一種智能教學(xué)機器人的制作方法

本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，具體而言，涉及一種智能教學(xué)機器人。

背景技術(shù)：

目前人工智能技術(shù)得到空前的發(fā)展，各行各業(yè)都開始利用人工智能技術(shù)，使各行各業(yè)都帶來了嶄新的發(fā)展機遇。

在教學(xué)領(lǐng)域，也逐漸嘗試引用人工智能設(shè)備進行現(xiàn)代化教學(xué)的改進，通過人工智能設(shè)備能夠大幅度提升教學(xué)效率，減少備課時間，提升課程效果。人工智能設(shè)備同樣也能應(yīng)用于家庭教育，使學(xué)齡兒童在家庭就能夠接收到良好的教育，也能夠家長節(jié)省時間及精力。

但目前的人工智能教學(xué)設(shè)備發(fā)展存在的問題是發(fā)展時間較短，結(jié)構(gòu)比較單一，不能多樣化地進行教學(xué)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種智能教學(xué)機器人，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種智能教學(xué)機器人，包括機體，所述機體包括機身及頭部，頭部設(shè)置在機身的上部，且頭部能夠轉(zhuǎn)動；機體包括控制系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、展示系統(tǒng)、語音播放系統(tǒng)及輸入系統(tǒng)，所述行走系統(tǒng)包括連接控制系統(tǒng)的滾輪，所述展示系統(tǒng)包括連接控制系統(tǒng)的觸控顯示屏，所述語音播放系統(tǒng)包括連接控制系統(tǒng)的播放器，所述輸入系統(tǒng)包括連接控制系統(tǒng)的音頻輸入模塊；所述滾輪設(shè)置在機身的底部，所述觸控顯示屏設(shè)置在頭部，所述機身上還設(shè)置有展示板。

進一步地，所述滾輪有四個，所述機身的底面呈圓形，所述滾輪環(huán)形分布在機身的底部；機身的側(cè)面為弧形結(jié)構(gòu)，機身的上部較小、底部較大。

進一步地，所述機身上開設(shè)有矩形的安裝孔，所述展示板為矩形，所述展示板安裝在安裝孔處，且展示板通過活動機構(gòu)與機身相連，使得展示板能夠從安裝孔處移開；所述機身位于所述展示板的前側(cè)且靠下的部位形成平臺，在平臺上設(shè)置有能夠放筆的凹槽。

進一步地，所述活動機構(gòu)包括依次相連的基座、第一連桿、連接頭、第二連桿及連接座，所述基座設(shè)置在機身內(nèi)部，所述第一連桿與基座球鉸連接，所述第一連桿的端部與連接頭相連，所述第二連桿的一端與連接頭球鉸連接，所述第二連桿的另一端與連接座球鉸連接，所述連接座設(shè)置在所述展示板的背部。

進一步地，所述機身包括底板，所述機身內(nèi)部設(shè)置有位于底板上的電機，機身外部設(shè)置有用于控制電機正向轉(zhuǎn)動、反向轉(zhuǎn)動及關(guān)閉的開關(guān)，電機的軸線方向為水平；電機的輸出軸上連接有第一小齒輪及第二小齒輪；第一小齒輪的上方設(shè)置有與其嚙合的第一大齒輪，第一大齒輪的上方設(shè)置有推板，所述推板與機身滑動連接，所述推板的底部設(shè)有垂直于展示板的齒條，第一大齒輪與齒條嚙合連接；推板的端部與展示板的背部卡接；所述活動機構(gòu)的延伸長度大于齒條的長度；

所述第二小齒輪的上方設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機身上，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有第二大齒輪及卷筒，第二大齒輪與轉(zhuǎn)軸鍵連接，且第二大齒輪與第二小齒輪嚙合；所述卷筒套在轉(zhuǎn)軸外部且與轉(zhuǎn)軸摩擦連接，在轉(zhuǎn)軸上還套設(shè)有兩個頂套，兩個頂套通過頂絲連接在轉(zhuǎn)軸上，卷筒的兩端分別與一個頂套貼合；卷筒上纏繞有拉絲，拉絲的端部連接在展示板的背部，在機身內(nèi)部設(shè)置有連接柱，在連接柱上開設(shè)有穿線孔，所述拉絲穿過所述穿線孔，使得展示板與卷筒之間的拉絲呈l形；所述安裝孔處設(shè)置有用于防止展示板進入機身內(nèi)部的擋臺，所述擋臺為環(huán)形，展示板的背部與擋臺貼合，且展示板的側(cè)部與安裝孔的側(cè)壁貼合。

進一步地，兩個所述播放器對稱設(shè)置于機身的側(cè)上方，所述音頻輸入模塊設(shè)于所述頭部，且音頻輸入模塊位于觸控顯示屏的下方；所述開關(guān)位于所述機身的底部。

