本發(fā)明涉及教育機(jī)器人，具體是一種人工智能教育機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、在教育領(lǐng)域，人工智能教育機(jī)器人逐漸成為一種重要的輔助工具?，F(xiàn)有的人工智能教育機(jī)器人通常包括移動(dòng)組件、顯示屏、攝像頭、避障系統(tǒng)。這些機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中存在一些缺點(diǎn)，影響了用戶(hù)體驗(yàn)和教育效果。

2、1、現(xiàn)有的人工智能教育機(jī)器人中的顯示屏在不使用時(shí)通常暴露在外，容易附著灰塵，影響顯示效果和使用壽命。此外，顯示屏的角度固定，無(wú)法根據(jù)用戶(hù)的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致觀看體驗(yàn)不佳。

3、2、現(xiàn)有的人工智能教育機(jī)器人的避障系統(tǒng)不夠完善，在移動(dòng)時(shí)，通常依賴(lài)預(yù)先構(gòu)建的地圖和固定的障礙物信息進(jìn)行避障。然而，在實(shí)際教育場(chǎng)景中，特別是在多個(gè)機(jī)器人同時(shí)使用的情況下，機(jī)器人之間容易發(fā)生碰撞，影響正常運(yùn)行。

4、于是，提出了一種能保護(hù)顯示屏，調(diào)節(jié)顯示屏角度，基于最優(yōu)交互避撞算法，將碰撞避免問(wèn)題轉(zhuǎn)換為速度空間的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題，安全有效地解決了多機(jī)之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的人工智能教育機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的顯示屏在不使用時(shí)通常暴露在外，長(zhǎng)時(shí)間下去容易附著灰塵，難以清理，同時(shí)顯示屏不能調(diào)節(jié)角度，兩個(gè)機(jī)器人同時(shí)使用，容易存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種人工智能教育機(jī)器人，包括移動(dòng)組件，所述移動(dòng)組件頂部設(shè)置有機(jī)體，其特征在于：所述機(jī)體一側(cè)固定鑲嵌設(shè)置有攝像頭，所述機(jī)體內(nèi)設(shè)置有收納槽，且收納槽內(nèi)活動(dòng)設(shè)置有顯示屏，所述顯示屏下方設(shè)置有角度調(diào)節(jié)組件，所述角度調(diào)節(jié)組件底部與收納槽底部之間設(shè)置有升降組件，所述機(jī)體內(nèi)設(shè)置有避撞系統(tǒng)，且避撞系統(tǒng)避免機(jī)器人a和機(jī)器人b相互碰撞，避撞系統(tǒng)連接攝像頭和移動(dòng)組件。

3、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述顯示屏頂部固定設(shè)置有防塵板。

4、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述角度調(diào)節(jié)組件包括滑動(dòng)設(shè)置在收納槽內(nèi)的承接夾，所述承接夾上固定設(shè)置有雙軸電機(jī)，所述雙軸電機(jī)的兩個(gè)輸出軸均固定設(shè)置有轉(zhuǎn)桿，且兩根轉(zhuǎn)桿分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在承接夾的兩側(cè)，所述轉(zhuǎn)桿上固定設(shè)置有連接塊，兩個(gè)連接塊與顯示屏固定連接。

5、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述升降組件包括固定設(shè)置在收納槽內(nèi)底部的電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸一端固定連接有絲杠，且絲杠的一端與收納槽轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述絲杠上套設(shè)有滑塊，所述滑塊頂部固定設(shè)置有連接夾一，承接夾底部固定設(shè)置有連接夾二，連接夾一與連接夾二之間轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有推桿。

6、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述滑塊與收納槽滑動(dòng)連接。

7、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述避撞系統(tǒng)包括速度集合設(shè)定碰撞時(shí)間為tc∈[0,θ]，速度障礙空間在速度空間內(nèi)，使相對(duì)速度vab偏離出區(qū)域；同時(shí)從最小原則出發(fā)，尋找最小偏移量設(shè)定a、b在避撞時(shí)承擔(dān)相同的責(zé)任，即η＝0.5；orca區(qū)域是垂直于μ且經(jīng)過(guò)點(diǎn)va+0.5μ的半平面區(qū)域；機(jī)器人a相對(duì)于機(jī)器人b的orca區(qū)域表示為：同時(shí)，機(jī)器人b相對(duì)于機(jī)器人a的orca區(qū)域表示為：考慮速度限制，機(jī)器人a的允許速度集合定義為orca空間與運(yùn)動(dòng)限制速度空間的交集部分：解決碰撞態(tài)勢(shì)的新速度對(duì)機(jī)器人b也同樣計(jì)算新的碰撞避免速度，如果機(jī)器人a和機(jī)器人b同時(shí)選擇新的碰撞避免速度來(lái)進(jìn)行下一步運(yùn)動(dòng)，則能夠保證碰撞的情況不會(huì)發(fā)生。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述d表示以b的位置為圓心，以a與b的安全距離之和為半徑的圓，參數(shù)n為voa|b在vab+μ點(diǎn)處的外法向量，va為當(dāng)前速度。

9、本發(fā)明的有益效果：

10、本發(fā)明通過(guò)升降組件和收納槽的配合設(shè)置，在不使用顯示屏?xí)r，能將顯示屏收納進(jìn)收納槽內(nèi)，從而能避免顯示屏在不使用時(shí)附著灰塵，而影響下一次使用的顯示效果和壽命，通過(guò)角度調(diào)節(jié)組件的設(shè)置，能調(diào)節(jié)顯示屏的角度。

