教育机器人结构设计的方法与流程

本发明涉及教学机器人领域，具体的说是教育机器人结构设计的方法。

背景技术：

教育机器人，是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。它除了机器人机体本身之外，还有相应的控制软件和教学课本等。教育机器人因为适应新课程，对学生科学素养的培养和提高起到了积极的作用，在众多中小学学校得以推广，并以其“玩中学”的特点深受青少年的喜爱，机器人走入学校和电脑普及校园一样，已经成为必定的趋势，机器人教育已经成为中小学教育领域的新课程。教育机器人未来将成为趋势，当今社会需要具有创新意识、有创造性思维的人才，未来的社会更是如此。

然而传统的教育机器人在实际使用时，由于长时间的使用而喇叭孔又暴露于空气当中，极易使得喇叭孔内沉积有诸多灰尘，对喇叭孔造成损伤，影响使用寿命，同时，儿童天性活泼，很多时候使用不当，极易使其从高处摔落进一步造成损坏，且不具有扫描文件查询教育资料的内容，资料的查询速度较慢。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明提供了教育机器人结构设计的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：教育机器人结构设计的方法，该方法步骤如下：

1.教育机器人结构设计的方法，其特征在于，该方法步骤如下：

s1：首先将教育机器人放置在课桌或平坦的地面，初步检查机器人的电量情况，初步检查教育机器人的工作情况；

s2：在自动教学过程中，操作者通过语音控制教育机器人查询学习的相关内容，然后教育机器人语音播报给使用者，同时可以手动触摸控制教育机器显示相关的教学资料，通过扫描文本文件搜索相关的资料，根据操作人员的位置自动旋转机器人的头部位置；

s3：手动的清理教育机器人的语音播报区域的孔洞，对语音播报区域的孔洞的内部的灰尘进行处理；

其中s1、s2、s3中的教育机器人结构包括躯干机构，所述躯干机构的顶部转动连接有用于调节头部机构的角度的连接轴，所述连接轴的顶部转动连接有所述头部机构，所述头部机构包括头部主体、人脸识别摄像头、安置槽、显示屏、固定环、耳朵渲染灯、六麦结构和绘本阅读摄像头，所述连接轴的顶部转动连接有所述头部主体，所述头部主体侧面的中部设有所述安置槽，所述安置槽内固定安装有用于手动触控查阅教学资料的所述显示屏，且所述头部主体的侧壁上位于所述显示屏的顶部和底部分别固定安装有用于追踪操作者位置的所述人脸识别摄像头和用于扫描文本资料的所述绘本阅读摄像头，所述头部主体的两侧中部各自固定安装有一个所述固定环，所述固定环的内卡合安装有所述耳朵渲染灯，所述头部主体的顶部中央部位固定安装有用于语音录入的所述六麦结构，所述躯干机构的两边侧壁上固定安装有肢体机构，所述躯干机构的内部设有用于播报语音的喇叭，所述躯干机构的外侧壁及其内部设有用于防止所述喇叭积灰的清灰机构，所述清灰机构包括安全气垫、通气管、气囊、连杆、安装板和清灰毛刺，所述躯干机构的外侧壁上固定安装有一层用于减震泄压的所述安全气垫，所述通气管贯通所述安全气垫及所述躯干机构伸入所述躯干机构内部，所述通气管位于所述躯干机构内部的一端固定连通有所述气囊，所述气囊的另一端固定安装有所述连杆，所述连杆的另一端固定连接有所述安装板，所述安装板的另一面上固定安装有多个所述清灰毛刺。

具体的，所述躯干机构包括躯干主体、固定孔、电池盖、卡槽和喇叭孔，所述躯干主体两边相对的外侧壁上各自设有一组所述固定孔，所述躯干主体外侧壁的底部可拆卸安装有所述电池盖，所述电池盖的周边位于所述躯干主体上设有一个用于拆卸所述电池盖的所述卡槽，且所述躯干主体上位于所述电池盖的顶部设有用于播报语音的所述喇叭孔，所述躯干主体的内部设有所述喇叭，所述喇叭与所述喇叭孔一一对应，所述人脸识别摄像头、所述显示屏、所述耳朵渲染灯、所述喇叭、所述六麦结构和所述绘本阅读摄像头均于所述电池盖的内部的蓄电池之间电性连接。