進一步地，所述機體為1-1.5米高，機體的重量為20-40公斤，機身及頭部用塑料制成，滾輪用橡膠制成，機身距離地面間隙為8厘米，頭部能夠轉(zhuǎn)動180°。

本發(fā)明提供的智能教學(xué)機器人，能夠智能化地進行教學(xué)工作，其行走系統(tǒng)能夠行走，展示系統(tǒng)能夠播放視頻，語音播放系統(tǒng)能夠播放語音，輸入系統(tǒng)能夠識別語音輸入，使得機器人能夠與人進行語音互動，具有較高的智能化水平，且展示板能夠進行書寫、演示，使教學(xué)工作更加方便。能夠廣泛應(yīng)用于幼兒園、小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)以及其他教育機構(gòu)，也能作為家庭教師使用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的智能教學(xué)機器人的主視示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的智能教學(xué)機器人中控制系統(tǒng)連接的示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的智能教學(xué)機器人中機身的剖視示意圖，此時展示板位于機身內(nèi)部；

圖4是本發(fā)明實施例提供的智能教學(xué)機器人中機身的剖視示意圖，此時展示板位于機身外部，且推板及齒條移動至極限位置；

圖5是本發(fā)明實施例提供的智能教學(xué)機器人中機身的剖視示意圖，此時展示板位于機身外部，展示板與推板分離；

圖6是本發(fā)明實施例提供的智能教學(xué)機器人中電機的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例提供的智能教學(xué)機器人中轉(zhuǎn)軸與卷筒的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例提供的智能教學(xué)機器人中連接柱的剖視示意圖。

附圖標(biāo)記匯總：機體11、機身12、頭部13、控制系統(tǒng)14、行走系統(tǒng)15、展示系統(tǒng)16、語音播放系統(tǒng)17、輸入系統(tǒng)18、滾輪19、觸控顯示屏20、播放器21、音頻輸入模塊22、展示板23、安裝孔24、平臺25、凹槽26、基座27、第一連桿28、連接頭29、第二連桿30、連接座31、底板32、電機33、開關(guān)34、第一小齒輪35、第二小齒輪36、第一大齒輪37、推板38、齒條39、轉(zhuǎn)軸40、第二大齒輪41、卷筒42、頂套43、頂絲44、拉絲45、連接柱46、穿線孔47、擋臺48。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例，請參閱圖1-圖8。

本實施例提供了一種智能教學(xué)機器人，能夠智能化地進行教學(xué)工作，其行走系統(tǒng)15能夠行走，展示系統(tǒng)16能夠播放視頻，語音播放系統(tǒng)17能夠播放語音，輸入系統(tǒng)18能夠識別語音輸入，使得機器人能夠與人進行語音互動，具有較高的智能化水平，且展示板23能夠進行書寫、演示，使教學(xué)工作更加方便。能夠廣泛應(yīng)用于幼兒園、小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)以及其他教育機構(gòu)，也能作為家庭教師使用。

如圖1及圖2所示，智能教學(xué)機器人，包括機體11，機體11包括機身12及頭部13，頭部13設(shè)置在機身12的上部，且頭部13能夠轉(zhuǎn)動；機體11包括控制系統(tǒng)14、行走系統(tǒng)15、展示系統(tǒng)16、語音播放系統(tǒng)17及輸入系統(tǒng)18，行走系統(tǒng)15包括連接控制系統(tǒng)14的滾輪19，展示系統(tǒng)16包括連接控制系統(tǒng)14的觸控顯示屏20，語音播放系統(tǒng)17包括連接控制系統(tǒng)14的播放器21，輸入系統(tǒng)18包括連接控制系統(tǒng)14的音頻輸入模塊22；滾輪19設(shè)置在機身12的底部，觸控顯示屏20設(shè)置在頭部13，機身12上還設(shè)置有展示板23。

機身12及頭部13組成機器人的機體11，使其看起來十分美觀、和諧，容易被廣大消費者接受，且方便多種教學(xué)設(shè)施的設(shè)置。控制系統(tǒng)14能夠控制其他部件工作，控制系統(tǒng)14控制行走系統(tǒng)15的滾輪19工作，使機器人能夠移動。觸控顯示屏20能夠播放視頻，也能夠使人們通過觸控的方式對機器人進行控制，播放器21能夠播放聲音，可以單獨使用，也能夠配合觸控顯示屏20同時使用，音頻輸入模塊22可以接受語音指示，并對語音進行識別分析，傳遞給控制系統(tǒng)14生成控制指令，使機器人十分智能。輸入系統(tǒng)18還可以包括鍵盤或者類似的輸入設(shè)備，也可以包括usb接口等，使電腦能夠與機器人連接，通過電腦對機器人進行控制。也可以包括藍牙模塊或wi-fi模塊，使得機器人可以通過手機等終端進行操控。

