一种人工智能成长教育机器人的制作方法

1.本发明涉及机械结构加工设备技术领域，尤其涉及一种人工智能成长教育机器人。


背景技术：

2.机器人技术涉及学科广泛，包括机械、电子、控制、计算机、传感器技术等多个学科，集成了多学科研究的成果，因此机器人的发展与上述学科发展密切相关。随着人们对服务机器人的需求越来越大，其应用范围也越来越广阔，服务机器人正朝着标准化、模块化、智能化和市场化方向发展，其中，针对儿童教育领域，用于陪伴儿童成长的机器人也应运而生。
3.在现有技术中，传统的成长教育机器人往往制作成外形可爱的玩偶状机器人，配合设置在机器内壁的智能交互设备构成，然而电子设备的更新速度较快，随着儿童的成长，审美与喜好也发生变化，使得成长教育机器人无论是内在的硬件和外部的造型都需要进行更替，然而儿童的对于陪伴其成长的机器人是会产生感情的，直接更换更新的机器人会使得儿童感到不适甚至伤心难过，为此，我们提出一种人工智能成长教育机器人来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种人工智能成长教育机器人。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种人工智能成长教育机器人，包括机体组件，所述机体组件内设置有硬件模块，所述机体组件上转动连接有扣板，且扣板上设置有儿童锁，其中：
7.所述机体组件包括内框，所述内框上固定连接有套壳，所述扣板与套壳转动连接，所述硬件模块位于内框中设置，所述内框的上固定连接有四个连杆，四个所述连杆均通过球形转轴转动连接有第一臂杆，且第一臂杆通过球形转轴转动连接有第二臂杆，所述第一臂杆和第二臂杆的侧壁均固定连接有多个l形杆，且第一臂杆和第二臂杆上均套设有臂壳，所述臂壳的内壁固定连接有与l形杆匹配的卡块，且臂壳的两端分别设置有球形头和球形壳，所述第二臂杆远离第一臂杆的一端转动连接有螺纹杆，且螺纹杆上螺纹连接有端壳，所述第二臂杆的侧壁转动连接有两个转杆，且转杆远离第二臂杆的移动转动连接有驱动杆，所述螺纹杆上固定连接有挡片，且挡片上开设有与转杆匹配的卡槽，所述内框的内壁固定连接有滑轨，且内框靠近滑轨的侧壁固定连接有接头总成，所述内框的上端固定连接有头壳，所述头壳内设置有扬声器、指示灯和麦克风，所述头壳的上端还设置有多个出风口，且头壳靠近出风口的内壁设置有散热风扇；
8.所述硬件模块包括安装框，所述安装框上固定连接有主板，且安装框上固定连接有水平设置的导轨，且滑轨上滑动连接有多个安装板，所述安装板上固定连接有与滑轨匹
配的凸块，且安装板上固定连接有连接线，所述连接线与主板固定连接，所述安装框的上端固定连接有提手，且安装框的下端通过导线固定连接有与接头总成匹配的插头，所述安装框的侧壁还固定连接有限位卡，所述扣板上开设有与限位卡匹配的滑槽。
9.优选地，所述儿童锁包括钥杆和开设在扣板的上圆孔，所述扣板靠近内框的侧壁固定通过弹簧转轴转动连接有圆盘，且圆盘的侧壁固定连接有挡块，所述内框上设置有与挡块匹配的限位槽，所述圆盘远离内框的一侧固定连接有异形块，且圆盘靠近异形块的侧壁固定连接有多个拨杆，所述钥杆的一端开设有与异形块匹配的凹槽，且钥杆上转动连接有多个插杆。
10.优选地，所述安装板包括板体，所述凸块与板体固定连接，所述板体上设置有安装槽，且安装槽内设置有防呆条，所述安装槽的下端设置有连接头，且连接头的与连接线电性连接设置。
11.优选地，所述套壳的侧壁开设有多个进风口，且进风口靠近滑轨设置。
12.优选地，所述头壳上固定连接有假发，且假发覆盖出风口设置，所述头壳内固定连接有斜板，且斜板的下端固定连接有导风板，所述扇热风扇位于斜板与导风板之间设置，所述导风板的下端还固定连接有吸水海绵。
