桌面编程机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种桌面编程机器人。


背景技术：

2.随着人工智能技术的发展，目前市面上的用于早教的机器或者设备种类繁多，表现形式多样，有智能教育机器人，故事机，点读笔等等。目前存在的普遍问题是体积庞大，灵活度低，或者功能单一，交互性较差，对儿童缺乏有效的学习指导。
3.目前常见的可编程教育机器人大都以轮式机器人的形态呈现，具有两个轮子或者履带，可实现机器人的行走，有的还设置有寻迹、防撞、防跌落等功能。共同特点是可以与手机或者电脑通过无线方式进行交互，实现在线编程教育。但是基本都是体积庞大，功能单一，灵活度不够，且集成度不高。


技术实现要素：

4.本实用新型的第一个目的在于提供一种桌面编程机器人，以解决现有桌面编程机器人不具有点读功能的技术问题。
5.本实用新型提供的一种桌面编程机器人，包括壳体、动力装置、点读传感器和控制装置，所述动力装置安装在所述壳体的底部并用于动力所述桌面编程机器人，所述控制装置包括电连接的第一控制电路板和第二控制电路板，所述第二控制电路板和所述点读传感器安装于所述壳体的底部，所述动力装置与所述第二控制电路板电连接，所述点读传感器与所述控制装置电连接。
6.通过将点读传感器集成于桌面编程机器人的壳体内，并且使得点读传感器安装在壳体底部，并与第一控制电路板电连接，用桌面编程机器人在桌面上的自动移动过程中，点读传感器对准不同的图像和/或文字，即可阅读纸面上的信息，实现点读功能，在桌面编程机器人技术上集成了点读功能。因此，该桌面编程机器人可以实现对儿童更加有效的学习指导。
7.优选的技术方案中，还包括发光装置，所述发光装置包括灯阵，所述灯阵安装在所述壳体内的中上部，所述灯阵与所述第一控制电路板电连接。
8.通过设置发光装置，并将发光装置的灯阵与第一控制电路板电连接，可以利用灯阵的不同发光件发光，形成不同的光亮组合图案，和/或，发出不同颜色的光线，可以与执行点读功能的喇叭配合，产生多种互动效果，提高用户体验。
9.优选的技术方案中，所述发光装置还包括遮光罩，所述遮光罩位于所述灯阵的外侧且安装在所述壳体上。
10.通过设置遮光罩，可以直接遮挡住灯阵对外直接发出的光线。进而使得光线主要通过遮光罩以外的部分壳体发出，从而增加这部分壳体的亮度，与壳体本身的颜色配合，以产生丰富的表面色彩效果，从而达到利用桌面编程机器人的皮肤互动的效果。
11.优选的技术方案中，还包括颜色传感器，所述颜色传感器位于所述壳体的底部，所
述颜色传感器与所述第二控制电路板电连接。
12.通过在壳体的底部设置颜色传感器，可以利用颜色传感器感应到桌面编程机器人下方的图案颜色，获取颜色指令，以对桌面编程机器人输入指令。
13.优选的技术方案中，还包括寻迹光感传感器，所述寻迹光感传感器安装于所述第二控制电路板的底面并与所述第二控制电路板电连接。
14.通过设置寻迹光感传感器，可以利用寻迹光感传感器识别纸上的线条，使得桌面编程机器人根据纸上设定的线条路径进行多方位移动。
15.优选的技术方案中，还包括支架，所述支架位于所述壳体内部，所述壳体包括顶盖、前壳体和后壳体，所述前壳体和所述后壳体均与所述支架可拆卸的连接。
16.优选的技术方案中，还包括电池和磁吸式usb接口，所述磁吸式usb接口用于实现数据通讯、给所述电池充电以及给外设皮肤模块供电。
17.通过设置磁吸式usb接口，利用磁吸式usb接口作为充电接口或数据传输接口或连接外部设备，诸如给外设皮肤模块供电。
18.优选的技术方案中，还包括防跌落传感器，所述防跌落传感器分别安装于所述第二控制电路板的前部和后部并与所述第二控制电路板电连接；所述动力装置包括左动力装置和右动力装置，所述左动力装置位于所述壳体的左侧，所述右动力装置位于壳体的右侧，所述左动力装置和所述右动力装置均包括动力电机和车轮，所述车轮与所述动力电机传动连接。
