[发明专利]基于人形机器人的教育系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于机器设备领域，尤其涉及一种基于人形机器人的教育系统及其方法。

背景技术

当代科学技术发展的特点之一，就是机械技术和电子技术、计算机技术、信息技术相结合，机器人就是这种综合技术相结合的产物之一。

以教育机器人为教学平台，有利于机械设计、电子技术、计算机技术、信息技术等学科的教育发展，有利于探索教育改革和人才培养的新途径、新方法，有利于高素质人才的综合培养，同时将推动我国机器人知识和技术的普及，促进我国机器人事业的发展和专业人才的培养，促进新兴的智能机器人产业的形成，从而建立一种全新的人才培养模式,为国家、为社会培养输送大批更加优秀的人才一。

随着科技的发展,教育机器人在国内外受到了越来越多的关注,在国外许多著名大学都将机器人作为一个综合实验平台供学生做实验和学习等。但是许多现有商业化的教育机器人都存在硬件结构封闭且功能单一等缺点，此外，在教育机器人领域，机器人的智能控制器一直是整个机器人的核心部件，而控制器主要的功能就是执行编写好的应用程序，通常都是用户采用一台计算机进行编写程序，并将编写好的程序编译为可执行的二进制文件，通过通用串行总线接口传输到教育机器人的控制器中，控制器就会执行用户编写的程序文件，在实际应用中用户可能会多次反复这个过程，以最终将程序调试到符合自己预期的状态。由此可见，在现有技术中，对于教育机器人的编程离不开计算机，这导致程序的编写非常繁琐,而且非常缓慢，同时由于计算机编程需要一定的基础，入门较难，这也给教育机器人普及带来了极大的不便。

为解决上述技术问题，人们进行了长期的探索，例如中国专利公开了一种硬件可视化编程构架[申请号：CN201510999154.0]，包括以下步骤：S1、硬件界面元器件拖曳，在硬件界面将左列需要的硬件元器件拖曳到对应软件界面的硬件方框中；S2、根据对应拖曳框中的提示连接实际硬件；S3、点击运行按钮，软件界面的硬件将与实际硬件通过wifi或者蓝牙连接；S4、点击运行按钮，对于每个拖曳框中的硬件进行自测；S5、完成硬件自测之后，进入到下一个界面进行流程图编程；S6、在流程图编程中，通过导入外界编程语言和自定义模块来增加扩展性；S7、在完成流程图编程之后可直接点击运行，同时支持断点和单步调试；S8、完成功能后，支持根据不同MCU平台直接导出运行代码。该硬件可视化编程框架集成了独特的硬件连接向导和自测功能,采用特定映射技术使该构架具有导入导出其他平台代码的能力,使用特殊数据传递和画线算法实现了全流程图的硬件编程的流程,同时该构架开发了流程图基础操作单元增加了构架的灵活性和可扩展性,最后该硬件可视化编程构架能够通过端口映射信息根据要求生成不同平台的硬件原理图。

上述方案虽然解决了部分技术问题，但是仍然存在缺陷，例如，编程过程仍然需要一定基础，一般人员难以操作，且存在结构复杂，需要从外部导入代码，兼容性要求高，编程过程复杂等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单，使用方便的基于人形机器人的教育系统；

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种编程方便，使用简单的基于人形机器人的教育方法；

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种基于人形机器人的教育系统所述的系统包括具有控制器的人形机器人，所述的系统还包括编程模块，所述的编程模块包括用于将流程图程序转化为编程语言的转换模块和用于将编程语言发送给控制器的传送模块，所述的控制器包括有用于运行编程语言的程序运行模块。

通过上述技术方案，将编程流程图化，使编程过程简单化，对于没有学习编程基础的用户，仅需进行简单的编程指导，即可完成独立编程操作，适用范围广。

在上述的基于人形机器人的教育系统中，所述的人形机器人包括至少一个用于连接传感器模块和/或显示模块的外置接口，且多个外置接口均连接于Arduino传感器板；且所述的人形机器人内设置有多个用于安装传感器模块的传感器安装模块。

在上述的基于人形机器人的教育系统中，所述的人形机器人内设置有多个连接于Arduino传感器板的标准化的传感器模块，且所述的传感器模块包括红外传感器测距模块。

在上述的基于人形机器人的教育系统中，所述的传送模块包括设置在人形机器人上的USB接口和/或无线传输单元。

在上述的基于人形机器人的教育系统中，所述的编程语言为人形机器人能够识别的伪汇编形式代码，所述的程序运行模块连接有用于执行伪汇编形式代码的解释器。