一种机器人教育平台

摘要

本发明涉及一种机器人教育平台，它包括一箱体，箱体内设置有：机械组件，包括搭建机器人骨架用的结构件、连接件和标准件；传感单元，包括行程开关模块、红外寻迹模块、红外接收模块、光敏传感单元和温敏传感单元；任务软件光盘，在操作时安装在一计算机中；控制单元，包括单片机、输入输出接口和USB接口；驱动单元，包括电机驱动模块、直流电机、舵机和数码管显示模块；执行单元，包括接收控制单元发出的控制指令并执行的按键模块、开关模块、LED灯模块和蜂鸣器模块；接口转换单元，包括连接传感单元和执行单元的三针接口，以及连接控制单元的十针接口。本发明适用于课程教学中的各种操作实验，同时适用于各种机器人竞赛活动或者家庭教育、家庭娱乐场合。

主权项

一种机器人教育平台，其特征在于：它包括一箱体，所述箱体内设置有机械组件、传感单元、控制单元、驱动单元、执行单元、接口转换单元、任务软件光盘和为平台供电的电源；所述机械组件包括搭建机器人骨架用的结构件、连接件和标准件；所述机械组件中的结构件包括若干U形架、L形架、矩形框、拐角、平面钢板、平面钢条、十字钢架、L形角架和扇形片中的一种以上，所述结构件上均设置有能够相互连接且具有相同孔距和孔径的圆孔，且所述矩形框的三块侧板、L形角架的底板和立板、及扇形片上还开设有卡槽；所述机械组件中的连接件包括若干方轴、支柱、车轮固定件、轴固定套、联轴器、齿轮和齿条中的一种以上，所述支柱上设置有插设所述方轴的圆形或方形通孔，所述车轮固定件上设置有插设所述方轴的盲孔和顶丝孔；所述轴固定套上设置有插设所述方轴的方形通孔和顶丝孔；所述联轴器的两端分别设置有插设所述方轴和电机或舵机输出轴的台阶孔和顶丝孔；所述齿轮的盘面上设置有插设所述方轴的中心方孔，围绕所述中心方孔设置有若干圆孔，每一所述圆孔与所述中心方孔之间的中心距与所述结构件上各圆孔之间的孔距相同；所述齿条的一面设置有若干与所述结构件连接的螺纹孔，另一面设置有与所述齿轮啮合的齿纹；所述机械组件中的标准件包括顶丝、螺钉、螺母、螺丝、铜柱、万向轮和电池盒的一种以上；所述传感单元包括用于感知机器人自身状况和外界环境变化的行程开关模块、红外寻迹模块、红外接收模块、光敏传感单元和温敏传感单元；所述传感单元中的行程开关模块包括行程开关、下拉电阻和数字量接口，所述下拉电阻的两端分别接地和所述行程开关；所述行程开关与下拉电阻的接点依次电连接所述数字量接口、接口转换单元和控制单元；所述传感单元中的红外寻迹模块包括红外发射器、红外接收器、预设有反射距离临界值的电位器、比较器、模拟量接口和数字量接口；所述红外接收器、比较器、数字量接口构成的串联电路通过接口转换单元电连接所述控制单元，所述电位器接所述比较器的输入端，所述红外接收器和所述接口转换单元之间接入所述模拟量接口；所述传感单元中的红外接收模块包括红外接收三极管、预设有红外光强的临界值的电位器、比较器、模拟量接口和数字量接口；所述红外接收三极管、比较器、数字量接口构成的串联电路通过接口转换单元电连接所述控制单元，所述电位器接所述比较器的输入端，所述红外接收三极管和所述接口转换单元之间接入所述模拟量接口；所述传感单元中的光敏传感单元包括光敏电阻、预设有光强临界值的电位器、比较器、模拟量接口和数字量接口；所述光敏电阻、比较器、数字量接口构成的串联电路通过接口转换单元电连接所述控制单元，所述电位器接所述比较器的输入端，所述光敏电阻和所述接口转换单元之间接入所述模拟量接口；所述传感单元中的温敏传感单元包括温敏电阻、电位器、比较器、模拟量接口和数字量接口；所述温敏电阻、比较器、数字量接口构成的串联电路通过接口转换单元电连接所述控制单元，所述电位器接所述比较器的输入端，所述温敏电阻和所述接口转换单元之间接入所述模拟量接口；所述任务软件光盘在操作时安装在一计算机中，打开所述任务软件光盘，能够显示供操作者选择输入的图形化编程界面；所述控制单元包括用于按照任务程序对所述传感单元检测到的信息进行分析、判断、推理和决策得出一控制指令的单片机、输入输出接口和USB接口；所述控制单元还包括供电选择开关、电源稳压单元、供电指示灯、程序指示灯和AD转换接口；所述供电选择开关选择连接所述电源和USB接口，所述电源稳压单元将所述USB接口提供的5V直流电或电源提供的6～9V转换成稳定的5V直流电，所述供电指示灯的亮灭表征有无电源接通，所述程序指示灯用于显示程序运行状态；所述驱动单元包括用于接收所述控制单元发出的驱动所述机械组件工作的控制指令的电机驱动模块、直流电机、舵机和数码管显示模块；所述驱动单元中的电机驱动模块包括十针接口、电机控制装置、舵机控制装置、电机接口和舵机接口；所述十针接口电连接所述控制单元中的输入输出接口，所述电机控制装置通过所述电机接口电连接所述直流电机，所述舵机控制装置通过所述舵机接口电连接所述舵机；所述驱动单元中的数码管显示模块包括4位8段显示管、编码芯片和十针接口，所述十针接口电连接所述控制单元中的输入输出接口，所述4位8段显示管显示所述控制单元输入的二进制数据，所述编码芯片将所述控制单元输入的数据转化成显示管能够显示的数据；所述执行单元包括用于接收所述控制单元发出的控制指令并执行的按键模块、开关模块、LED灯模块和蜂鸣器模块；所述执行单元中的按键模块包括下拉电阻、按键和数字量接口，所述下拉电阻的两端分别接地和所述按键，所述按键与下拉电阻的接点依次电连接所述数字量接口、接口转换单元和控制单元；所述执行单元中的开关模块包括下拉电阻、拨码开关和数字量接口，所述下拉电阻的两端分别接地和所述拨码开关，所述拨码开关与下拉电阻的接点依次电连接所述数字量接口、接口转换单元和控制单元；所述执行单元中的LED灯模块包括下拉电阻、LED灯和数字量接口，所述下拉电阻的两端分别接地和所述LED灯，所述LED灯与下拉电阻的接点依次电连接所述数字量接口、接口转换单元和控制单元；所述执行单元中的蜂鸣器模块包括下拉电阻、蜂鸣器和数字量接口，所述下拉电阻的两端分别接地和所述蜂鸣器，所述蜂鸣器与下拉电阻的接点依次电连接所述数字量接口、接口转换单元和控制单元；所述接口转换单元包括用于连接所述传感单元的三针接口，以及连接所述控制单元的十针接口。