19.通过设置防跌落传感器，特别是在动力装置分别设置在壳体的左侧和右侧时，防跌落传感器设置于壳体底部的前端或后端，当防跌落传感器检测到下方没有物体支持桌面编程机器人时，可以及时发出信号，由控制装置控制动力装置停止运行，从而防止桌面编程机器人从桌面跌落而发生损坏。
20.优选的技术方案中，还包括防撞传感器，所述防撞传感器分别所述壳体内侧的前部和后部，并用于分别向所述壳体的前方和后方发射红外线，所述防撞传感器与所述控制装置电连接。
21.通过壳体的前部和后部分别设置防撞传感器，向壳体的前方和后方发射红外线，可以检测壳体的前方和后方的安全距离范围内是否有障碍物，从而防止壳体与障碍物发生碰撞，可实现避障功能。
22.优选的技术方案中，还包括按键板和按键，所述按键板有两块，分别安装在所述壳体的左侧和右侧，所述按键安装于所述按键板，所述按键板与所述控制装置电连接。
23.通过将按键和按键板分别设置在壳体的两侧，便于操作，以控制桌面编程机器人并选择相应的运行模式。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的桌面编程机器人的立体拆解图；
26.图2为上述的桌面编程机器人的外部结构示意图；
27.图3为上述的桌面编程机器人中的从斜下方观察的立体示意图；
28.图4为上述的桌面编程机器人中的电路连接示意图。
29.附图标记说明：
30.1-顶盖；2-第一控制电路板；3-遮光罩；4-后壳体；5-喇叭；6-支架；7-动力电机；8-车轮；9-按键板；10-按键；11-点读传感器；12-第二控制电路板；13-电池；14-前壳体；15-灯阵；16-防撞传感器；17-磁吸式usb接口；18-防跌落传感器；19-寻迹光感传感器。
具体实施方式
31.图1为本实用新型实施例提供的桌面编程机器人的立体拆解图；图2为上述的桌面编程机器人的外部结构示意图；图3为上述的桌面编程机器人中的从斜下方观察的立体示意图。
32.如图1-图3所示，本实施例提供的桌面编程机器人，包括壳体、动力装置、点读传感器11和控制装置，动力装置安装在壳体的底部并用于控制桌面编程机器人移动，控制装置包括电连接的第一控制电路板6和第二控制电路板12，第二控制电路板12和点读传感器11安装于壳体的底部，动力装置与第一控制电路板6电连接，点读传感器11与控制装置电连接。
33.其中，需要说明的是，当本实施例的桌面编程机器人设置了点读传感器11之后，起到了点读功能，必然的，也会设置喇叭5，以便于将根据点读传感器11所读到的信息的对应内容通过声音播放出来，诸如可以播放点读传感器11所读到的课文或英语等。此外，桌面编程机器人编程后在设定好的纸片上行走，纸片上也会有一些点读码，桌面编程机器人可以读取点读码，做出反应，这样交互的内容就更加丰富。
34.另外，上述的电连接，不仅仅指的是相应的电子器件，诸如电机、各种传感器等通过导线与电路板或控制装置进行连接，还可以直接包括电子器件的引脚直接焊接在第一控制电路板6和第二控制电路板12的导电线路中。在后述的实现方式中，由于传感器不承担机械载荷，所以传感器的引脚可以直接焊接在电路板的导电线路上，不仅仅实现了该传感器的机械安装，也实现了导线与电路板的电连接。
35.如图1所示，具体的，本实施例的桌面编程机器人包括下述的支架6，第一控制电路板6可以安装在支架6的顶部，第一控制电路板6可以搭载中央处理芯片(图1中未示出)和蓝牙通讯模块(图1中未示出)。而第二控制电路板12可以安装在支架6的底部，其中第二控制电路板12可以充当壳体的底部，由于传感器并不需要承担什么机械载荷，所以部分传感器可以直接安装在第二控制电路板12上，具体会在后文中说明。
36.如图1和图3所示，更具体的，第二控制电路板12可以设置一通孔，以便于点读传感器11读取纸片上的信息。
37.通过将点读传感器11集成于桌面编程机器人的壳体内，并且使得点读传感器11安装在壳体底部，并与第二控制电路板12电连接，用桌面编程机器人在桌面上的自动移动过程中，点读传感器11对准不同的图像和/或文字，即可阅读纸面上的信息，实现点读功能。在点读的同时，解放了使用者的双手，使得双手可以从事其它的操作，提高了手-脑的协调能力。因此，该桌面编程机器人可以实现对儿童更加有效的学习指导。