機器人在進行教學(xué)時，通過視頻展示、語音播放等形式實現(xiàn)，學(xué)員也可以與機器人進行互動回答，取得更好的教學(xué)效果，教師也可以在機身12上設(shè)置的展示板23上進行書寫展示，輔助教學(xué)，使教學(xué)效果更好。

滾輪19有四個，機身12的底面呈圓形，滾輪19環(huán)形分布在機身12的底部；機身12的側(cè)面為弧形結(jié)構(gòu)，機身12的上部較小、底部較大。這種結(jié)構(gòu)的機身12十分穩(wěn)定，在行走過程中遇到障礙物也不容易側(cè)翻，在家庭使用時，調(diào)皮的小孩子也不容易將機器人推翻，給使用帶來了便利。

如圖3所示，機身12上開設(shè)有矩形的安裝孔24，展示板23為矩形，展示板23安裝在安裝孔24處，且展示板23通過活動機構(gòu)與機身12相連，使得展示板23能夠從安裝孔24處移開；機身12位于展示板23的前側(cè)且靠下的部位形成平臺25，在平臺25上設(shè)置有能夠放筆的凹槽26。

矩形結(jié)構(gòu)的安裝板及安裝孔24方便設(shè)計，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。通過活動機構(gòu)與機身12相連的方式，使展示板23能夠脫離安裝孔24，并且能夠大角度大幅度地進行轉(zhuǎn)動，使展示效果更好，各方位的學(xué)員均能夠較清楚地看到展示板23上展示的內(nèi)容。由于機身12類似橢球形，展示板23為矩形，因此在機身12上形成了平臺25結(jié)構(gòu)，平臺25方便放置物品，凹槽26內(nèi)能夠放置筆及其他教學(xué)工具。且凹槽26的設(shè)置使得展示板23在移出及安放時不會受到筆的影響。

如圖3所示，活動機構(gòu)包括依次相連的基座27、第一連桿28、連接頭29、第二連桿30及連接座31，基座27設(shè)置在機身12內(nèi)部，第一連桿28與基座27球鉸連接，第一連桿28的端部與連接頭29相連，第二連桿30的一端與連接頭29球鉸連接，第二連桿30的另一端與連接座31球鉸連接，連接座31設(shè)置在展示板23的背部。

通過上述結(jié)構(gòu)使得展示板23能夠360°旋轉(zhuǎn)，大范圍內(nèi)可拉伸、縮回，十分方便調(diào)節(jié)。

如圖3及圖6所示，機身12包括底板32，機身12內(nèi)部設(shè)置有位于底板32上的電機33，機身12外部設(shè)置有用于控制電機33正向轉(zhuǎn)動、反向轉(zhuǎn)動及關(guān)閉的開關(guān)34，電機33的軸線方向為水平；電機33的輸出軸上連接有第一小齒輪35及第二小齒輪36；第一小齒輪35的上方設(shè)置有與其嚙合的第一大齒輪37，第一大齒輪37的上方設(shè)置有推板38，推板38與機身12滑動連接，推板38的底部設(shè)有垂直于展示板23的齒條39，第一大齒輪37與齒條39嚙合連接；推板38的端部與展示板23的背部卡接；活動機構(gòu)的延伸長度大于齒條39的長度；

第二小齒輪36的上方設(shè)置有轉(zhuǎn)軸40，轉(zhuǎn)軸40可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機身12上，轉(zhuǎn)軸40上設(shè)置有第二大齒輪41及卷筒42，第二大齒輪41與轉(zhuǎn)軸40鍵連接，且第二大齒輪41與第二小齒輪36嚙合；卷筒42套在轉(zhuǎn)軸40外部且與轉(zhuǎn)軸40摩擦連接，在轉(zhuǎn)軸40上還套設(shè)有兩個頂套43，兩個頂套43通過頂絲44連接在轉(zhuǎn)軸40上，卷筒42的兩端分別與一個頂套43貼合；卷筒42上纏繞有拉絲45，拉絲45的端部連接在展示板23的背部，在機身12內(nèi)部設(shè)置有連接柱46，在連接柱46上開設(shè)有穿線孔47，拉絲45穿過穿線孔47，使得展示板23與卷筒42之間的拉絲45呈l形；安裝孔24處設(shè)置有用于防止展示板23進入機身12內(nèi)部的擋臺48，擋臺48為環(huán)形，展示板23的背部與擋臺48貼合，且展示板23的側(cè)部與安裝孔24的側(cè)壁貼合。

