[發明專利]一種基于數字孿生的模塊化機器人玩具與教具控制系統

在審

• 申請號: 202210128451.8
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114405019A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 陳幸
• 申請（專利權）人: 上海羅博拓機器人科技有限公司
• 主分類號: A63H11/20
• 分類號: A63H11/20;A63H30/04;G09B19/00
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 趙浩淼

1.一種基于數字孿生的模塊化機器人玩具與教具控制系統，其特征在于：包括硬件模塊以及軟件系統，所述硬件模塊包括機械硬件以及控制模塊；

所述機械硬件包括機器人軀干(1)、A型結構動元(2)、BL型結構動元(3)、BR型結構動元(4)、N型結構靜元(5)、S型附件(6)以及F型附件(7)；

所述機器人軀干(1)設有若干母端接口(8)，所述機器人軀干(1)的一側設有USB接口(9)，所述機器人軀干(1)靠近母端接口(8)的上下兩側對稱設有解鎖按鈕(10)，所述母端接口(8)設有接口鎖()，所述機器人軀干(1)內部設有鋰電池以及主控模塊；

所述A型結構動元(2)呈直筒形，兩端分別設有公端(11)以及母端(12)，所述母端(12)的外側結構與母端接口(8)結構相同，靠近母端(12)的兩側對稱設有解鎖按鈕(10)；

所述BL型結構動元(3)呈直角彎曲L形，兩端分別設有公端(11)以及母端(12)，靠近母端(12)的兩側對稱設有解鎖按鈕(10)，所述BL型結構動元(3)的公端(11)位于L形的短邊的端部；

所述BR型結構動元(4)呈直角彎曲L形，兩端分別設有公端(11)以及母端(12)，靠近母端(12)的兩側對稱設有解鎖按鈕(10)，所述BR型結構動元(4)的公端(11)位于L形的長邊的端部；

所述N型結構靜元(5)呈直筒形，兩端分別設有公端(11)以及母端(12)，靠近母端(12)的兩側對稱設有解鎖按鈕(10)；

所述S型附件(6)呈球形，設有公端(11)，為橡膠或塑料材質，作為末端足部直接與地面或環境接觸；

所述F型附件(7)呈扁形，設有公端(11)，為橡膠或塑料材質，作為末端足部直接與地面或環境接觸；

所述A型結構動元(2)、BL型結構動元(3)以及BR型結構動元(4)均以公端(11)為固定段，母端(12)所在的其余部段相對公端(11)可以旋轉；所述N型結構靜元(5)、S型附件(6)以及F型附件(7)均為整體固定段；

所述控制模塊包括機器人軀干控制模塊、動元控制模塊、靜元及附件控制模塊；

所述機器人軀干控制模塊包括主控模塊、藍牙模塊、鋰電池、近場接收模塊；所述主控模塊負責運行主控程序，通過藍牙模塊向所有與機器人軀干連接的部件下發控制指令并接收信息反饋；所述鋰電池與機器人軀干上的每個母端接口連通，且為與機器人軀干連接的所有部件供電；

所述動元控制模塊包括近場發射模塊、主控模塊、藍牙模塊、電機控制模塊、電機、近場接收模塊；所述近場發射模塊用于發送身份信息、存在信息；所述主控模塊用于運行動元自身的主控程序，以及協調其他各模塊的運行；所述藍牙模塊用于與機器人軀干通信，接收機器人軀干的控制指令并發送信息反饋；所述電機控制模塊為底層硬件模塊，驅動并運行電機的基礎控制程序；所述電機為執行部件，驅動動元的固定段與旋轉段相對轉動；所述近場接收模塊用于接收與之連接的其他部件發送的身份信息與存在信息；

所述靜元及附件控制模塊包括近場發射模塊、通信控制模塊、近場接收模塊；所述近場發射模塊用于發送身份信息、存在信息；所述通信控制模塊用于協調近場發射模塊、近場接收模塊的運行以及傳遞信息；所述近場接收模塊用于接收與之連接的其他部件發送的身份信息與存在信息；

所述軟件系統包括嵌入式軟件系統以及應用軟件系統，所述嵌入式軟件系統包括機器人軀干軟件、動元軟件以及靜元及附件軟件；所述應用軟件系統包括移動終端APP、開發IDE以及云端數據中臺。

2.根據權利要求1所述的一種基于數字孿生的模塊化機器人玩具與教具控制系統，其特征在于：所述機器人軀干(1)的母端接口(8)數量為七個。

3.根據權利要求1所述的一種基于數字孿生的模塊化機器人玩具與教具控制系統，其特征在于：所述公端(11)設有六角柱(13)，所述六角柱(13)的一柱面設有卡位凹槽(14)，外端面設有兩個輸電插孔(15)，所述公端(11)與級聯的母端(12)插接配合，所述解鎖按鈕(10)用于解鎖拔出級聯的公端(11)。

4.根據權利要求1所述的一種基于數字孿生的模塊化機器人玩具與教具控制系統，其特征在于：所述近場接收模塊靠近母端，所述近場發射模塊靠近公端。