本實(shí)用新型涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，本實(shí)用新型涉及一種家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著機(jī)器人與人工智能的崛起，機(jī)器人已從傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄軝C(jī)器人，從工廠走進(jìn)我們的生活、走進(jìn)我們的家庭。理想智能機(jī)器人是具有人的形態(tài)、具有人一樣的視覺和感知能力、與人一樣的思維模式、自主的學(xué)習(xí)能力、聽懂語言、看懂文字、表露情感、發(fā)出與人一樣的聲音等。

目前市場稱智能機(jī)器人的主要有以下一些：娛樂機(jī)器人：可以唱歌、跳舞、行走及簡單的對話；陪護(hù)機(jī)器人：使用云語音，具有較大的聊天詞匯量，部分機(jī)器人可行走，語音搜索，有些帶有物聯(lián)網(wǎng)元素，可實(shí)現(xiàn)對部分家電的控制以及安防監(jiān)控功能等；送餐機(jī)器人：具有簡單的對話、行走及環(huán)境識別功能；迎賓機(jī)器人：部分具有仿真人外形，可行禮、基本的交流、導(dǎo)行、人臉識別、二維碼掃描、表情等；掃地機(jī)器人：具有自動行走、清潔地面、自動充電等功能，但非仿人型；助教機(jī)器人：具有語音識別、語音搜索、輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的功能。

上述的智能機(jī)器人的技術(shù)范疇大致包括如下方向：1)智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與形式設(shè)計(jì)；2)環(huán)境識別與視覺等感覺的智能傳感技術(shù)；3)語音識別與人機(jī)交互技術(shù)、智能人機(jī)接口；4)導(dǎo)航與定位、路徑與任務(wù)規(guī)劃、虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)；5)自主導(dǎo)引與柔性運(yùn)動智能控制技術(shù)；6)多機(jī)器人的協(xié)調(diào)作業(yè)與智能控制技術(shù)；7)針對作業(yè)過程的智能機(jī)器人控制技術(shù)；8)機(jī)器學(xué)習(xí)、優(yōu)化決策等智能控制軟計(jì)算方法；9)智能機(jī)器人系統(tǒng)集成與制造技術(shù)；10)機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化與遠(yuǎn)程控制技術(shù)。上述各種機(jī)器人皆具有各自的一些功能特點(diǎn)，但對我們的實(shí)際生活應(yīng)用還是比較局限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于有效克服上述技術(shù)的不足，提供一種家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)直/錄播及互動教學(xué)、智能家居、環(huán)境感知、家庭衛(wèi)士、家庭影院、家庭醫(yī)療支撐、中央集控運(yùn)維管理等功能，綜合運(yùn)用于多種場合，解決我們生活的實(shí)際需要，使用范圍更廣。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括云端平臺和至少一個(gè)家庭助教機(jī)器人，且家庭助教機(jī)器人與云端平臺通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；所述家庭助教機(jī)器人包括外殼。

所述外殼內(nèi)部內(nèi)置有中控模塊、通訊模塊、環(huán)境感知模塊、攝像機(jī)模塊、機(jī)頂盒模塊、醫(yī)療保健模塊、人機(jī)交互模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、運(yùn)動控制模塊、投影儀模塊、音箱模塊以及供電模塊，所述供電模塊用于提供上述各模塊工作的電能；所述通訊模塊、環(huán)境感知模塊、攝像機(jī)模塊、機(jī)頂盒模塊、醫(yī)療保健模塊、人機(jī)交互模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、運(yùn)動控制模塊、投影儀模塊、音箱模塊均電性連接至所述的中控模塊，中控模塊用于家庭助教機(jī)器人集中管理和控制；

所述通訊模塊用于與所述云端平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；所述運(yùn)動控制模塊包括關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置、升降驅(qū)動裝置以及行走驅(qū)動裝置，所述關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置包括手臂驅(qū)動裝置和頭部轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置；所述人機(jī)交互模塊包括多麥語音系統(tǒng)和觸摸感應(yīng)裝置；所述物聯(lián)網(wǎng)模塊包括藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、紅外接收發(fā)射模塊、433兆通信模塊以及315兆通信模塊。

