基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置与方法，包括信息地图、编程小车机器人及卡片标签；编程小车机器人包含小车主体、运动模块、电源模块、数据传输模块、AGV导航模块、人机交互模块、NFC读取与识别模块、控制单元，信息地图包括基板、磁轨、盖板以及地图，基板按照编程小车机器人巡线逻辑开槽，磁轨附着于槽内组成信息地图数据；盖板压在基板和磁轨上，然后贴上不同课程所需的地图组成完整的信息地图，卡片标签包括磁力片和不同形式的卡片，不同的卡片标签相互组合以执行不同的任务，便于小车读取后执行任务，本发明专利技术通过人机交互功能激发了少儿学习兴趣，锻炼逻辑和创新思维，极大的保护了少年儿童的视力发展。极大的保护了少年儿童的视力发展。极大的保护了少年儿童的视力发展。

【技术实现步骤摘要】
基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置与方法


[0001]本专利技术属于实物编程的
，尤其涉及一种基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置与方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步和发展，少儿编程教育的发展受到越来越多的家长的青睐。近年来，人工智能逐渐上升为国家发展战略。在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。编程教育也受到国家重视，发展实践创新意识和审美意识，提高创意实现能力。通过信息技术的学习实践，提高利用信息技术进行分析和解决问题的能力以及数字化产品的设计与制作能力。
[0003]少儿编程教育是通过编程游戏启蒙、可视化图形编程等课程，培养学生的逻辑计算思维和创新解难能力的课程。
[0004]目前，大多数教育机构针对6
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18岁的少年儿童开展编程教育，通过图形化编程教学或这高级编程语言，两者都是通过计算机编程教学，不仅教学形式单一、学习过程枯燥更为重要的是长时间盯着计算机、手机等终端设备的屏幕学习会影响少年儿童的视力发展。另外，针对学龄前少年儿童的编程教学屈指可数，且缺少完整的教学体系。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置与方法，针对学龄前儿童设有完整的教学体系，培养少儿的逻辑思维和创造性思维。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置与方法，其特征在于：包括信息地图、编程小车机器人及卡片标签；
[0007]所述编程小车机器人包含小车主体、运动模块、电源模块、数据传输模块、AGV导航模块、人机交互模块、NFC读取与识别模块、控制单元，所述小车主体由塑料或橡胶或金属或玻璃制成；
[0008]所述信息地图包括基板、磁轨、盖板以及地图，基板按照编程小车机器人巡线逻辑开槽，磁轨附着于基板的槽内组成信息地图数据；盖板压在基板和磁轨上，然后在盖板上贴上不同课程所需的地图组成完整的信息地图，小车在地图上行走通过卡片标签执行每张地图任务，基板和盖板由亚克力或橡胶或金属制成；
[0009]所述卡片标签包括磁力片和不同形式的卡片，所述卡片附着于磁力片上，通过卡片标签便于小车读取后执行任务，不同的卡片标签相互组合以执行不同的任务。
[0010]按上述方案，所述小车主体包括小车上盖与小车底盘，通过螺钉连接，形成设备容置腔，所述人机交互模块、NFC读取与识别模块、电源模块、运动模块、数据传输模块、AGV导航模块和控制单元均设于所述设备容置腔内，所述小车底盘上设置有喇叭出音孔和电路元器件散热孔，小车底盘上还设有电磁铁，通电产生与所述磁轨相斥的磁力，实现小车弹跳动
作。
[0011]按上述方案，所述人机交互模块包括显示组件和语音组件，所述显示组件为一块LCD显示屏；所述语音组件包括喇叭和语音识别与应答系统，可通过读取所述卡片标签内容，与用户互动。
[0012]按上述方案，所述NFC读取与识别模块包括集成于PCB板的NFC感应线圈、NFC读取与识别芯片；NFC读取与识别模块为两组，分别置于编程小车机器人底盘与小车上盖顶部分别用于读取地图指令和教师卡片标签的读取。
[0013]按上述方案，所述电源模块包括可充电锂电池、电源板和充电端口，所述可充电锂电池固定于电池支架上，所述电源板集成于主板上，所述充电端口为充电Type
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c接口。
[0014]按上述方案，所述运动模块包括全向轮、联轴器和减速电机，所述减速电机通过电机压箍与所述小车底盘相连，所述联轴器通过螺钉套于减速电机的输出轴并用紧固件压紧，所述全向轮套在联轴器后端并用紧固件压紧。
[0015]按上述方案，所述数据传输模块包括一块集成于主板上的数据存储芯片、对外进行数据交换的数据传输Type
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c接口和射频模块。
[0016]按上述方案，所述AGV导航模块包括多个传感器，形成传感器阵列，布设于所述小车底盘上，用于识别所述信息地图内坐标数据，传感器为霍尔传感器或光电传感器。
[0017]按上述方案，所述控制单元包括MCU模块、接口板、拨动开关组件、Type
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c转接板、侧面传感器转接板和前端传感器转接板，所述MCU模块位于所述可充电锂电池顶部，所述接口板位于所述电池支架与电机压箍之间，所述Type
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c转接板、侧面传感器转接板和前端传感器转接板分别对应所述Type