13.优选地，所述臂壳靠近驱动杆的侧壁开设有标识槽。
14.优选地，所述扣板靠近圆孔的内壁开设有斜槽，且扣板靠近圆孔的侧壁固定连接有橡胶膜，所述橡胶膜上开设有切断槽。
15.优选地，所述球形壳的内壁开设有限位槽，所述球形头的侧壁固定连接有限位块。
16.优选地，所述端壳包括分为拟手壳和拟脚壳，所述拟脚壳内固定连接有配重块。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1、本发明，通过设置独立的机体组件与硬件模块，可以将两者划分为独立的两部分，使得在需要对成长教育机器人的硬件部分进行升级换代时，用户可以将硬件模块由套壳内直接取出进行拆换，从而使得机器人的硬件配置跟的上科技发展而不被淘汰，满足用户的切实需求，不会使儿童感到不适甚至伤心难过，使得该种成长教具机器人可以更为长久的陪伴儿童长大，在智能辅助对儿童的成长与教育的同时，还可以满足儿童的情感需求，并且拆换方式简单方便，无需家长具有相关的专业性技能；
19.除此以外，通过设置机体组件，采用连杆配合第一臂杆与第二臂杆，使得机器人外观拟人程度高，且四肢可以转动调节姿态，使得该种机器人造型满足儿童审美需求的同时，还可以通过穿衣服可以自定义调整机器人的外观，即使儿童在成长过程中审美发生变化也不会直接将该种成长机器人淘汰。
20.2、本发明，通过设置转动连接的螺纹杆配合端壳，用户可以转动第二臂杆，使得驱动杆与第一臂杆相抵，这时驱动杆的另一端卡入挡片上的卡槽中，进而对螺纹杆进行固定，使用户可以转动端壳而将端壳与螺纹杆分离，进而将臂壳拆卸下来进行更换、清理等行为，可以使得整个机器人无明显机械痕迹和拆装孔、螺栓等影响美观性和拟人度的痕迹，同时又便于家长对机体组件进行维护和维修，并且在儿童审美发生变化时，也可以更换通过更换臂壳与端壳的方式，对机器人进行外观升级。
21.3、本发明，通过设置儿童锁，采用钥杆配合圆盘，在用户需要对硬件模块进行升级或拆修时，将钥杆插入圆孔后，多个插杆向相互远离的方向转动，并且在异形块插入凹槽中
后，多个插杆的端部移动到靠近拨杆的位置，然后用户转动钥杆即可打开儿童锁，然后转动扣板对硬件模块进行更换，该种方式一方面可以避免儿童用其他物体儿童锁，同时采用圆孔方式相较于传统锁具而言不易被异物堵塞导致家长也无法打开儿童锁，同时在保证安全性的同时，儿童在没有使用钥杆的情况下无法直接打开扣板，避免儿童损坏硬件模块。
22.4、本发明，通过设置有安装框配导轨与安装板构成的硬件模块，用户可以在安装板上加载蓄电池、硬盘或其他功能模块，同时在安装和拆卸硬件模块时，多个安装板之间距离较近，可以由扣板处放入，而在装配完成后，多个安装板在滑轨和凸块的配合下向相互远离的方向移动，使得多个硬件之间的间距变大，避免在运行时发热量过大而导致过热损坏，或在某个配件烧毁时影响到其他零部件，充分利用套壳内的空间。
附图说明
23.图1为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的整体结构示意图；
24.图2为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的内框结构示意图；
25.图3为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的硬件模块结构示意图；
26.图4为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的臂壳结构示意图；
27.图5为图2中a处的放大结构示意图；