上述的結(jié)構(gòu)中，所述通訊模塊包括GSM模塊、AP模塊以及交換機(jī)。

上述的結(jié)構(gòu)中，所述環(huán)境感知模塊包括重力加速器、陀螺儀、紅外測距裝置、激光測距裝置、超聲波測距裝置、煙霧檢測裝置、火焰檢測裝置、觸摸裝置、光照檢測裝置以及可燃?xì)鈾z測裝置。

上述的結(jié)構(gòu)中，所述外殼上還設(shè)置有顯示屏，且顯示屏電性連接在所述的中控模塊。

綜上所述，本實(shí)用新型的家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)直/錄播及互動教學(xué)、智能家居、環(huán)境感知、家庭衛(wèi)士、家庭影院、家庭醫(yī)療支撐、中央集控運(yùn)維管理等功能，綜合運(yùn)用于多種場合，解決我們生活的實(shí)際需要，使用范圍更廣。

【附圖說明】

圖1為本實(shí)用新型的一種家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實(shí)用新型的家庭助教機(jī)器人的原理框圖。

圖3至圖12為本實(shí)用新型家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用場景的實(shí)施例圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

參照圖1所示，本實(shí)用新型揭示的一種家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)，包括云端平臺和至少一個(gè)家庭助教機(jī)器人，且家庭助教機(jī)器人與云端平臺通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；所述家庭助教機(jī)器人包括外殼，家庭助教機(jī)器人的頭部能夠根據(jù)指令進(jìn)行上下左右轉(zhuǎn)動（類似真人的點(diǎn)頭和搖頭動作），也能夠通過語音控制、人臉識別自動調(diào)節(jié)頭部方向；機(jī)器人手臂、手指等關(guān)節(jié)能夠自動或者人工調(diào)整，根據(jù)場合需求完成各種動作；家庭助教機(jī)器人有自動升降功能，可以根據(jù)場合需求完成自動升降（例如：家庭助教機(jī)器人見到主人能夠彎腰鞠躬問好等動作；如果需要使用投影儀的時(shí)候，家庭助教機(jī)器人能夠自動升降調(diào)整高度，使投影儀播放效果達(dá)到理性化）；另外，用戶根據(jù)個(gè)人喜好可對家庭助教機(jī)器人頭發(fā)、臉譜、五官、穿著等打扮和更換。

參照圖2所示，為所述的家庭助教機(jī)器人的原理框圖，所述外殼內(nèi)部內(nèi)置有中控模塊、通訊模塊、環(huán)境感知模塊、攝像機(jī)模塊、機(jī)頂盒模塊、醫(yī)療保健模塊、人機(jī)交互模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、運(yùn)動控制模塊、投影儀模塊、音箱模塊以及供電模塊，所述供電模塊用于提供上述各模塊工作的電能；所述通訊模塊、環(huán)境感知模塊、攝像機(jī)模塊、機(jī)頂盒模塊、醫(yī)療保健模塊、人機(jī)交互模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊、運(yùn)動控制模塊、投影儀模塊、音箱模塊均電性連接至所述的中控模塊，中控模塊用于家庭助教機(jī)器人集中管理和控制。另外，所述外殼上還設(shè)置有顯示屏，且顯示屏電性連接在所述的中控模塊。

