心不再适用免费开源的软件系统，因此大量的免费开源库文件不能被使用，无法进行深度研发，定制开发的主控中心仅支持定制研发的学习软件，虽然容易学习，适合快速入门，但是不能满足提升难度的学习需求；2、主控中心经过定制开发，会限制或弃用一些功能，这样尽管容易上手，但是适配的硬件也受限制，只能使用厂家定制的配套硬件，无法将第三方的、新型的硬件接入体系中，导致功能无法扩展，满足不了教育的需求；3、定制开发的主控中心一般属于公司专供，无法通过市场渠道购买到，导致在学校或培训机构学习后，买不到的主控中心而无法继续学习和使用；4、这种产品一般只具有一块主控中心，板载引脚有限，只能连接数量有限的外部设备，因此可扩展性和创新应用都会受限，不能满足机器人发展带来的学习的深度和广度的需求，这也是为什么多年来机器人教育依然停留在使用超声波测距、红外循线这些基础功能的主要原因。另一类教育机器人则仿照创客设计的个人作品，采用的是开源主控中心、传感器、电机等主要零件是市场上能采购到电子元器件，不经过改装和定制，完全基于元器件出厂时的原生态。设计者会以定制的线路板、特定的装配框架作为平台去装配以上电子元器件，并通过杜邦线直接进行连接以形成教育用机器人。有时为了减少采用杜邦线连接，也可能会对一些传感器等电子元器件进行定制，如改为磁吸式，或者金手指方式。该类型产品主要有以下几点缺点：1、这种产品一般也只具有一块主控中心，板载引脚有限，同样只能连接为数不多的外部设备，因此可扩展性有限，学习的深度和广度、未来创新二次开发都受限；2、由于是创客类型作品，因此基本都是采用杜邦线进行引脚连接，这种连接无法达到焊接或全封装产品的牢靠程度，而且线缆多是裸露在外面，在调试过程中容易造成断开，影响学习，如果对杜邦线进行焊接则失去了灵活调整引脚的便利性；3、采用定制的线路板和特定的装配框架，电子元器件的安装位置都是固定的，调整安装位置，或者更换为其他电子元器件就可能无法安装，这种设计方案造成机器人教具功能固定，很难根据课程内容的调整进行相应电子元器件的增加和调整；4、由于需要使用杜邦线将多个电子元器件的金属引脚集中连接到主控中心或者扩展板的金属引脚上，尽管可能在主控中心或者扩展版上有标注，但由于金属引脚和线缆的样式都是一样的，大量的线缆混杂在一起，具有一定的连接组装难度，因此此类产品无法满足初级入门学习的需求，年龄较小或者较马虎的学生容易插错，并且不易排查错误，老师在授课时会在排查引脚连接上耽误大量时间；5、金属引脚都很纤细且都裸露在外，很容易被插歪或者在机器人运行过程中意外损毁，一旦金属引脚被损毁，很难用工具纠正，轻微的影响杜邦线连接，严重的会导致电子元器件报废。总结来说，上述的两种类型的产品，在扩展性、灵活性以及示教的高效性方面很难兼容地满足教育机器人的需要，因此在一定程度上并不完全适合作为教育产品。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种教育机器人，以解决现有技术中教育机器人在扩展性、灵活性以及示教的高效性方面很难兼容地满足教育机器人的需要的技术问题。为了实现上述目的，本技术提供了一种教育机器人，包括：执行机构模块箱，包括第一主体和在第一主体上设置的驱动机构和位移机构，驱动机构用于驱动位移机构运动；控制模块箱，包括第二主体和设置在第二主体内的主控中心，第二主体可拆卸地与第一主体连接，主控中心与驱动机构电连接，用于控制驱动机构的运行；传感器模块箱，包括第三主体和设置在第三主体上的传感器，第三主体可拆卸地与第二主体连接或可拆卸地与第一主体连接，传感器与主控中心电连接，主控中心还用于接收传感器检测的信号。在一个实施方式中，第一主体和第二主体之间通过第一接口组件电连接主控中心与驱动机构，和/或第二主体和第三主体和之间通过第二接口组件电连接主控中心与传感器。在一个实施方式中，第一接口组件和/或第二接口组件为DB型接口组件。在一个实施方式中，教育机器人还包括电源模块，电源模块安装在第一主体或第二主体内。在一个实施方式中，传感器至少包括以下之一：超声波传感器、巡线传感器、光敏传感器和红外测距传感器。在一个实施方式中，传感器模块箱还包括设置在第三主体上的LED灯和/或蜂鸣器。