28.图6为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的儿童锁结构示意图；
29.图7为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的钥杆结构示意图；
30.图8为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的头壳结构示意图；
31.图9为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的仰视结构示意图；
32.图10为本发明提出的一种人工智能成长教育机器人的仰视结构示意图。
33.图中：1、机体组件；101、内框；102、套壳；103、第一臂杆；104、第二臂杆；105、l形杆；106、臂壳；107、卡块；108、转杆；109、螺纹杆；110、驱动杆；111、挡片；112、滑轨；113、接头总成；114、头壳；115、出风口；2、扣板；3、安装框；4、导轨；5、主板；6、安装板；61、；62、；63、；64、；7、凸块；8、连接线；9、提手；10、限位卡；11、圆盘；12、挡块；13、异形块；14、拨杆；15、插杆；16、进风口；17、假发；18、斜板；19、导风板；20、钥杆；21、斜槽；22、橡胶膜；23、限位槽；24、限位块。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.参照图1-9，一种人工智能成长教育机器人，包括机体组件1，所述机体组件1内设置有硬件模块，所述机体组件1上转动连接有扣板2，且扣板2上设置有儿童锁，其中：
36.所述机体组件1包括内框101，所述内框101上固定连接有套壳102，内框101为矩形框体，而套壳102形状则类似与人体躯干部分，所述扣板2与套壳102转动连接，所述硬件模块位于内框101中设置，所述内框101的上固定连接有四个连杆，四个连杆的位置与人体的四肢对应，四个所述连杆均通过球形转轴转动连接有第一臂杆103，且第一臂杆103通过球形转轴转动连接有第二臂杆104，其中第一臂杆103分别队友上臂和大腿部位，而第二臂杆104则是对应前臂和小腿，所述第一臂杆103和第二臂杆104的侧壁均固定连接有多个l形杆
105，且第一臂杆103和第二臂杆104上均套设有臂壳106，所述臂壳106的内壁固定连接有与l形杆105匹配的卡块107，且臂壳106的两端分别设置有球形头和球形壳，所述第二臂杆104远离第一臂杆103的一端转动连接有螺纹杆109，且螺纹杆109上螺纹连接有端壳，所述第二臂杆104的侧壁转动连接有两个转杆108，且转杆108远离第二臂杆104的移动转动连接有驱动杆110，所述螺纹杆109上固定连接有挡片111，且挡片111上开设有与转杆108匹配的卡槽，所述臂壳106靠近驱动杆110的侧壁开设有标识槽，标识槽用于方便家长辨识驱动杆110位置，方便对端壳进行拆卸，所述内框101的内壁固定连接有滑轨112，且内框101靠近滑轨112的侧壁固定连接有接头总成113，所述内框101的上端固定连接有头壳114，所述头壳114内设置有扬声器、指示灯和麦克风，所述头壳114的上端还设置有多个出风口115，且头壳114靠近出风口115的内壁设置有散热风扇，在该种设计中，机体组件1采用拟人化设计，并且具备可以在一定范围内活动的手脚，其中利用位于臂壳106上的球形头与球形壳实现类似阻尼转轴的效果，使得儿童在调节机器人姿势后使其保持在固定状态，在该种机器人辅助儿童成长教育的同时，也作为儿童的人偶玩具，虽然现有技术已经具备驱动机器人四肢运动的设备，但基于儿童使用情况下，儿童会主动掰动机器人手脚，使得驱动设备损伤，且需要机器人长时间陪伴儿童，复杂的驱动设备无法满足需求，不仅增加机器人成本，且后续的维修成本也较高，性价比极低，故不设置驱动设备；