38.如图1所示，优选的，还包括发光装置，发光装置包括灯阵15，灯阵15安装在壳体内的中上部，灯阵15与第一控制电路板6电连接。
39.具体的，本实施例中，灯阵15可以为一条环形的灯带，灯带包括带本体和灯芯，灯芯沿带本体的长度方向分布在带本体的外侧表面。其中，灯芯可以为led灯芯。具体的，本实施例中，灯带上设置一圈的led灯芯，在另外的实现方式中，还可以设置两圈或更多圈数的led灯芯，这些led灯芯可以呈矩阵方式排列。
40.通过设置发光装置，并将发光装置的灯阵15与第一控制电路板6电连接，可以利用灯阵15的不同发光件发光，形成不同的光亮组合图案，和/或，发出不同颜色的光线，可以与执行点读功能的喇叭5配合，产生多种互动效果，提高用户体验。例如，可以实现呼吸灯、跑马灯、闪烁或变色等效果以供交互。其中，呼吸灯，指的是灯的亮度先逐渐变亮然后逐渐变暗，循环往复。跑马灯，指的是环形的灯阵15中，一个或几个灯芯被同时点亮所形成的亮点沿环形绕圈。
41.如图1和图2所示，优选的，发光装置还包括遮光罩3，遮光罩3位于灯阵15的外侧且安装在壳体上。
42.具体的，遮光罩3的高度与灯阵15相同，用以遮挡灯阵15直接沿水平方向向外发光，使得光线可以射在壳体的其余部分的内壁上，以形成不同的色彩。
43.通过设置遮光罩3，可以直接遮挡住灯阵15对外直接发出的光线。进而使得光线主要通过遮光罩3以外的部分壳体发出，从而增加这部分壳体的亮度，与壳体本身的颜色配合，以产生丰富的表面色彩效果，从而达到利用桌面编程机器人的皮肤互动的效果。
44.优选的，还包括颜色传感器(图中未示出)，颜色传感器位于壳体的底部，颜色传感器与第二控制电路板12电连接。
45.具体的，颜色传感器，可以安装在第二控制电路板12的底面上，用以感受到纸片上的不同颜色指令。颜色传感器的引脚直接焊接在第二控制电路板12的导体线路上，从而实现颜色传感器的机械安装和与第二控制电路板12的电连接。具体的，颜色指令指的是机器人在沿轨迹运行的过程中，所识别到的不同信息组合而表示不同的指令。例如，当桌面编程机器人沿纸片上的黑色线条行走时，前方突然出现红色、黄色蓝色的颜色块。那么红黄蓝就可以作为一种指令，供桌面编程机器人实现旋转、加速等变化，不同颜色顺序搭配出来的指令可以各不相同。
46.通过在壳体的底部设置颜色传感器，可以利用颜色传感器感应到桌面编程机器人下方的图案颜色，获取颜色指令，以对桌面编程机器人输入指令。
47.如图3所示，优选的，还包括寻迹光感传感器19，寻迹光感传感器19安装于第二控制电路板12的底面。
48.具体的，寻迹光感传感器19可以有7个，沿桌面编程机器人的前后方向串列排布，并安装在第二控制电路板12的底面。寻迹光感传感器19的引脚直接焊接在第二控制电路板12的导体线路上，实现了寻迹光感传感器19的机械安装以及与第二控制电路板12的电连接。磁吸式usb接口(17)可实现数据通讯、充电以及给外设皮肤模块供电通过设置寻迹光感传感器19，利用光感识别技术识别纸上的线条，使得桌面编程机器人根据纸上设定的线条路径进行多方位移动。
49.如图1所示，优选的，还包括支架6，支架6位于壳体内部，壳体包括顶盖1、前壳体14
和后壳体4，前壳体14和后壳体4均与支架6可拆卸的连接。
50.具体的，该桌面编程机器人可以为拟人形或仿小动物的直立行走的玩偶形象，可以给他套上不同的皮肤，比如不同形象的披风，例如披风可以为套装在壳体外的橡胶套或塑胶套，橡胶套或塑胶套中可以设置光源以加强互动效果，形成相应的皮肤形象。光源可以通过具有公头的usb插头插入到后文中的磁吸式usb接口17中，接受其供电而发出光亮。例如，皮肤可以选用不同的造型，诸如变形金刚的造型、机器猫或招财猫的造型。
51.如图1和图3所示，优选的，还包括电池13和磁吸式usb接口17，磁吸式usb接口17可实现数据通讯、充电以及给外设皮肤模块供电。
52.其中，电池13可以位于支架6的一侧面，磁吸式usb接口17可与电池13通过导线电连接。