所述通訊模塊用于與所述云端平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，主要實(shí)現(xiàn)本地與遠(yuǎn)程的信息交互傳輸功能，本實(shí)施例中，所述通訊模塊包括GSM模塊、AP模塊以及交換機(jī)。所述運(yùn)動控制模塊包括關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置、升降驅(qū)動裝置以及行走驅(qū)動裝置，所述關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置包括手臂驅(qū)動裝置和頭部轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置，該模塊主要功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行走、關(guān)節(jié)運(yùn)動、升降等動作。所述人機(jī)交互模塊包括多麥語音系統(tǒng)和觸摸感應(yīng)裝置，主要通過語音控制、人臉識別、觸摸屏和觸摸傳感器等多種方式實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動；所述物聯(lián)網(wǎng)模塊包括藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、紅外接收發(fā)射模塊、433兆通信模塊以及315兆通信模塊，此模塊通過無線連接外置的傳感器和控制器，可實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境數(shù)據(jù)自動采集及監(jiān)控功能；例如：溫濕度監(jiān)測、煙霧監(jiān)測報(bào)警、燈光自動調(diào)節(jié)、空調(diào)溫度自動調(diào)節(jié)、智能開關(guān)面板控制等功能。所述投影儀模塊主要完成視頻、圖像投射到投影墻。所述攝像機(jī)模塊，主要實(shí)現(xiàn)拍攝功能，機(jī)器人通過拍攝，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻看家、門禁視頻聯(lián)動、智能視頻抓拍以及人物識別等功能。所述音響模塊能根據(jù)應(yīng)用場景不同，自動選擇對應(yīng)的音效擴(kuò)音模式，音效擴(kuò)音模式包括真人發(fā)音、背景音樂以及混合音效。所述機(jī)頂盒模塊，用戶通過此模塊，可實(shí)現(xiàn)在線直播聽課、精品課件點(diǎn)播和影視資源觀看等功能。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，所述環(huán)境感知模塊包括重力加速器、陀螺儀、紅外測距裝置、激光測距裝置、超聲波測距裝置、煙霧檢測裝置、火焰檢測裝置、觸摸裝置、光照檢測裝置以及可燃?xì)鈾z測裝置，主要通過激光傳感器、超聲傳感器、紅外測距傳感器、觸摸裝置、重力加速器、陀螺儀和電子羅盤等，來實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知及監(jiān)測功能。

結(jié)合圖3至圖11所示，我們對本實(shí)用新型的家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用場景進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖3所示，為本實(shí)用新型的家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用于直/錄播課堂，此時(shí)，當(dāng)用戶（學(xué)生）需要加深課堂所學(xué)的內(nèi)容時(shí)，通過家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置的錄播組件訪問云端平臺，根據(jù)自己的需要來選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容或者授課老師,選取相應(yīng)課件點(diǎn)播回放以及視頻課件下載學(xué)習(xí)等功能。如圖4所示，當(dāng)用戶（學(xué)生）行走不便等原因無法到學(xué)校上課時(shí)，通過家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置了互動教學(xué)組件訪問云端平臺, 實(shí)現(xiàn)與前端云課堂教室進(jìn)行互動教學(xué)，當(dāng)具有多個(gè)家庭助教智能機(jī)器人，不同用戶的家庭助教智能機(jī)器人之間也可實(shí)現(xiàn)互動教學(xué)，同時(shí)家庭助教智能機(jī)器人和云端平臺遠(yuǎn)程連接，實(shí)現(xiàn)個(gè)人數(shù)據(jù)的中心存儲以及網(wǎng)絡(luò)備課、互動輔導(dǎo)功能。

如圖5所示，家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置了互動教學(xué)組件，用戶通過家庭助教智能機(jī)器人訪問云端平臺, 實(shí)現(xiàn)家庭一對一結(jié)對幫護(hù)學(xué)習(xí)，另外機(jī)器人和云端平臺遠(yuǎn)程連接，實(shí)現(xiàn)個(gè)人數(shù)據(jù)的中心存儲以及網(wǎng)絡(luò)備課、互動輔導(dǎo)功能；用戶（學(xué)生）通過機(jī)器人一對一教學(xué)，足不出戶就能實(shí)現(xiàn)零距離面對面互動學(xué)習(xí)。

