[發明專利]一種新型助教機器人

無效

• 申請號: 201310519604.2
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103531074A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 方凡濤;馬登云;潘瑞;陳定方;陶孟侖;張爭艷;李濤濤;孫科;鄧思琪;張敏;李宇庭;沈小華;陸體文;劉旭帥;王佳瑩;冼土廉
• 申請（專利權）人: 馬登云
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型助教機器人，尤其是涉及一種機構巧妙、肢體動作豐富、控制簡單、實用性強的助教機器人。?

背景技術

我國的機器人研究在上世紀七八十年代就已開展起來，在我國的“七五”計劃，“863”計劃中均有相關內容，但是針對機器人教學的領域起步較晚，到九十年代后期才得到初步的發展，目前仍不完善。2000年，北京景山學校以科研課題的形式在信息技術課程中納入機器人的相關教育知識。2001年，上海市西南位育中學、盧灣高級中學等學校開展了“校本課程”，并且探索和嘗試地將機器人知識納入課堂。2004年，中國教育協會中小學信息技術教育專業委員會召開第一屆全國中小學程序設計與機器人教學研討會。2005年，哈爾濱正式將機器人定位為必修課，在哈爾濱師范大學附屬小學、省實驗中學等41所中小學學校開設人工智能與機器人課程教學試點。2013年由法國專門為自閉癥兒童設計的機器人老師，進入山西自閉癥康復研究院，該機器人具有跳舞、對話、行走、做游戲等功能。2013年7月北京市第十二中學首次將機器人融入日常教學中，改變當前教學模式，目前還在測試階段。?

機器人輔助教學是以機器人作為教學的載體，輔助教師和學生從事教學的活動。通過對國內外機器人老師的調查，現有的助學機器人一味追求多媒體、高智能發展、而忽視課堂角色定位，互動效果、情感表達、，導致造價較高、實用性差，因此機器人輔助教學市場上迫切需要控制簡單、情感豐富、互動性強的助教機器人。?

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的課堂角色定位不佳，互動效果差、實用性差等問題、提供一種師生使用方便、互動效果好、功能完善的新型助教機器人。?

本發明的上述技術問題主要是通過下述的技術方案得以解決的：一種能夠實現合理定位師生角色、情感表達豐富、互動效果好、實用性強的新型助教機器人：其特征在于該機器人包含有復合鉸鏈機構、手臂聯動機構、演示臺升降機構、桌面伸縮機構、履帶行走機構和多媒體設備，可實現多功能、效果佳的輔助教學。演示臺升降機構通過剪式升降機構與滑槽相連接，滑槽固接在履帶行走機構上的底板上，支撐桿下端同時鉸接在底板上，支撐桿上端與連接顯示屏桿、連接頭部桿、連接桌面桿通過復合鉸鏈連接，手臂與位于連接頭部桿上的手臂鉸鏈相連，同時手臂鉸鏈左右兩端分別通過桿件1、2與限位桿1、2相接觸，限位桿1、2與桿件3、4分別鉸接在桿件3、4上，桿件3、4末端分別與桿件5、6鉸接，桿件5與換向盤上底盤鉸接、桿件6與換向盤下底盤鉸接，換向盤通過控制換向盤上底盤與桿件5的鉸鏈和換向盤下底盤與桿件6的鉸鏈所夾的圓心角來實現手臂的左右擺動，手臂鉸鏈通過桿件7、8分別與限位桿3的左右兩端相接觸，通過控制限位桿3的轉動來實現手臂的上下擺動。連接顯示屏桿末端與顯示屏鉸接，連接頭部桿末端與頭部相連，連接桌面桿與可伸縮桌面背面的圓盤鉸接，通過搖桿的轉動來實現桌面的伸縮。?

上述方案中，復合鉸鏈機構主要由復合鉸鏈包含轉軸、內齒輪、外齒輪、彈簧以及軸套，內齒輪安裝于鉸鏈內，外齒輪與內齒輪嚙合，通過彈簧絲桿機構有效的將動力輸出到鉸鏈上，從而保證機器人能夠實現連接桌面桿、連接顯示屏桿，連接頭部桿不同姿態的變換。動力齒輪8通過齒輪5帶動轉軸轉動；齒輪6一側開有鍵槽，可以與轉軸上的鍵嚙合；彈簧與軸套相連，當轉軸轉動一定的角度，與之相連的彈簧則發生扭轉，側向伸長一定的距離，使軸上的鍵通過旋轉移入鍵槽中，實現轉軸帶動齒輪6轉動，從而帶動與之嚙合的內齒輪2轉動，使連接頭部桿能夠旋轉到各個方位；連接桌面桿、連接顯示屏桿的轉動原理與連接頭部桿相同，只需通過計算，使各個彈簧伸縮量不同即可。?

上述方案中，手臂聯動機構主要由換向盤、桿件、限位桿、手臂鉸鏈等組成。換向盤轉動，帶動桿件5、6，從而引起桿件3、4擺動，帶動限位桿1,2運動，從而使得桿件1、2運動，帶動手臂鉸鏈轉動，引起手臂的左右擺動，通過控制換向盤上底盤與桿件5的鉸鏈和換向盤下底盤與桿件6的鉸鏈所夾的圓心角來實現手臂的左右同步或異步擺動;所成的圓心角為180°時，手臂實現異步擺動，所成的圓心角為0°時，手臂實現同步擺動。?

上述方案中，演示臺升降機構主要由演示臺、并聯升降機構、限位桿、演示臺轉盤、剪式升降機構組成，上轉盤轉動推動并聯升降機構實現演示臺升降，兩側的限位拉桿可以限制演示臺轉動，使其只做上升下降的運動，演示臺下轉盤的轉動可使支撐整個演示臺上部的剪式升降機構運動，使演示空間更大化。?