37.所述硬件模块包括安装框3，所述安装框3上固定连接有主板5，且安装框3上固定连接有水平设置的导轨4，且滑轨112上滑动连接有多个安装板6，所述安装板6上固定连接有与滑轨112匹配的凸块7，且安装板6上固定连接有连接线8，其中安装板6包括板体61，所述凸块7与板体61固定连接，所述板体61上设置有安装槽62，且安装槽62内设置有防呆条63，所述安装槽62的下端设置有连接头64，且连接头64的与连接线8电性连接设置，所述连接线8与主板5固定连接，所述安装框3的上端固定连接有提手9，且安装框3的下端通过导线固定连接有与接头总成113匹配的插头，所述安装框3的侧壁还固定连接有限位卡10，所述扣板2上开设有与限位卡10匹配的滑槽，在该种设计中，安装框3与扣板2滑动连接，而在扣板2向套壳102转动时，利用滑轨112带动多个安装板6向相互远离的方向移动，使得硬件模块在套壳102内展开，扩大主板5与多个安装板6之间的间距，进而使得硬件模块具备更好的散热效果，在运行过程中可以配合散热风扇实现良好的通风散热效果，其中主板5上设置cpu，而安装板6上则用于放置蓄电池、硬盘、通讯模块等功能性配件，充分利用套壳102内的空间，而且在儿童日常使用机器人时，机器人摔落磕碰时，位于套壳102内的多个精密电子设备不会互相磕碰而损伤，另外，设置在板体61上的安装槽62则根据放置蓄电池、硬盘、通讯模块等功能性配件的形状进行设计，而防呆条63则是避免用户在更换硬件时，没有正确的区分硬件的正反面而导致连接头64损坏，由此通过差异化设计的安装板6可以方便缺乏机器人相关硬件知识的用户完成产品的硬件升级，并且极大的降低了用户在硬件升级时的学习成本，在配合滑轨112的情况下，缩小扣板2以及安装板3的大小，采用更为紧凑的设计使得活动件更小，又能充分利用套壳102内的空间，保障硬件设备的散热性能，以及避免电子设备互相磕碰，延长该种机器人的使用寿命，使得该种成就教育机器人可以陪伴儿童整个童年，并在儿童长大后将其作为普通玩偶收藏。
38.其中，所述儿童锁包括钥杆20和开设在扣板2的上圆孔，所述扣板2靠近内框101的侧壁固定通过弹簧转轴转动连接有圆盘11，且圆盘11的侧壁固定连接有挡块12，所述内框
101上设置有与挡块12匹配的限位槽23，所述圆盘11远离内框101的一侧固定连接有异形块13，且圆盘11靠近异形块13的侧壁固定连接有多个拨杆14，所述钥杆20的一端开设有与异形块13匹配的凹槽，且钥杆20上转动连接有多个插杆15，所述扣板2靠近圆孔的内壁开设有斜槽21，且扣板2靠近圆孔的侧壁固定连接有橡胶膜22，所述橡胶膜22上开设有切断槽，在该种设计中，由家长对钥杆20进行收纳，当需要打开扣板2时，家长将钥杆20插入圆孔内，在插杆15与圆盘11相抵后，多个插杆15向相互远离的方向转动，并且随着钥杆20靠近异形块13，插杆15也更为靠近驱动杆110，当异形块13插入凹槽内后，多个插杆15则与拨杆14相抵，然后转动钥杆20即可实现开锁动作，相较于传统锁具而言，较大的圆孔不易被异物堵塞，同时也避免儿童因好奇而打开扣板2，具备结构简单使用稳定的效果，相较于较为精密的数据具有更为长久的使用寿命。
39.进一步而言，所述套壳102的侧壁开设有多个进风口16，且进风口16靠近滑轨112设置，进风口16的位置位于硬件模块展开后主板5和安装板6的位置，在出风口115向外排出套壳102内的空气时，由进风口16吸入空气，可以提供更好的散热效果而不是由套壳102与臂壳106的间隙出进风，可以针对硬件模块进行散热，由于该种机器人会在外部根据儿童喜欢为机器人穿着衣物，且进风口16位于机器人的曲杆补位，是会被衣物包裹的，故无需设置防尘网，同时降低了清洗需求。