底板32是機身12底部的板件，滾輪19安裝在底板32的底部，將電機33設(shè)置在機身12的底板32上，由于電機33具有較大的重量，使得機器人的重心更低，更加穩(wěn)定。大齒輪與小齒輪配合關(guān)系使得最終的輸出轉(zhuǎn)速得以降低。電機33共連接了兩組推動機構(gòu)，用來帶動展示板23工作。第一小齒輪35、第一大齒輪37、齒條39、推板38組成第一組機構(gòu)，第二小齒輪36、轉(zhuǎn)軸40、第二大齒輪41、卷筒42、拉絲45組成了第二組機構(gòu)。

電機33能夠電動齒條39及推板38朝向展示板23或者遠離展示板23運動，且推板38的端部與展示板23為卡接的關(guān)系，使推板38能夠與展示板23連接或分離，較為自由。且齒條39具有一定的長度，當(dāng)齒條39運行至端部后就與第一大齒輪37脫離嚙合，脫離后第一大齒輪37的轉(zhuǎn)動將不能帶動推板38移動。

如圖7所示，在第二組機構(gòu)中，第二大齒輪41與第二小齒輪36嚙合，卷筒42與第二大齒輪41均設(shè)置在轉(zhuǎn)軸40上，使第二小齒輪36轉(zhuǎn)動能夠帶動卷筒42轉(zhuǎn)動。當(dāng)?shù)诙↓X輪36沿一個方向轉(zhuǎn)動時，帶動拉絲45向卷筒42上收回，使拉絲45帶動展示板23向機身12移動。如圖8所示，連接柱46的設(shè)置，使拉絲45在機身12內(nèi)部的走線更加合理。卷筒42與轉(zhuǎn)軸40是摩擦力連接的，在卷筒42的兩端設(shè)置了頂套43，頂套43通過頂絲44與轉(zhuǎn)軸40連接，通過頂絲44的作用使頂套43能夠緊密且穩(wěn)定地連接在該位置，使得卷筒42不能夠在軸向移動。在平常狀態(tài)下轉(zhuǎn)軸40通過摩擦力帶動卷筒42轉(zhuǎn)動，當(dāng)展示板23回位后，展示板23不能再繼續(xù)向機身12內(nèi)部移動，此時如果轉(zhuǎn)軸40繼續(xù)轉(zhuǎn)動將不能夠帶動卷筒42轉(zhuǎn)動，此時轉(zhuǎn)軸40轉(zhuǎn)動而卷筒42不轉(zhuǎn)，以此保證展示板23及機身12不會被拉壞。

平常狀態(tài)下，展示板23位于安裝孔24處，并與安裝孔24的側(cè)壁以及擋臺48貼合，當(dāng)需要將展示板23取出時，啟動電機33，使推板38向外推動展示板23，同時卷筒42轉(zhuǎn)動拉絲45被釋放。展示板23被推出后展示板23的側(cè)部具有手持的部位，此時手持展示板23可以使展示板23與推板38分離，或者等到推板38移動至極限位置后，再手動使展示板23與推板38分離，此時電機33繼續(xù)轉(zhuǎn)動而推板38不動，且拉絲45繼續(xù)被釋放。之后在合適的時候關(guān)閉電機33。此時展示板23的背部連接有拉絲45及活動機構(gòu)，使用者可手持展示板23并任意角度地轉(zhuǎn)動。在需要收回展示板23時反向啟動電機33，使拉絲45回收，同時手動將展示板23調(diào)整至合適位置使展示板23在回收過程中能夠與推板38連接。隨著電機33轉(zhuǎn)動展示板23與推板38卡接，此時手可以離開展示板23，使拉絲45及推板38將展示板23拉回，如果展示板23與擋臺48貼合后電機33仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此時推板38與展示板23分離，且轉(zhuǎn)軸40的轉(zhuǎn)動不再帶動卷筒42轉(zhuǎn)動，使展示板23不再向內(nèi)移動，展示板23及機身12能夠被保護。

如圖1所示，兩個播放器21對稱設(shè)置于機身12的側(cè)上方，音頻輸入模塊22設(shè)于頭部13，且音頻輸入模塊22位于觸控顯示屏20的下方；開關(guān)34位于機身12的底部。各部件設(shè)置的位置方便機器人的使用，開關(guān)34位于底板32下方，使其靠近電機33，方便布線，且平常狀態(tài)下不容易觸碰到開關(guān)34，使電機33的運行能夠較好地控制。機體11為1-1.5米高，機體11的重量為20-40公斤，機身12及頭部13用塑料制成，滾輪19用橡膠制成，機身12距離地面間隙為8厘米，頭部13能夠轉(zhuǎn)動180°。這種設(shè)計使得機器人更加實用，更容易被市場接受。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。