一種仿真型智能教學機器人的製作方法

2023-07-29 13:25:31 5

本發明涉及機器人領域，具體涉及一種仿真型智能教學機器人。

背景技術：

機器人(robot)是自動執行工作任務的機器裝置，它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類的工作，例如生產業、建築業，或是危險的工作。目前機器人在工業、醫學、農業甚至軍事等領域中均等有重要用途。

在現代的家庭生活中，對於養育有嬰幼兒的家庭，由於嬰幼兒缺乏獨立生活能力，需要一位成年家庭成員專職照顧和教育嬰幼兒，對於成年撫養著來說，在照顧和教育嬰幼兒的同時難以兼顧其他活動，佔用大量時間，增加了撫養者的負擔，從家庭的角度來說，直接減少了家庭總收入，降低家庭幸福指數及和諧指數。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明公開一種仿真型智能教學機器人，其針對嬰幼兒設計，能夠輔助成年人照顧和教育1-3歲的嬰幼兒，減輕養育者負擔，使成年養育者能夠得到適當的空閒以完成其他工作或生活任務。

本發明通過下述技術方案實現：

一種仿真型智能教學機器人，包括機器人本體，所述機器人本體包括頭部、軀幹部、手部和足部，所述機器人本體的手部為機械臂，機械臂末端設有溫度感應器，在機器人本體頭部內設有中央控制器，且在頭部還設有一個發聲器和兩個紅外攝像儀，所述軀幹部內設有驅動裝置，所述驅動裝置與機器人本體的手部和足部相連，所述溫度感應器、發聲器和紅外攝像儀分別與中央控制器相連，所述驅動裝置通過中央控制器控制運行，在機器人本體外部表層還附著有一層保護層，所述保護層由仿真矽膠製成。

本發明中，機器人本體上設有發聲器和紅外攝像儀，因此機器人能夠有效分辨並識別嬰幼兒及其生活環境中的物件，利用發聲器與嬰幼兒進行對話交流或播放音樂，對嬰幼兒達到照顧和教育的效果，並且機器人本體在中央控制器的控制下，利用驅動裝置帶動足部移動，便於跟隨照顧嬰幼兒，手部為機械臂，便於輔助嬰幼兒日常生活，因此本發明機器人能夠有效輔助成人照顧嬰幼兒，減輕養育者負擔，同時，在機器人本體外部表層設置的保護層，不僅可以保護機器人本體，還能保護嬰幼兒不受其傷害，由於仿真矽膠外觀與人體皮膚相似，因此可提高本發明機器人的外觀真實性。

所述中央控制器設有語音識別模塊、語音輸出模塊和圖像分析模塊，所述語音識別模塊與一個聲音傳感器相連，所述聲音傳感器設於機器人本體軀幹部表面，語音輸出模塊與發聲器相連，所述圖像分析模塊與紅外攝像儀相連。

圖像分析模塊用於識別和分析紅外攝像儀採集的語音信息。

所述中央控制器內設有存儲模塊和教學資料庫。

存儲模塊用於存儲從紅外攝像儀和聲音傳感器採集的圖像和聲音信息，便於成年撫養者觀看查詢。教學資料庫內存儲有大量教學用信息和材料，機器人提取教學信息用於與嬰幼兒交流教學。

所述中央控制器內還設有人臉識別模塊和表情識別模塊。

人臉識別模塊用於識別嬰幼兒、撫養者和陌生人，提高照顧嬰幼兒的安全性。表情識別模塊用於分析和判斷嬰幼兒表情，並據此通過中央控制器控制機器人本體做出相適應的行為。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

本發明一種仿真型智能教學機器人，機器人本體上設有發聲器和紅外攝像儀，因此機器人能夠有效分辨並識別嬰幼兒及其生活環境中的物件，利用發聲器與嬰幼兒進行對話交流或播放音樂，對嬰幼兒達到照顧和教育的效果，並且機器人本體在中央控制器的控制下，利用驅動裝置帶動足部移動，便於跟隨照顧嬰幼兒，手部為機械臂，便於輔助嬰幼兒日常生活，因此本發明機器人能夠有效輔助成人照顧嬰幼兒，減輕養育者負擔，同時，在機器人本體外部表層設置的保護層，不僅可以保護機器人本體，還能保護嬰幼兒不受其傷害，由於仿真矽膠外觀與人體皮膚相似，因此可提高本發明機器人的外觀真實性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成

本技術：
的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明控制原理圖；

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-機器人本體，2-頭部，21-發聲器，22-紅外攝像儀，3-軀幹部，4-手部，41-溫度感應器，5-足部，6-中央控制器，61-語音識別模塊，62-語音輸出模塊，63-圖像分析模塊，64-存儲模塊，65-教學資料庫，66-人臉識別模塊，67-表情識別模塊，7-驅動裝置，8-聲音傳感器。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例

如圖1、2所示，本發明一種仿真型智能教學機器人，包括機器人本體1，所述機器人本體1包括頭部2、軀幹部3、手部4和足部5，所述機器人本體1的手部4為機械臂，機械臂末端設有溫度感應器41，在機器人本體1頭部2內設有中央控制器6，且在頭部2還設有一個發聲器21和兩個紅外攝像儀22，所述軀幹部3內設有驅動裝置7，所述驅動裝置7與機器人本體1的手部4和足部5相連，所述溫度感應器41、發聲器21和紅外攝像儀22分別與中央控制器6相連，所述驅動裝置7通過中央控制器6控制運行，在機器人本體1外部表層還附著有一層保護層，所述保護層由仿真矽膠製成。

所述中央控制器6設有語音識別模塊61、語音輸出模塊62和圖像分析模塊63，所述語音識別模塊61與一個聲音傳感器8相連，所述聲音傳感器8設於機器人本體1軀幹部3表面，語音輸出模塊62與發聲器21相連，所述圖像分析模塊63與紅外攝像儀22相連。

所述中央控制器6內設有存儲模塊64和教學資料庫65。

所述中央控制器6內還設有人臉識別模塊66和表情識別模塊67。

當嬰幼兒需要機器人照顧時，機器人本體1利用紅外攝像儀22搜尋嬰幼兒位置，並在驅動裝置7的驅動下，通過足部5移動至嬰幼兒所在處，利用表情識別模塊67分析判斷嬰幼兒表情，利用聲音傳感器8採集嬰幼兒發出的聲音或語言，通過語音識別模塊61識別分析聲音傳感器8採集的聲音所包含的信息或需求，然後通過中央控制器6控制機器人本體1做出相應行為，或通過發聲器21做出相應對話，以解答或滿足嬰幼兒生理或心理的需求。在機械臂的末端設置有溫度感應器41，能夠感應室溫和嬰幼兒體表溫度，判斷出嬰幼兒是否需要增減衣物。當需要進行教學時，中央控制器6調取教學資料庫65信息，通過發聲器21與嬰幼兒進行授課或對話。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。