具体的，所述头部机构还包括贴板，所述固定环的顶部和底部分别固定安装有一个呈弹性片状的所述贴板。

具体的，所述躯干主体的底部固定安装有一个呈圆盘状的底座。

具体的，所述肢体机构包括活动手臂和手臂渲染灯，所述躯干主体上两侧的顶部分别固定安装有一个所述活动手臂，所述活动手臂上固定安装有所述手臂渲染灯。

具体的，所述清灰毛刺在所述躯干主体内部的水平位置同所述喇叭孔的水平相同，且所述清灰毛刺的直径小于所述喇叭孔的内径。

具体的，所述s2中，在自动教学过程中，操作者打开教育机器人的工作开关，使各个部件之间正常运行，操作人员说出语音指令，所述六麦结构将语音指令传输至所述显示屏，且通过所述显示屏处理，然后根据语音指令调取教学资料显示在显示屏，当语音错误或者数据调取出现问题，同时所述耳朵渲染灯的颜色直观的反应故障类型，同时所述人脸识别摄像头自动追踪操作者的位置，进而使躯干主体的内部的电机带动所述连接轴转动，然后使所述显示屏始终对准操作者，同时触摸控制所述显示屏调取资料，控制所述喇叭播报语音信息，当需要调取纸质文档相关的资料时候，通过所述绘本阅读摄像头扫描文本文件，然后将文件的信息通过所述显示屏对比并且搜索相关的资料，然后资料显示在所述显示屏中。

具体的，所述s3中，在长时间的使用导致喇叭孔内沉积有诸多灰尘时，手动对安全气垫进行挤压，安全气垫受到挤压排出气体，气体经过通气管进入气囊，气囊膨胀对连杆进行挤压推动，连杆对安装板进行挤压推动，安装板受到挤压产生位移，进入喇叭孔内，从而对喇叭孔内部的灰尘进行清除，使得方便对长时间使用后喇叭孔内的灰尘进行清除，当本装置从高处掉落至地面时，安全气垫可对本装置整体形成一定的缓冲，从而可对本装置起到防护的作用，且在安全气垫受到挤压时，同上述，可对喇叭孔内的灰尘进一步清除，最终完成本装置的整个使用过程。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的教育机器人结构设计的方法，在长时间的使用导致喇叭孔内沉积有诸多灰尘时，手动对安全气垫进行挤压，安全气垫受到挤压排出气体，气体经过通气管进入气囊，气囊膨胀对连杆进行挤压推动，连杆对安装板进行挤压推动，安装板受到挤压产生位移，进入喇叭孔内，从而对喇叭孔内部的灰尘进行清除，使得方便对长时间使用后喇叭孔内的灰尘进行清除，延长喇叭孔的使用寿命；当本装置从高处掉落至地面时，安全气垫可对本装置整体形成一定的缓冲作用，从而可对本装置起到防护的作用，且在安全气垫受到挤压时，同上述，可对喇叭孔内的灰尘进一步清除。

(2)本发明的教育机器人结构设计的方法，在自动教学过程中，操作者打开教育机器人的工作开关，使各个部件之间正常运行，操作人员说出语音指令，六麦结构将语音指令传输至显示屏，且通过显示屏处理，然后根据语音指令调取教学资料显示在显示屏，当语音错误或者数据调取出现问题，同时耳朵渲染灯的颜色直观的反应故障类型，同时人脸识别摄像头自动追踪操作者的位置，进而使躯干主体的内部的电机带动连接轴转动，然后使显示屏始终对准操作者，同时触摸控制显示屏调取资料，控制喇叭播报语音信息，当需要调取纸质文档相关的资料时候，通过绘本阅读摄像头扫描文本文件，然后将文件的信息通过显示屏对比并且搜索相关的资料，然后资料显示在显示屏中，进而大大提高了教学质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的流程图；