如圖6所示，家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置了互動教學(xué)組件，用戶通過機(jī)器人訪問云端平臺, 實(shí)現(xiàn)不同用戶的家庭助教智能機(jī)器人之間互動學(xué)習(xí)，同時(shí)家庭助教智能機(jī)器人和云端平臺遠(yuǎn)程連接，實(shí)現(xiàn)個(gè)人數(shù)據(jù)的中心存儲以及網(wǎng)絡(luò)備課、互動輔導(dǎo)功能。用戶（學(xué)生）通過家庭助教智能機(jī)器人進(jìn)行小組交流學(xué)習(xí)，不僅可以使師生之間、學(xué)生之間更有效地進(jìn)行語言交際；而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的合作意識、團(tuán)隊(duì)精神，進(jìn)而促使學(xué)生相互學(xué)習(xí)，共同提高，有力地促進(jìn)了學(xué)習(xí)效率的提高。

如圖7所示，本實(shí)用新型的家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)還具有智能應(yīng)用功能，家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置了物聯(lián)中控模塊，中控模塊基于無線物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能感知與數(shù)據(jù)自動采集，這些數(shù)據(jù)通過云平臺實(shí)時(shí)傳輸給用戶終端(手機(jī)、平板和PC)，實(shí)現(xiàn)智能家居應(yīng)用機(jī)器人的家居監(jiān)控功能。

如圖8所示，本實(shí)用新型的家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)還具有環(huán)境感知監(jiān)控功能，家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置了多種環(huán)境傳感器，包括如上述的重力加速器、陀螺儀、紅外測距裝置、激光測距裝置、超聲波測距裝置、煙霧檢測裝置、火焰檢測裝置、觸摸裝置、光照檢測裝置以及可燃?xì)鈾z測裝置等，通過內(nèi)置的環(huán)境傳感器自動監(jiān)測家庭內(nèi)部的環(huán)境數(shù)據(jù)，當(dāng)達(dá)到預(yù)警臨界值時(shí)，自動語音提醒用戶，或?qū)㈩A(yù)警數(shù)據(jù)通過云端平臺實(shí)時(shí)傳輸給用戶終端(手機(jī)、平板和PC)。

如圖9所示，家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置了安防監(jiān)控組件，安防監(jiān)控組件通過無線或有線的網(wǎng)絡(luò)，與外置的攝像機(jī)、探測器、報(bào)警器相連，自動采集視音頻數(shù)據(jù)和防盜報(bào)警數(shù)據(jù)存儲在本地和云端平臺，同時(shí)上述數(shù)據(jù)通過云端平臺實(shí)時(shí)傳輸給用戶終端(手機(jī)、平板和PC)，從而實(shí)現(xiàn)家庭遠(yuǎn)程看家及安全防范等功能。

如圖10所示，家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置了高保真音頻處理組件和多媒體音箱，為用戶提供高品質(zhì)音樂聽賞與全高清視覺觀賞功能。

如圖11所示，本實(shí)用新型的家庭助教智能機(jī)器人系統(tǒng)還具有家庭醫(yī)生功能，家庭助教智能機(jī)器人通過網(wǎng)絡(luò)與云端平臺連接，實(shí)時(shí)同步云端中心的醫(yī)療支撐數(shù)據(jù)，為用戶提供健康咨詢數(shù)據(jù)、健康在線評估、專家健康講堂、營養(yǎng)方案、運(yùn)動方案等服務(wù)功能，同時(shí)機(jī)器人自帶空氣清新、自制氧氣等功能，為家庭成員提供保健服務(wù)功能。

如圖12所示，家庭助教智能機(jī)器人內(nèi)置中控模塊，具有集中管理和控制的功能，家庭助教智能機(jī)器人通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)與云端平臺連接，云端平臺能對家庭助教智能機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維集控化管理，同時(shí)云端平臺以圖表方式動態(tài)展示家庭機(jī)器人的運(yùn)行情況，通過后臺與云端平臺的連接，進(jìn)行后臺管理（電腦、平板電腦、手機(jī)等），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維集控化管理。

以上所描述的僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，上述具體實(shí)施例不是對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的技術(shù)思想范疇內(nèi)，可以出現(xiàn)各種變形及修改，凡本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)以上描述所做的潤飾、修改或等同替換，均屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。