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c接口和传感器安设。
[0018]基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0019]S1)在信息地图上铺上所需要展示的课程内容相关的地图，并准备好课程需要的卡片标签，打开小车电源开关，放置于设置好课程信息的地图上，小车底部的霍尔传感器采集地图网格信息，进而对地图信息进行预处理，实现自身定位；
[0020]S2)将课程任务要素从卡片标签数据库中提取出来录入卡片标签或将课程所有需要的元素提前录制于卡片标签，根据需要取出，将任务的卡片标签在开机后的小车上刷完后，小车语音模块会读出当前课程任务，LCD显示屏上会显示当前任务提示准备中，学员即开始进行；
[0021]S3)小车地图录入准备完毕后，结合当前地图编写的教程教学任务，选择当前目标任务下的卡片标签，按照课程的目标选择不同的卡片标签或卡片标签组合，放置于地图中，小车底部的NFC线圈读取标签后，按照标签内容一步一步执行任务，直到完成课程所要求的内容；执行任务的整个过程中，所述显示模块会以图形显示的方式显示课程目标和每一步执行的任务和动作；所述声音模块会提示准备动作，结合每一个任务给与赞赏与鼓励；
[0022]S4)如果任务未完成或任务出错，小车会根据当前执行任务给学员提示，再学员重新组合标签后，完成任务。
[0023]本专利技术的有益效果是：提供一种基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置与方法，开创了针对学龄前儿童的编程教学体系，教师在信息地图上设置不同的课程任务，学生通过不同的卡片标签或者不同的卡片标签组合让编程小车机器人一步步执行当前卡片标签任务，直至完成课程任务。不仅通过人机交互功能引发了少儿学习的兴趣，锻了逻辑思维
和创新思维，更为重要的是相比于计算机编程极大的保护了少年儿童的视力发展。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一个实施例的实物编程装置总装图。
[0025]图2为本专利技术一个实施例的编程小车的结构示意图。
[0026]图3为本专利技术一个实施例的编程小车的分解图。
[0027]图4为本专利技术一个实施例的霍尔传感器的分布图。
[0028]图5为本专利技术一个实施例的信息地图的分解图。
[0029]图6为本专利技术一个实施例的卡片标签的分解图。
[0030]图7为本专利技术一个实施例的编程小车控制方法的流程框图。
[0031]图8为本专利技术一个实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置，其特征在于：包括信息地图、编程小车机器人及卡片标签；所述编程小车机器人包含小车主体、运动模块、电源模块、数据传输模块、AGV导航模块、人机交互模块、NFC读取与识别模块、控制单元，所述小车主体由塑料或橡胶或金属或玻璃制成；所述信息地图包括基板、磁轨、盖板以及地图，基板按照编程小车机器人巡线逻辑开槽，磁轨附着于基板的槽内组成信息地图数据；盖板压在基板和磁轨上，然后在盖板上贴上不同课程所需的地图组成完整的信息地图，小车在地图上行走通过卡片标签执行每张地图任务，基板和盖板由亚克力或橡胶或金属制成；所述卡片标签包括磁力片和不同形式的卡片，所述卡片附着于磁力片上，通过卡片标签便于小车读取后执行任务，不同的卡片标签相互组合以执行不同的任务。2.根据权利要求1所述的基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置，其特征在于，所述小车主体包括小车上盖与小车底盘，通过螺钉连接，形成设备容置腔，所述人机交互模块、NFC读取与识别模块、电源模块、运动模块、数据传输模块、AGV导航模块和控制单元均设于所述设备容置腔内，所述小车底盘上设置有喇叭出音孔和电路元器件散热孔，小车底盘上还设有电磁铁，通电产生与所述磁轨相斥的磁力，实现小车弹跳动作。3.根据权利要求2所述的基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置，其特征在于，所述人机交互模块包括显示组件和语音组件，所述显示组件为一块LCD显示屏；所述语音组件包括喇叭和语音识别与应答系统，可通过读取所述卡片标签内容，与用户互动。4.根据权利要求3所述的基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置，其特征在于，所述NFC读取与识别模块包括集成于PCB板的NFC感应线圈、NFC读取与识别芯片；NFC读取与识别模块为两组，分别置于编程小车机器人底盘与小车上盖顶部分别用于读取地图指令和教师卡片标签的读取。5.根据权利要求4所述的基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置，其特征在于，所述电源模块包括可充电锂电池、电源板和充电端口，所述可充电锂电池固定于电池支架上，所述电源板集成于主板上，所述充电端口为充电Type
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c接口。6.根据权利要求5所述的基于AGV磁轨导航和NFC识别的实物编程装置，其特征在于，所述运动模块包括全向轮、联轴器和减速电机，所述减速电机通过电机压箍与所述小车底盘相连，所述联轴器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李睿，吴启明，吴艳兵，许宇龙，胡佳佳，张斯琦，庞媛，刘小萌，
申请(专利权)人：成都爱可泰思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：