图2为本发明提供的一种教育机器人结构的一种较佳实施例整体结构示意图；

图3为图2所示的躯干主体与安全气垫的连接结构示意图；

图4为图2所示的躯干主体与活动手臂的连接结构示意图；

图5为图2所示的a部放大示意图；

图6为图3所示的b部放大示意图；

图7为本发明的教育机器人结构的电路连接图。

图中：1、躯干机构，11、躯干主体，12、固定孔，13、电池盖，14、卡槽，15、喇叭孔，2、头部机构，21、头部主体，22、人脸识别摄像头，23、安置槽，24、显示屏，25、固定环，26、贴板，27、耳朵渲染灯，28、六麦结构，29、绘本阅读摄像头，3、连接轴，4、底座，5、肢体机构，51、活动手臂，52、手臂渲染灯，6、清灰机构，61、安全气垫，62、通气管，63、气囊，64、连杆，65、安装板，66、清灰毛刺，7、喇叭。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图7所示，本发明所述的教育机器人结构设计的方法，该方法步骤如下：

s1：首先将教育机器人放置在课桌或平坦的地面，初步检查机器人的电量情况，初步检查教育机器人的工作情况；

s2：在自动教学过程中，操作者通过语音控制教育机器人查询学习的相关内容，然后教育机器人语音播报给使用者，同时可以手动触摸控制教育机器显示相关的教学资料，通过扫描文本文件搜索相关的资料，根据操作人员的位置自动旋转机器人的头部位置；

s3：手动的清理教育机器人的语音播报区域的孔洞，对语音播报区域的孔洞的内部的灰尘进行处理；

其中s1、s2、s3中的教育机器人结构包括躯干机构1，所述躯干机构1的顶部转动连接有用于调节头部机构2的角度的连接轴3，所述连接轴3的顶部转动连接有所述头部机构2，所述头部机构2包括头部主体21、人脸识别摄像头22、安置槽23、显示屏24、固定环25、耳朵渲染灯27、六麦结构28和绘本阅读摄像头29，所述连接轴3的顶部转动连接有所述头部主体21，所述头部主体21侧面的中部设有所述安置槽23，所述安置槽23内固定安装有用于手动触控查阅教学资料的所述显示屏24，且所述头部主体21的侧壁上位于所述显示屏24的顶部和底部分别固定安装有用于追踪操作者位置的所述人脸识别摄像头22和用于扫描文本资料的所述绘本阅读摄像头29，所述头部主体21的两侧中部各自固定安装有一个所述固定环25，所述固定环25的内卡合安装有所述耳朵渲染灯27，所述头部主体21的顶部中央部位固定安装有用于语音录入的所述六麦结构28，所述躯干机构1的两边侧壁上固定安装有肢体机构5，所述躯干机构1的内部设有用于播报语音的喇叭7，所述躯干机构1的外侧壁及其内部设有用于防止所述喇叭7积灰的清灰机构6，所述清灰机构6包括安全气垫61、通气管62、气囊63、连杆64、安装板65和清灰毛刺66，所述躯干机构1的外侧壁上固定安装有一层用于减震泄压的所述安全气垫61，所述通气管62贯通所述安全气垫61及所述躯干机构1伸入所述躯干机构1内部，所述通气管62位于所述躯干机构1内部的一端固定连通有所述气囊63，所述气囊63的另一端固定安装有所述连杆64，所述连杆64的另一端固定连接有所述安装板65，所述安装板65的另一面上固定安装有多个所述清灰毛刺66；在自动教学过程中，操作者打开教育机器人的工作开关，使各个部件之间正常运行，操作人员说出语音指令，所述六麦结构28将语音指令传输至所述显示屏24，且通过所述显示屏24处理，然后根据语音指令调取教学资料显示在显示屏24，当语音错误或者数据调取出现问题，同时所述耳朵渲染灯27的颜色直观的反应故障类型，同时所述人脸识别摄像头22自动追踪操作者的位置，进而使躯干主体11的内部的电机带动所述连接轴3转动，然后使所述显示屏24始终对准操作者，同时触摸控制所述显示屏24调取资料，控制所述喇叭7播报语音信息，当需要调取纸质文档相关的资料时候，通过所述绘本阅读摄像头29扫描文本文件，然后将文件的信息通过所述显示屏24对比并且搜索相关的资料，然后资料显示在所述显示屏24中。