在一个实施方式中，控制模块箱为多个，多个控制模块箱通过第三接口组件连接。在一个实施方式中，位移机构包括安装在第一主体上的车轮或履带，驱动机构包括设置在第一主体内的电机和传动件，电机通过传动件驱动车轮或履带运动。在一个实施方式中，执行机构模块箱还包括安装在第一主体上的抓取机构，驱动机构还与抓取机构驱动连接。在一个实施方式中，教育机器人还包括显示模块箱，包括第四主体和设置在第四主体上的显示装置，显示装置与主控中心电连接，主控中心用于控制显示装置的显示。在一个实施方式中，教育机器人还包括通信模块箱，包括第五主体和设置在第五主体上的通讯装置，通讯装置与主控中心电连接，通讯装置用于和控制主控中心传输数据。在一个实施方式中，第一主体和/或第二主体和/或第三主体和/或第四主体和/或第五主体为箱体式结构。应用本技术的技术方案，执行机构模块箱、控制模块箱以及传感器模块箱均可以提前准备为多种，在面对相对应的机器人学习时，直接选择相应的种类，再将执行机构模块箱、控制模块箱以及传感器模块三个部件组合在一起，就可以完成机器人的组装，省去了学生插接线的过程，也避免了插错线的可能性，让学生可以更专注于机器人编程控制知识的学习，保证机器人学习的深度。此外，由于传感器等部件避免了重复的插拔，也可以保证部件的寿命。另外一方面，由于实现机器人功能的模块箱是可以拆卸替换的，也可以让机器人的扩展性、灵活性得到保证，进而确保后续学习的深度。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种教育机器人，其特征在于，包括：/n执行机构模块箱（10），包括第一主体（11）和在所述第一主体（11）上设置的驱动机构和位移机构（12），所述驱动机构用于驱动位移机构（12）运动；/n控制模块箱（20），包括第二主体和设置在所述第二主体内的主控中心，所述第二主体可拆卸地与所述第一主体（11）连接，所述主控中心与所述驱动机构电连接，用于控制所述驱动机构的运行；/n传感器模块箱（30），包括第三主体和设置在所述第三主体上的传感器，所述第三主体可拆卸地与所述第二主体连接或可拆卸地与所述第一主体（11）连接，所述传感器与所述主控中心电连接，所述主控中心还用于接收所述传感器检测的信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种教育机器人，其特征在于，包括：
执行机构模块箱（10），包括第一主体（11）和在所述第一主体（11）上设置的驱动机构和位移机构（12），所述驱动机构用于驱动位移机构（12）运动；
控制模块箱（20），包括第二主体和设置在所述第二主体内的主控中心，所述第二主体可拆卸地与所述第一主体（11）连接，所述主控中心与所述驱动机构电连接，用于控制所述驱动机构的运行；
传感器模块箱（30），包括第三主体和设置在所述第三主体上的传感器，所述第三主体可拆卸地与所述第二主体连接或可拆卸地与所述第一主体（11）连接，所述传感器与所述主控中心电连接，所述主控中心还用于接收所述传感器检测的信号。


2.根据权利要求1所述的教育机器人，其特征在于，所述第一主体（11）和所述第二主体之间通过第一接口组件（a）电连接所述主控中心与所述驱动机构，和/或所述第二主体和所述第三主体和之间通过第二接口组件（b）电连接所述主控中心与所述传感器。


3.根据权利要求2所述的教育机器人，其特征在于，所述第一接口组件（a）和/或所述第二接口组件（b）为DB型接口组件。


4.根据权利要求1所述的教育机器人，其特征在于，所述教育机器人还包括电源模块，所述电源模块安装在所述第一主体（11）或所述第二主体内。


5.根据权利要求1所述的教育机器人，其特征在于，所述传感器至少包括以下之一：超声波传感器、巡线传感器、光敏传感器和红外测距传感器。


6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄威，胡清泉，衣运豪，朱亮，梁展铭，黄宗成，
申请(专利权)人：哈工大机器人岳阳军民融合研究院，
类型：新型
国别省市：湖南;43