[发明专利]轮式可移动讲台机器人

权利要求书

1.一种轮式可移动讲台机器人，其特征在于：包括轮式底盘、可伸缩驱动轮、双轮行走机构、讲台升降装置以及主讲台面板，轮式底盘下部两侧均对称安装有可伸缩驱动轮，可伸缩驱动轮由安装在轮式底盘内的双轮行走机构驱动，在轮式底盘上端安装有讲台升降装置，在讲台升降装置上端水平安装有一主讲台面板。

2.根据权利要求1所述的轮式可移动讲台机器人，其特征在于：所述轮式底盘内部安装有底盘支架，该底盘支架的底部四角均布安装有四个万向轮，可伸缩驱动轮位于底盘支架的两边中心点位置，且可伸缩驱动轮采用可充气橡胶轮，该长方体结构的内部有可伸缩双轮行走机构的动力装置和机械结构；底盘支架的顶部为左剪叉列升降架和右剪叉列升降架。

3.根据权利要求1所述的轮式可移动讲台机器人，其特征在于：所述可伸缩驱动轮安装于底盘支架上，双轮行走机构由驱动电机、伸缩推杆电机、轮架组成，其中轮架包括电机座和连接杆，两个电机座分别通过连接杆连接成一个整体轮架，轮架通过连接杆和伸缩推杆电机相连接。

4.根据权利要求1所述的轮式可移动讲台机器人，其特征在于：所述讲台升降装置包括左剪叉列升降架和右剪叉列升降架，该左剪叉列升降架和右剪叉列升降架结构相同且对称设置同步升降，升降推杆电机和左剪叉列升降架、右剪叉列升降架通过杆相连。

5.根据权利要求1所述的轮式可移动讲台机器人，其特征在于：所述主讲台面板上安装有笔记本电脑、麦克风、按钮、指示灯、监控摄像头、音响设备、微型投影仪以及指纹签到模块，主讲台面板上端分布安装有笔记本电脑、麦克风、多个按钮以及多个指示灯，主讲台面板朝向学生的一侧安装有监控摄像头以及音响设备，主讲台面板内水平安装有一滑动条，该滑动条一端滑动安装微型投影仪，滑动条的另一端滑动安装有指纹签到模块，微型投影仪和指纹签到模块均安装于机器人主讲台面板的内部，通过滑动条进行伸缩。

6.根据权利要求1所述的轮式可移动讲台机器人，其特征在于：所述伸缩推杆电机通过推杆轴和底盘支架铰接，轮架通过轮架轴和底盘支架铰接。

7.根据权利要求1所述的轮式可移动讲台机器人，其特征在于：所述笔记本电脑端运行上位机程序，单片机中运行嵌入式程序，其中单片机为意法半导体公司的STM32单片机，单片机和笔记本电脑通过RS232串口通讯，轮式可移动讲台机器人的功能模块包括语音识别、指纹签到、音响功放设备、投影仪、摄像头监控、主讲台面板升降、可伸缩双轮机构、惯性导航、指纹签到模块和微型投影仪伸缩机构；

语音识别模块和单片机通过串口相连,语音模块通过单片机设置关键字来进行非特定语音识别,当语音识别模块通过麦克风接收到声音信号后，与设置好的关键字进行比对，如果符合时，就会解码SD卡中与关键字相对应的音频文件，并且通过音响功放播放出来,同时语音识别模块向单片机发送相对应的识别码，通知单片机哪一条关键字串被匹配；

指纹签到模块通过串口与笔记本电脑相连，笔记本电脑中运行的上位机程序能够通过教务处远程端获取当前课堂的上课人员和指纹数据，通过上位机程序将指纹模板数据写入到指纹签到模块中的存储FLASH中，从而进行本地指纹识别，上位机程序操作指纹识别模块逐个进行指纹采集和匹配，并将指纹识别结果保存到本地EXCEL文档中，签到结束后，通过上位机程序将存储签到结果的EXCEL文档发送到教务处远程端进行存储和分析；

监控摄像头通过视频采集卡和笔记本电脑相连，上位机程序实时采集摄像头的视频图像，并进行本地视频文件存储，并且可以通过因特网将视频数据传输到远程监控端；

当单片机通过按钮或者上位机程序收到到主讲台面板上升或者下降命令时，单片机首先通过限位开关判断此时可升降推杆机构是否已经在目标位置，如果没有在目标位置，则单片机通过电机驱动板控制升降推杆电机进行上升和下降动作；在升降推杆电机进行上升和下降动作的同时单片机控制指示灯亮，并且实时检测限位开关，当通过限位开关发现升降推杆电机已经到目标位置后，单片机通过电机驱动板使升降推杆电机停止运动，指示灯灭；

当单片机通过按钮或者上位机程序收到双轮差速驱动行走或者转弯命令时，单片机首先通过限位开关判断此时可伸缩驱动轮是否已经在目标位置，如果没有在目标位置，则单片机通过电机驱动板控制伸缩推杆电机进行收缩和伸长动作，在升降推杆电机进行收缩和伸长动作的同时，单片机控制相应指示灯亮，并且实时检测限位开关，当通过限位开关发现伸缩推杆电机已经到目标位置后，单片机通过电机驱动板使伸缩推杆电机停止运动，对应指示灯灭，此时单片机通过电机驱动板控制驱动电机进行转动，此时单片机实时通过陀螺仪和编码器实时采集轮式可移动讲台机器人的行走距离或者转动角度，当行走完成指定距离或者转动完毕指定角度后，单片机通过电机驱动板控制驱动电机停止转动；重复上述动作使得可伸缩驱动轮收缩脱离地面；

当单片机通过按钮或者上位机程序收到使用微型投影仪或者使用指纹签到模块命令时，单片机首先通过限位开关判断此时滑动条是否已经在目标位置，如果没有在目标位置，则单片机通过电机驱动板控制旋转电机进行顺时针或者逆时针旋转，从而控制滑动条收缩和伸长；在旋转电机进行旋转动作的同时，单片机控制相应指示灯亮，并且实时检测位于滑动条两端的限位开关，当通过限位开关发现滑动条已经到目标位置后，单片机通过电机驱动板使旋转电机停止运动，对应指示灯灭。