[发明专利]一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人

权利要求书

1.一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人，其特征在于，包括机器人本体(1)和机器人控制系统；

所述机器人本体(1)包括机械躯干(2)，所述机械躯干(2)上部两侧均转动连接有机械臂(3)，所述机械躯干(2)下部两侧均转动连接有机械腿(4)，所述机械腿(4)底部固定连接有吸盘(5)，所述吸盘(5)底部转动连接有滑轮(6)，所述机械躯干(2)顶部固定转动连接有机械头(7)，所述机器人控制系统设置于机械躯干(2)内部。

2.根据权利要求1所述的一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人，其特征在于，所述机器人控制系统包括驱动系统、避障系统、拿取系统和签到系统；

所述驱动系统包括滑动模块、抬升模块和吸附模块，所述滑动模块用于控制滑轮(6)进行向前或者向后滑动，所述抬升模块用于控制机械臂(3)和机械腿(4)的运动状态，所述吸附模块用于切换吸盘(5)的吸附状态。

3.根据权利要求2所述的一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人，其特征在于，所述吸附模块在抬升模块对机械腿(4)发出抬升指令的同时，将会使吸盘(5)切换至关闭的状态，当抬升模块对机械腿(4)发出下降指令的同时，将会使吸盘(5)切换至开启的状态，从而能够机械腿(4)与地面之间产生吸附力，确保机械腿(4)下落后的稳定性。

4.根据权利要求1所述的一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人，其特征在于，所述避障系统包括超声波传感器、转向命令模块和前进命令模块；

所述超声波传感器用于监测机器人行进方向区域内的障碍物距离，所述转向命令模块用于当障碍物距离小于机器人本身设定的阈值后，对其发出转向指令，所述前进命令模块用于当机器人躲避障碍物后，对其发出继续前进指令。

5.根据权利要求1所述的一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人，其特征在于，所述拿取系统包括外部识别器、红外线扫描器、内部分析模块和机械臂控制模块；

所述外部识别器用于操作人员对需要拿取的物体全貌进行扫描识别，所述红外线扫描器用于对机器人所处区域内的物体进行扫描，所述内部分析模块用于接收外部识别器以及红外线扫描器所扫描的物体全貌信息，并将二者信息进行匹配，所述机械臂控制模块用于对机械臂(3)发出拿取指令。

6.根据权利要求1所述的一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人，其特征在于，所述签到系统包括存储模块、人脸识别模块和报表输出模块；

所述存储模块用于存储整个班级学生的身份信息，所述人脸识别模块用于对学生的身份信息进行识别，并与存储模块中的信息进行对比，所述报表输出模块用于将整个班级学生的签到情况形成报表，并输出成纸质文件。

7.根据权利要求1所述的一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人，其特征在于，所述抬升模块运动学方程计算模型如下：

式中：T表示运动周期，()内数据表示坐标量；

F＝ma

式中:I表示刚体的惯性张量，w表示角速度，a表示加速度。

8.根据权利要求1所述的一种计算机科学技术教学用可编程的行走机器人，其特征在于，所述避障系统还包括以下计算模型：

式中：m表示多条线路，n表示多条圆弧，r表示半径，L表示切线；用此模型即可对起点和目标点之间的路径进行优化求解。