一种家庭助教智能机器人系统的制作方法

本实用新型涉及智能机器人技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种家庭助教智能机器人系统。

背景技术：

随着机器人与人工智能的崛起，机器人已从传统工业机器人转变为智能机器人，从工厂走进我们的生活、走进我们的家庭。理想智能机器人是具有人的形态、具有人一样的视觉和感知能力、与人一样的思维模式、自主的学习能力、听懂语言、看懂文字、表露情感、发出与人一样的声音等。

目前市场称智能机器人的主要有以下一些：娱乐机器人：可以唱歌、跳舞、行走及简单的对话；陪护机器人：使用云语音，具有较大的聊天词汇量，部分机器人可行走，语音搜索，有些带有物联网元素，可实现对部分家电的控制以及安防监控功能等；送餐机器人：具有简单的对话、行走及环境识别功能；迎宾机器人：部分具有仿真人外形，可行礼、基本的交流、导行、人脸识别、二维码扫描、表情等；扫地机器人：具有自动行走、清洁地面、自动充电等功能，但非仿人型；助教机器人：具有语音识别、语音搜索、辅助学生学习的功能。

上述的智能机器人的技术范畴大致包括如下方向：1)智能机器人的结构与形式设计；2)环境识别与视觉等感觉的智能传感技术；3)语音识别与人机交互技术、智能人机接口；4)导航与定位、路径与任务规划、虚拟现实与仿真技术；5)自主导引与柔性运动智能控制技术；6)多机器人的协调作业与智能控制技术；7)针对作业过程的智能机器人控制技术；8)机器学习、优化决策等智能控制软计算方法；9)智能机器人系统集成与制造技术；10)机器人网络化与远程控制技术。上述各种机器人皆具有各自的一些功能特点，但对我们的实际生活应用还是比较局限。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种家庭助教智能机器人系统，可实现直/录播及互动教学、智能家居、环境感知、家庭卫士、家庭影院、家庭医疗支撑、中央集控运维管理等功能，综合运用于多种场合，解决我们生活的实际需要，使用范围更广。

本实用新型的技术方案是这样实现的：包括云端平台和至少一个家庭助教机器人，且家庭助教机器人与云端平台通过网络实现数据的传输；所述家庭助教机器人包括外壳。

所述外壳内部内置有中控模块、通讯模块、环境感知模块、摄像机模块、机顶盒模块、医疗保健模块、人机交互模块、物联网模块、运动控制模块、投影仪模块、音箱模块以及供电模块，所述供电模块用于提供上述各模块工作的电能；所述通讯模块、环境感知模块、摄像机模块、机顶盒模块、医疗保健模块、人机交互模块、物联网模块、运动控制模块、投影仪模块、音箱模块均电性连接至所述的中控模块，中控模块用于家庭助教机器人集中管理和控制；

所述通讯模块用于与所述云端平台实现数据的传输；所述运动控制模块包括关节驱动装置、升降驱动装置以及行走驱动装置，所述关节驱动装置包括手臂驱动装置和头部转动驱动装置；所述人机交互模块包括多麦语音系统和触摸感应装置；所述物联网模块包括蓝牙模块、WIFI模块、红外接收发射模块、433兆通信模块以及315兆通信模块。

上述的结构中，所述通讯模块包括GSM模块、AP模块以及交换机。

上述的结构中，所述环境感知模块包括重力加速器、陀螺仪、红外测距装置、激光测距装置、超声波测距装置、烟雾检测装置、火焰检测装置、触摸装置、光照检测装置以及可燃气检测装置。

上述的结构中，所述外壳上还设置有显示屏，且显示屏电性连接在所述的中控模块。

综上所述，本实用新型的家庭助教智能机器人系统可实现直/录播及互动教学、智能家居、环境感知、家庭卫士、家庭影院、家庭医疗支撑、中央集控运维管理等功能，综合运用于多种场合，解决我们生活的实际需要，使用范围更广。

【附图说明】

图1为本实用新型的一种家庭助教智能机器人系统结构框图。

图2为本实用新型的家庭助教机器人的原理框图。

图3至图12为本实用新型家庭助教智能机器人系统的应用场景的实施例图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

参照图1所示，本实用新型揭示的一种家庭助教智能机器人系统，包括云端平台和至少一个家庭助教机器人，且家庭助教机器人与云端平台通过网络实现数据的传输；所述家庭助教机器人包括外壳，家庭助教机器人的头部能够根据指令进行上下左右转动（类似真人的点头和摇头动作），也能够通过语音控制、人脸识别自动调节头部方向；机器人手臂、手指等关节能够自动或者人工调整，根据场合需求完成各种动作；家庭助教机器人有自动升降功能，可以根据场合需求完成自动升降（例如：家庭助教机器人见到主人能够弯腰鞠躬问好等动作；如果需要使用投影仪的时候，家庭助教机器人能够自动升降调整高度，使投影仪播放效果达到理性化）；另外，用户根据个人喜好可对家庭助教机器人头发、脸谱、五官、穿着等打扮和更换。

参照图2所示，为所述的家庭助教机器人的原理框图，所述外壳内部内置有中控模块、通讯模块、环境感知模块、摄像机模块、机顶盒模块、医疗保健模块、人机交互模块、物联网模块、运动控制模块、投影仪模块、音箱模块以及供电模块，所述供电模块用于提供上述各模块工作的电能；所述通讯模块、环境感知模块、摄像机模块、机顶盒模块、医疗保健模块、人机交互模块、物联网模块、运动控制模块、投影仪模块、音箱模块均电性连接至所述的中控模块，中控模块用于家庭助教机器人集中管理和控制。另外，所述外壳上还设置有显示屏，且显示屏电性连接在所述的中控模块。

