[发明专利]一种人机协作机器人教学系统及其教学方法

权利要求书

1.一种人机协作机器人教学系统，包括教师终端、机器终端和通讯模块，教师终端和机器终端通过通讯模块通讯连接，其特征在于：

所述教师终端用于教师上传教案和控制机器人，其包括备课模块、控制模块和教师端MCU，备课模块和控制模块分别电性连接教师端MCU；

所述机器终端用于演示教学内容和执行教师指令，其包括课程模块、执行模块和主控MCU，课程模块和执行模块分别电性连接主控MCU；

所述通讯模块用于教师终端和机器终端的数据交互，所述教师端MCU和主控MCU通过通讯模块通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种人机协作机器人教学系统，其特征在于，所述备课模块包括教案编辑单元和内容标记单元，教案编辑单元和内容标记单元电性连接教师端MCU分别用于教案和对教案内容进行分类标记，教案编辑单元电性连接内容标记单元；

所述控制模块包括语音控制单元和硬件控制单元，语音控制单元和硬件控制单元电性连接教师端MCU分别用于采集教师语音控制信息和采集硬件设备控制指令。

3.根据权利要求1所述的一种人机协作机器人教学系统，其特征在于，所述课程模块包括数据存储单元和数据匹配单元，数据存储单元和数据匹配单元电性连接主控MCU分别用于存储教案内容和根据控制信息与教案标记匹配选定的课程内容，数据匹配单元电性连接数据存储单元。

4.根据权利要求1或3所述的一种人机协作机器人教学系统，其特征在于，所述执行模块包括语音识别单元、指令接收单元和教学单元，语音识别单元、指令接收单元和教学单元电性连接主控MCU分别用于分析识别接收的语音意图、接收硬件设备的控制指令和演示教学内容，所述数据匹配单元电性连接语音识别单元和指令接收单元用于根据语音意图和操作指令匹配教学内容。

5.根据权利要求3或4所述的一种人机协作机器人教学系统，其特征在于，所述课程模块还包括网络资源单元，网络资源单元电性连接数据匹配单元和主控MCU用于连接互联网以查询和匹配网络资源，所述教学单元包括投影子单元和音频子单元，投影子单元和音频子单元电性连接主控MCU分别用于投影教学内容和播放声音。

6.一种人机协作机器人教学方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、教师通过备课模块编辑教案；

S2、教师通过控制模块对机器人进行控制；

S3、机器人的执行模块接收并识别教师终端发送的控制信息；

S4、课程模块根据识别的控制信息匹配控制内容并由控制模块演示选定的教学内容。

7.根据权利要求6所述的一种人机协作机器人教学方法，其特征在于，所述S1教师通过备课模块编辑教案具体包括：

S11、教师通过教案编辑单元编辑教案并上传至教师端MCU；

S12、内容标记单元根据教案内容对编辑的内容进行科目分类标记；

S13、教师终端将编辑并标记后的教案发送至机器人的数据存储单元进行存储。

8.根据权利要求6所述的一种人机协作机器人教学方法，其特征在于，所述S2教师通过控制模块对机器人进行控制具体包括:

S21、教师终端和机器终端通过通讯模块建立通讯；

S22、教师通过语音控制单元和硬件控制单元想机器人下达控制信息，该控制信息包括语音操作信息和通过鼠标与键盘下达的控制信息。

9.根据权利要求6所述的一种人机协作机器人教学方法，其特征在于，所述S3机器人的执行模块接收并识别教师终端发送的控制信息包括：

S31、当教师终端发送的控制信息为语音信息时，语音识别单元通过语音识别语音意图；

S32、当教师终端发送的控制信息为硬件操作指令时，指令接收单元接收操作指令。

10.根据权利要求6所述的一种人机协作机器人教学方法，其特征在于，所述S4课程模块根据识别的控制信息匹配控制内容并由控制模块演示选定的教学内容具体包括：

S41、数据匹配单元根据识别到的语音意图或操作指令匹配与该语音意图或操作指令相匹配的标记进行课程内容匹配；

S42、当数据存储单元内匹配到目标内容时，并将教学内容发送至教学单元；

S43、当数据存储单元内为匹配到目标内容时，数据匹配单元通过网络资源单元搜索匹配的互联网资源，并将教学内容发送到教学单元；

S44、教学单元接收到教学内容后，通过投影子单元将教学内容投影至屏幕并通过音频子单元播放教学内容的音频数据。