40.进一步而言，所述头壳114上固定连接有假发17，且假发17覆盖出风口115设置，所述头壳114内固定连接有斜板18，且斜板18的下端固定连接有导风板19，所述扇热风扇位于斜板18与导风板19之间设置，所述导风板19的下端还固定连接有吸水海绵，头壳114用于拟人头部，设置假发17掩盖出风口115，使得机器人的造型更为美观，同时假发17也能对机器人进行装饰，设置导风板19配合斜板18用于控制出风方向，同时也用于防水，尤其是用户在对机器人的假发17进行清洗时，避免水分直接进入套壳102内，再配合海绵吸收进入套壳102内的水分，然后让水分自然蒸发，起到对硬件模块继续保护的作用。
41.进一步而言，所述球形壳的内壁开设有限位槽23，所述球形头的侧壁固定连接有限位块24，该种设计，用于限制臂杆的转动范围，需要说明的是，套壳102与臂杆的连接处也设置有与球形头匹配的凹槽，而端壳上设置有与球形壳匹配的圆球，用于实现机器人各个关节的灵活转动，而现在转动范围则是使机器人的拟人度更高。
42.其中，所述端壳包括分为拟手壳和拟脚壳，所述拟脚壳内固定连接有配重块，其中拟手壳的和机体组件1的主体部分参照人体按一定比例缩小，而拟脚壳则需要制作的稍大一点，并配合配重块，提高机器人的稳定性，使得该种机器人可以保持站立姿态。
43.在本发明中，该种机器人有机体主组件和硬件模块两个独立部分构成，家长可以根据儿童成长与科技进步对该种成长教育机器人进行升级，需要说明的是，由于两者并非同时替换，且其中套壳102、头壳114和硬件模块中硬盘的数据不会直接替换，不会让儿童感受到忒修斯之船的情况，使其对机器人的情感受到影响，在该种机器人中，机体组件1采用拟人形象，其可以根据儿童喜好在机器人身上穿着衣物与鞋子，其中套壳102、臂壳106、头壳114和拟手壳采用手感更为舒适的硅胶材质，不仅使得儿童在把玩该种机器人时的手感更为舒适，而且还能具备较好的防摔效果，在该种家长需要对该种机器人进行外观调整或则机器人外观损坏时，除更换衣物鞋子以外，可以转动第二臂杆104，使得去杆与第一臂杆103相抵，此时驱动杆110远离第一臂杆103的一端与挡片111相抵，使得螺纹杆109无法转
动，这时家长拧下端壳，即可直接抽出臂壳106进行更换，例如男孩更喜欢机甲风格的外观，而女孩则更为喜欢娃娃类型的外观，家长可以更换不同样式风格、可以加装不同饰品的臂壳106搭配衣物，对机体组件1的外观进行改变，不仅可以避免儿童审美疲劳或产生厌烦情绪，还能让儿童感受到机器人与其同步成长变化；
44.而随着科技的发展或蓄电池老化等因素需要对硬件模块进行更新时，用户通过钥杆20打开儿童锁，然后转动扣板2，在扣板2转动时，由滑轨112带动安装板6移动，使多个安装板6向相互靠近的方向移动，进而使得硬件模块可以随着扣板2由套壳102的开口处取出，然后用户沿着滑槽取下安装框3并再次滑动安装板6将其展开，一方面可以方便用户对安装板6上的硬件进行更换，另一方面也避免安装板6遮挡主板5，不仅方便硬件较为方便，而且不会妨碍接线操作，该种设计对于没有电子设备装配经验的成年人而言，在参照说明书的情况下均可完成，降低硬件更新门槛，满足用户的实际需求，而接线方式则采用接头总成113配合插头实现，实现硬件模块与设置在头壳114的外设进行连接，同样没有接线障碍，具有适配性高的特点。
45.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。