53.通过设置磁吸式usb接口17，利用磁吸式usb接口17作为充电接口或数据传输接口或连接外部设备，诸如给外设皮肤模块供电。
54.如图3所示，优选的，还包括防跌落传感器18，防跌落传感器18分别安装于第二控制电路板12的前部和后部；动力装置包括左动力装置和右动力装置，左动力装置位于壳体的左侧，右动力装置位于壳体的右侧。
55.具体的，动力装置包括动力电机7，动力电机7通过减速器传动连接每侧的车轮8。动力电机7和减速器均安装在支架6上。动力电机7可以有电机动力芯片动力，电机动力芯片可以安装在第二控制电路板12上并与第二控制电路板12电连接。当然，在另外的实现方式中，电机动力芯片也可以安装在第一控制电路板6上。防跌落传感器18的引脚直接焊接在第二控制电路板12的导体线路上，实现了防跌落传感器18的机械安装以及与第二控制电路板12的电连接。
56.通过设置防跌落传感器18，特别是在动力装置分别设置在壳体的左侧和右侧时，防跌落传感器18设置于壳体底部的前端或后端，当防跌落传感器18检测到下方没有物体支持该桌面编程机器人时，可以及时发出信号，由控制装置控制动力装置停止运行，从而防止桌面编程机器人从桌面跌落而发生损坏。
57.如图1所示，优选的，还包括防撞传感器16，防撞传感器16分别壳体内侧的前部和后部，并用于分别向壳体的前方和后方发射红外线，防撞传感器16与控制装置电连接，具体可以通过导线电连接。
58.其中，防撞传感器16可以为红外避障传感器，通过向外发射红外线并获得反射信号的方式，而得到外部障碍物的远近、方位等。红外避障传感器可以具体安装在上述的带本体上。
59.通过壳体的前部和后部分别设置防撞传感器16，向壳体的前方和后方发射红外线，可以检测壳体的前方和后方的安全距离范围内是否有障碍物，从而防止壳体与障碍物发生碰撞，以保证桌面编程机器人的安全。
60.如图1和图3所示，优选的，还包括按键板9和按键10，按键板9有两块，分别安装在壳体的左侧和右侧，按键10安装于按键板9，按键板9与控制装置电连接，具体可以通过导线电连接。
61.其中，按键板9安装在支架6上，按键10穿过壳体，并位于车轮8的上方。
62.通过将按键10和按键板9分别设置在壳体的两侧，便于操作，以控制桌面编程机器
人并选择相应的运行模式。
63.此外，需要说明的是，图4是本实施例的电路结构的框图。具体的，电池13为第一控制电路板6供电，第一控制电路板6上装在中央处理芯片和蓝牙通讯模块，第一控制电路板6与第二控制电路板12电连接，二者相互传递信息。第二控制电路板12上安装防跌落传感器18、寻迹光感传感器19和颜色传感器，这些传感器收集外部信息，并通过第一控制电路板6向第一控制电路板6传递信息。此外，第二控制电路板12上还安装电机动力芯片，电机动力芯片与电机电连接，通过电机控制车轮8的转动。另外，点读传感器11、作为防撞传感器16的红外避障传感器和按键板9均与第一控制电路板6电连接，用于向第一控制电路板6输入信息。喇叭5、灯阵15等均与第一控制电路板6电连接，向外输出光信号或声音信号。
64.综上，桌面编程机器人设计集成度高，将更多的功能集成为一个掌上教育机器人，机器小巧、灵活。该桌面编程机器人，可以实现可视化编程，使用者可以通过手机app或网页进行在线或离线编程，并通过蓝牙通讯方式或usb传输的方式传递给桌面编程机器人，从而实现桌面编程机器人的交互响应。另外，也可以通过颜色传感器读取纸片上的颜色指令，实现桌面编程机器人的交互响应。不过需要说明的是，本技术的改进主要在于结构上的改进，至于机器人如何接受外部信息，并且将外部的信息转化为机器人运行的程序，以及机器人基于收到的传感器信息如何做出判断并控制相应的输出部件和动作部件进行相应的操作，均属于现有技术，在此不再赘述。
65.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
66.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。