11、本發(fā)明避撞系統(tǒng)的設(shè)置，基于最優(yōu)交互避撞算法，將碰撞避免問(wèn)題轉(zhuǎn)換為速度空間的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題，安全有效地解決了多機(jī)之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，使機(jī)器人在移動(dòng)期間能夠自主保持安全間距。

技術(shù)特征：

1.一種人工智能教育機(jī)器人，包括移動(dòng)組件(1)，所述移動(dòng)組件(1)頂部設(shè)置有機(jī)體(2)，其特征在于：所述機(jī)體(2)一側(cè)固定鑲嵌設(shè)置有攝像頭(202)，所述機(jī)體(2)內(nèi)設(shè)置有收納槽(201)，且收納槽(201)內(nèi)活動(dòng)設(shè)置有顯示屏(3)，所述顯示屏(3)下方設(shè)置有角度調(diào)節(jié)組件(4)，所述角度調(diào)節(jié)組件(4)底部與收納槽(201)底部之間設(shè)置有升降組件(5)，所述機(jī)體(2)內(nèi)設(shè)置有避撞系統(tǒng)，且避撞系統(tǒng)避免機(jī)器人a和機(jī)器人b相互碰撞，避撞系統(tǒng)連接攝像頭(202)和移動(dòng)組件(1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工智能教育機(jī)器人，其特征在于：所述顯示屏(3)頂部固定設(shè)置有防塵板(301)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工智能教育機(jī)器人，其特征在于：所述角度調(diào)節(jié)組件(4)包括滑動(dòng)設(shè)置在收納槽(201)內(nèi)的承接夾(401)，所述承接夾(401)上固定設(shè)置有雙軸電機(jī)(402)，所述雙軸電機(jī)(402)的兩個(gè)輸出軸均固定設(shè)置有轉(zhuǎn)桿(403)，且兩根轉(zhuǎn)桿(403)分別轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在承接夾(401)的兩側(cè)，所述轉(zhuǎn)桿(403)上固定設(shè)置有連接塊(404)，兩個(gè)連接塊(404)與顯示屏(3)固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種人工智能教育機(jī)器人，其特征在于：所述升降組件(5)包括固定設(shè)置在收納槽(201)內(nèi)底部的電機(jī)(501)，所述電機(jī)(501)的輸出軸一端固定連接有絲杠(502)，且絲杠(502)的一端與收納槽(201)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述絲杠(502)上套設(shè)有滑塊(503)，所述滑塊(503)頂部固定設(shè)置有連接夾一，承接夾(401)底部固定設(shè)置有連接夾二，連接夾一與連接夾二之間轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有推桿(504)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種人工智能教育機(jī)器人，其特征在于：所述滑塊(503)與收納槽(201)滑動(dòng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工智能教育機(jī)器人，其特征在于：所述避撞系統(tǒng)包括速度集合設(shè)定碰撞時(shí)間為tc∈[0,θ]，速度障礙空間在速度空間內(nèi)，使相對(duì)速度vab偏離出區(qū)域；同時(shí)從最小原則出發(fā)，尋找最小偏移量設(shè)定a、b在避撞時(shí)承擔(dān)相同的責(zé)任，即η＝0.5；orca區(qū)域是垂直于μ且經(jīng)過(guò)點(diǎn)va+0.5μ的半平面區(qū)域；機(jī)器人a相對(duì)于機(jī)器人b的orca區(qū)域表示為：同時(shí)，機(jī)器人b相對(duì)于機(jī)器人a的orca區(qū)域表示為：考慮速度限制，機(jī)器人a的允許速度集合定義為orca空間與運(yùn)動(dòng)限制速度空間的交集部分：解決碰撞態(tài)勢(shì)的新速度對(duì)機(jī)器人b也同樣計(jì)算新的碰撞避免速度，如果機(jī)器人a和機(jī)器人b同時(shí)選擇新的碰撞避免速度來(lái)進(jìn)行下一步運(yùn)動(dòng)，則能夠保證碰撞的情況不會(huì)發(fā)生。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種人工智能教育機(jī)器人，其特征在于：所述d表示以b的位置為圓心，以a與b的安全距離之和為半徑的圓，參數(shù)n為voa|b在vab+μ點(diǎn)處的外法向量，va為當(dāng)前速度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及教育機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種人工智能教育機(jī)器人。包括移動(dòng)組件，所述移動(dòng)組件頂部設(shè)置有機(jī)體，其特征在于：所述機(jī)體一側(cè)固定鑲嵌設(shè)置有攝像頭，所述機(jī)體內(nèi)設(shè)置有收納槽，且收納槽內(nèi)活動(dòng)設(shè)置有顯示屏，所述顯示屏下方設(shè)置有角度調(diào)節(jié)組件，所述角度調(diào)節(jié)組件底部與收納槽底部之間設(shè)置有升降組件，所述機(jī)體內(nèi)設(shè)置有避撞系統(tǒng)，且避撞系統(tǒng)避免機(jī)器人A和機(jī)器人B相互碰撞，避撞系統(tǒng)連接攝像頭和移動(dòng)組件。本發(fā)明提供一種能保護(hù)顯示屏，調(diào)節(jié)顯示屏角度，基于最優(yōu)交互避撞算法，將碰撞避免問(wèn)題轉(zhuǎn)換為速度空間的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題，安全有效地解決了多機(jī)之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的人工智能教育機(jī)器人。

技術(shù)研發(fā)人員：高祖彥,譚再峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19