講課機器人的製作方法

2024-01-30 05:49:15

本發明涉及一種機器人，屬於語音教學機器人技術領域。

背景技術：

機器人技術是在二戰以後才發展起來的新技術。1958年美國的Consolidated公司製作出了世界上第一臺工業機器人，由此揭開了機器人發展的序幕。1967年日本川崎重工公司從美國購買了機器人的生產許可證，日本從此開始了研究和製造機器人的熱潮。隨著機器人在工業上的廣泛應用，如何加強工人對機器人的了解從而提高他們對機器人的控制也就成為一個顯著的問題。機器人教育也就隨之產生。2003年4月3日到7日，日本橫濱舉行了2003年機器人博覽會。專門用於教學的教育機器人從此誕生了。

國外教育機器人的研究開展較早。早在上世紀六十年代日本、美國、英國等西方發達國家已經相繼在美國大學裡開始了對機器人教育的研究，到了六十年代他們在中小學也開始了機器人教學，在此過程中也推出了各自的教育機器人基礎開發平臺。我國的機器人研究在七八十年代就已開展起來，在我國的「七五」計劃，「863」計劃中均有相關的內容。但針對中小學的機器人教學起步較晚，到上世紀九十年代後期才得到了初步的發展，發展仍不完善。

技術實現要素：

為解決現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種講課機器人，實現人機交流和機器人行走及簡單的肢體動作。

本發明的技術方案是：講課機器人，包括位於胸部顯示屏上方的頭部，語音系統位於頭部內，胸部顯示屏兩側設有手臂舵機，手臂舵機輸出軸連接手臂，腰部支撐架連接髖關節舵機，髖關節舵機連接大腿支架，大腿支架底部連接膝關節舵機，膝關節舵機輸出軸連接小腿支架，小腿支架底部連接足部支架，足部支架連接踝關節舵機的輸出軸，踝關節舵機底部連接足部，所述語音系統、胸部顯示屏、手臂舵機、髖關節舵機、膝關節舵機以及踝關節舵機分別連接控制系統。

所述語音系統包括語音識別系統和發聲系統。

所述語音識別系統包括語音識別晶片LD332。

所述發聲系統包括語音發聲晶片WY55D。

所述控制系統包括arduino單片機。

所述手臂、腰部支撐架、大腿支架、小腿支架、足部支架以及足部材質均為鋁合金。

本發明的有益效果是：採用機電一體化技術、機械原理、機器人原理、語音控制技術設計。用arduino單片機的程序編寫把語音識別模塊、語音發聲模塊、舵機控制有效地結合在一起，從而實現了通過語音來控制機器人的行走及簡單的肢體動作。

附圖說明

圖1為本發明主視圖；

圖2為本發明軸測圖。

圖中附圖標記如下：1、手臂，2、手臂舵機，3、頭部，4、胸部顯示屏，5、腰部支撐架，6、髖關節舵機，7、膝關節舵機，8、踝關節舵機，9、大腿支架，10、小腿支架，11、足部，12、足部支架。

具體實施方式

下面結合附圖1-2對本發明做進一步說明：

講課機器人，包括位於胸部顯示屏4上方的頭部3，語音系統位於頭部3內，胸部顯示屏4兩側設有手臂舵機2，手臂舵機2輸出軸連接手臂1，腰部支撐架5連接髖關節舵機6，髖關節舵機6連接大腿支架9，大腿支架9底部連接膝關節舵機7，膝關節舵機7輸出軸連接小腿支架10，小腿支架10底部連接足部支架12，足部支架12連接踝關節舵機8的輸出軸，踝關節舵機8底部連接足部11，所述語音系統、胸部顯示屏4、手臂舵機2、髖關節舵機6、膝關節舵機7以及踝關節舵機8分別連接控制系統。

所述語音系統包括語音識別系統和發聲系統。

所述語音識別系統包括語音識別晶片LD332。

所述發聲系統包括語音發聲晶片WY55D。

所述控制系統包括arduino單片機。

所述手臂1、腰部支撐架5、大腿支架9、小腿支架10、足部支架12以及足部11材質均為鋁合金。

所發明的講課機器人主要分為以下部分：

1、機器人腿部：

為了使雙足機器人實現人類的一些動作，我們將機器人的每條腿配置3個自由度，每個自由度用舵機驅動。髖關節和膝關節俯仰自由度共同協調動作可完成機器人的直線行走功能；踝關節的偏轉自由度協調動作可實現在橫向平面內的重心轉移功能。根據人行走的形態，調整舵機的旋轉角度，就可以完成機器人的步態行走。

兩條腿共6個自由度。由六個舵機和舵機支架構成。機器人向前邁步時，髖關節與踝關節各自配置有1個自由度以配合實現支撐腿、上軀體的移動和實現重心轉移。髖關節和膝關節自由度共同協調動作可完成機器人的在縱向平面(前進方向)內的直線行走功能；踝關節的偏轉自由度協調動作可實現在橫向平面內的重心轉移功能。

2、語音識別和發聲：

語音識別和發聲部分我們使用語音識別晶片LD332和語音發聲晶片WY55D來實現與機器人交流的功能。

3、機器人的胳膊：

為了減輕機器人的重量，我們將機器人的結構做成框架型，胳膊的材料選擇鋁合金，這種材料重量輕，因此大大減少了機器人的質量。胳膊的肩關節自由度同樣選擇舵機驅動控制胳膊的轉動。

兩個胳膊共有四個自由度，有兩個舵機和兩個轉動的關節組成。胳膊前伸時，舵機旋轉。

4、單片機控制：

我們用arduino單片機的程序編寫把語音識別模塊、語音發聲模塊、舵機控制有效地結合在一起，從而實現了通過語音來控制機器人的行走及簡單的肢體動作。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護範圍。