所述通讯模块用于与所述云端平台实现数据的传输，主要实现本地与远程的信息交互传输功能，本实施例中，所述通讯模块包括GSM模块、AP模块以及交换机。所述运动控制模块包括关节驱动装置、升降驱动装置以及行走驱动装置，所述关节驱动装置包括手臂驱动装置和头部转动驱动装置，该模块主要功能是实现机器人行走、关节运动、升降等动作。所述人机交互模块包括多麦语音系统和触摸感应装置，主要通过语音控制、人脸识别、触摸屏和触摸传感器等多种方式实现人机互动；所述物联网模块包括蓝牙模块、WIFI模块、红外接收发射模块、433兆通信模块以及315兆通信模块，此模块通过无线连接外置的传感器和控制器，可实现家庭环境数据自动采集及监控功能；例如：温湿度监测、烟雾监测报警、灯光自动调节、空调温度自动调节、智能开关面板控制等功能。所述投影仪模块主要完成视频、图像投射到投影墙。所述摄像机模块，主要实现拍摄功能，机器人通过拍摄，可实现远程视频看家、门禁视频联动、智能视频抓拍以及人物识别等功能。所述音响模块能根据应用场景不同，自动选择对应的音效扩音模式，音效扩音模式包括真人发音、背景音乐以及混合音效。所述机顶盒模块，用户通过此模块，可实现在线直播听课、精品课件点播和影视资源观看等功能。

进一步的，在本实施例中，所述环境感知模块包括重力加速器、陀螺仪、红外测距装置、激光测距装置、超声波测距装置、烟雾检测装置、火焰检测装置、触摸装置、光照检测装置以及可燃气检测装置，主要通过激光传感器、超声传感器、红外测距传感器、触摸装置、重力加速器、陀螺仪和电子罗盘等，来实现环境感知及监测功能。

结合图3至图11所示，我们对本实用新型的家庭助教智能机器人系统的应用场景进行详细说明，如图3所示，为本实用新型的家庭助教智能机器人系统应用于直/录播课堂，此时，当用户（学生）需要加深课堂所学的内容时，通过家庭助教智能机器人内置的录播组件访问云端平台，根据自己的需要来选择学习内容或者授课老师,选取相应课件点播回放以及视频课件下载学习等功能。如图4所示，当用户（学生）行走不便等原因无法到学校上课时，通过家庭助教智能机器人内置了互动教学组件访问云端平台, 实现与前端云课堂教室进行互动教学，当具有多个家庭助教智能机器人，不同用户的家庭助教智能机器人之间也可实现互动教学，同时家庭助教智能机器人和云端平台远程连接，实现个人数据的中心存储以及网络备课、互动辅导功能。

如图5所示，家庭助教智能机器人内置了互动教学组件，用户通过家庭助教智能机器人访问云端平台, 实现家庭一对一结对帮护学习，另外机器人和云端平台远程连接，实现个人数据的中心存储以及网络备课、互动辅导功能；用户（学生）通过机器人一对一教学，足不出户就能实现零距离面对面互动学习。

如图6所示，家庭助教智能机器人内置了互动教学组件，用户通过机器人访问云端平台, 实现不同用户的家庭助教智能机器人之间互动学习，同时家庭助教智能机器人和云端平台远程连接，实现个人数据的中心存储以及网络备课、互动辅导功能。用户（学生）通过家庭助教智能机器人进行小组交流学习，不仅可以使师生之间、学生之间更有效地进行语言交际；而且还可以培养学生的合作意识、团队精神，进而促使学生相互学习，共同提高，有力地促进了学习效率的提高。

如图7所示，本实用新型的家庭助教智能机器人系统还具有智能应用功能，家庭助教智能机器人内置了物联中控模块，中控模块基于无线物联网的覆盖，实现设备智能感知与数据自动采集，这些数据通过云平台实时传输给用户终端(手机、平板和PC)，实现智能家居应用机器人的家居监控功能。

如图8所示，本实用新型的家庭助教智能机器人系统还具有环境感知监控功能，家庭助教智能机器人内置了多种环境传感器，包括如上述的重力加速器、陀螺仪、红外测距装置、激光测距装置、超声波测距装置、烟雾检测装置、火焰检测装置、触摸装置、光照检测装置以及可燃气检测装置等，通过内置的环境传感器自动监测家庭内部的环境数据，当达到预警临界值时，自动语音提醒用户，或将预警数据通过云端平台实时传输给用户终端(手机、平板和PC)。

如图9所示，家庭助教智能机器人内置了安防监控组件，安防监控组件通过无线或有线的网络，与外置的摄像机、探测器、报警器相连，自动采集视音频数据和防盗报警数据存储在本地和云端平台，同时上述数据通过云端平台实时传输给用户终端(手机、平板和PC)，从而实现家庭远程看家及安全防范等功能。

如图10所示，家庭助教智能机器人内置了高保真音频处理组件和多媒体音箱，为用户提供高品质音乐听赏与全高清视觉观赏功能。

如图11所示，本实用新型的家庭助教智能机器人系统还具有家庭医生功能，家庭助教智能机器人通过网络与云端平台连接，实时同步云端中心的医疗支撑数据，为用户提供健康咨询数据、健康在线评估、专家健康讲堂、营养方案、运动方案等服务功能，同时机器人自带空气清新、自制氧气等功能，为家庭成员提供保健服务功能。

如图12所示，家庭助教智能机器人内置中控模块，具有集中管理和控制的功能，家庭助教智能机器人通过网络实时与云端平台连接，云端平台能对家庭助教智能机器人进行远程运维集控化管理，同时云端平台以图表方式动态展示家庭机器人的运行情况，通过后台与云端平台的连接，进行后台管理（电脑、平板电脑、手机等），实现远程运维集控化管理。

以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。