具体的，所述躯干机构1包括躯干主体11、固定孔12、电池盖13、卡槽14和喇叭孔15，所述躯干主体11两边相对的外侧壁上各自设有一组所述固定孔12，所述躯干主体11外侧壁的底部可拆卸安装有所述电池盖13，所述电池盖13的周边位于所述躯干主体11上设有一个用于拆卸所述电池盖13的所述卡槽14，且所述躯干主体11上位于所述电池盖13的顶部设有用于播报语音的所述喇叭孔15，所述躯干主体11的内部设有所述喇叭7，所述喇叭7与所述喇叭孔15一一对应，所述人脸识别摄像头22、所述显示屏24、所述耳朵渲染灯27、所述喇叭7、所述六麦结构28和所述绘本阅读摄像头29均于所述电池盖13的内部的蓄电池之间电性连接；所述s3中，在长时间的使用导致喇叭孔15内沉积有诸多灰尘时，手动对安全气垫61进行挤压，安全气垫61受到挤压排出气体，气体经过通气管62进入气囊63，气囊63膨胀对连杆64进行挤压推动，连杆64对安装板65进行挤压推动，安装板65受到挤压产生位移，进入喇叭孔15内，从而对喇叭孔15内部的灰尘进行清除，使得方便对长时间使用后喇叭孔15内的灰尘进行清除，当本装置从高处掉落至地面时，安全气垫61可对本装置整体形成一定的缓冲，从而可对本装置起到防护的作用，且在安全气垫61受到挤压时，同上述，可对喇叭孔15内的灰尘进一步清除，最终完成本装置的整个使用过程。

具体的，所述头部机构2还包括贴板26，所述固定环25的顶部和底部分别固定安装有一个呈弹性片状的所述贴板26；为了方便对所述耳朵渲染灯27进行固定限位，。

具体的，所述躯干主体11的底部固定安装有一个呈圆盘状的底座4；为了方便对本装置整体进行固定安置。

具体的，所述肢体机构5包括活动手臂51和手臂渲染灯52，所述躯干主体11上两侧的顶部分别固定安装有一个所述活动手臂51，所述活动手臂51上固定安装有所述手臂渲染灯52；为了在使用时方便实现一些教学动作，在操作过程中所述活动手臂51可转动，进而增强了趣味性能。

具体的，所述清灰毛刺66在所述躯干主体11内部的水平位置同所述喇叭孔15的水平相同，且所述清灰毛刺66的直径小于所述喇叭孔15的内径；为了方便令所述清灰毛刺对所述喇叭孔内的积灰进行清除。

在使用时，首先，使用者通过卡槽14将电池盖13取出，在电池槽内安装电源电池；在自动教学过程中，操作者打开教育机器人的工作开关，使各个部件之间正常运行，操作人员说出语音指令，所述六麦结构28将语音指令传输至所述显示屏24，且通过所述显示屏24处理，然后根据语音指令调取教学资料显示在显示屏24，当语音错误或者数据调取出现问题，同时所述耳朵渲染灯27的颜色直观的反应故障类型，同时所述人脸识别摄像头22自动追踪操作者的位置，进而使躯干主体11的内部的电机带动所述连接轴3转动，然后使所述显示屏24始终对准操作者，同时触摸控制所述显示屏24调取资料，控制所述喇叭7播报语音信息，当需要调取纸质文档相关的资料时候，通过所述绘本阅读摄像头29扫描文本文件，然后将文件的信息通过所述显示屏24对比并且搜索相关的资料，然后资料显示在所述显示屏24中；在长时间的使用导致喇叭孔15内沉积有诸多灰尘时，手动对安全气垫61进行挤压，安全气垫61受到挤压排出气体，气体经过通气管62进入气囊63，气囊63膨胀对连杆64进行挤压推动，连杆64对安装板65进行挤压推动，安装板65受到挤压产生位移，进入喇叭孔15内，从而对喇叭孔15内部的灰尘进行清除，使得方便对长时间使用后喇叭孔15内的灰尘进行清除，当本装置从高处掉落至地面时，安全气垫61可对本装置整体形成一定的缓冲，从而可对本装置起到防护的作用，且在安全气垫61受到挤压时，同上述，可对喇叭孔15内的灰尘进一步清除，最终完成本装置的整个使用过程。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。