一种教育机器人的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种教育机器人的控制系统，包括微处理器、与微处理器电连接的电源模块、与微处理器电连接的输入输出模块、与微处理器电连接的触摸显示屏模块、与微处理器电连接的电机驱动模块；对触摸显示模块进行触摸编程，并由微处理器控制电机驱动模块从而控制教育机器人运动。其中，微处理器控制教育机器人的运行，电源模块用于系统供电，通过输入输出模块实现微处理器与外界的通讯，通过触摸显示屏对系统进行设置、编程。

【技术实现步骤摘要】
一种教育机器人的控制系统
本专利技术涉及教育机器人领域，尤其是涉及一种教育机器人的控制系统。
技术介绍
随着社会和科技的进步与发展，教育也逐渐趋于科技化，教育机器人就是一个典型的代表。教育机器人是专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。教育机器人对学生科学素养的培养和提高起到了积极的作用，并以其“玩中学”的特点深受青少年的喜爱，机器人走入学校和电脑普及校园一样，已经成为必定的趋势，机器人教育已经成为中小学教育领域的新课程。教育机器人未来将成为趋势，当今社会需要具有创新意识、有创造性思维的人才。目前常见的教育机器人的控制系统存在以下不足：一、工作与充电相分离的工作模式，即在工作中无法充电，或者在充电中无法工作；二、教育机器人的控制系统一般通过计算机软件平台来实现编程，对计算机软件平台依赖性高，从而导致编程的不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种教育机器人的控制系统，具有能在充电中工作、通过触摸显示屏模块图形化编程的优点。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种教育机器人的控制系统，包括微处理器、与微处理器电连接的电源模块、与微处理器电连接的输入输出模块、与微处理器电连接的触摸显示屏模块、与微处理器电连接的电机驱动模块；对触摸显示模块进行触摸编程，并由微处理器控制电机驱动模块从而控制教育机器人运动。以上技术方案中，微处理器控制教育机器人的运行，电源模块用于系统供电，通过输入输出模块实现微处理器与外界的通讯，通过触摸显示屏对系统进行设置、编程。作为优选，电源模块包括与微处理器电连接的电池、与电池电连接的充电电路。以上技术方案中，电池用于对微处理器的供电，通过充电电路可以实现对电池循环充电，从而实现电池循环使用的功能，通过充电电路还可以实现教育机器人在充电过程中工作的功能。作为优选，充电电路包括与电池电连接的充电芯片，充电芯片还连接有用于指示充电状态的指示灯。充电芯片包括TP4056芯片，指示灯包括第一发光二极管D5、第二发光二极管D4。TP4056芯片的第一引脚TEMP、第二引脚PROG、第三引脚GND分别接地，第二引脚PROG通过电阻R21接地，电阻R21一端与第二引脚PROG连接，电阻R21另一端接地；TP4056芯片的第四引脚VCC与5V电压连接，第四引脚VCC还与稳压电容C22连接，第五引脚BAT与电池连接，第五引脚BAT还与稳压电容C23连接，稳压电容C22与稳压电容C23大小均为47μf，第六引脚STDBY与第一发光二极管D5连接，第一发光二极管D5一端与第六引脚STDBY连接，第一发光二极管D5另一端与5V电压连接，第一发光二极管D5与第六引脚STDBY之间还设有电阻R23，第七引脚CHRD与第二发光二极管D4连接，第二发光二极管D4一端与第六引脚STDBY连接，第二发光二极管D4另一端与5V电压连接，第二发光二极管D4与第七引脚CHRD之间设有电阻R22，第八引脚CE与5V电压连接。TP4056芯片的第二引脚TEMP连接的R21大小为1KΩ，从而充电电路与电池的充电电流可高达1000mA，从而能够稳定快速地对电池进行充电；第四引脚VCC的电压为内部电路的工作电源，当第四引脚VCC与第五引脚BAT之间的电压差小于30mV，TP4056芯片进入低功耗的停机模式，此时第五引脚的电流小于2μA；第五引脚BAT与电池连接，第五引脚BAT为电池提供充电电流；第六引脚ATDBY为电池充电完成指示端，当电池充电完成时，第六引脚STDBY被内部开关拉到低电平，表示充电完成，此时第一发光二极管D5指示充电完成；第七引脚CHRG为漏极开路输出的充电状态指示端，当TP4056对电池充电时，第七引脚CHRG被内部开关拉到低电平，此时第二发光二极管D4指示正在充电中；第八引脚CE为TP4056芯片的使能输入端并与5V电压连接。作为优选，触摸显示屏模块包括与微处理器电连接的薄膜晶体管TFT。以上技术方案中，使用者在薄膜晶体管TFT上触摸，薄膜晶体管TFT接收触摸信号然后将触摸信号转换为相对应的电信号并将此电信号传送至微处理器，微处理器发出相对指令信号并控制系统作出相对动作，从而实现了本系统的触屏功能。通过本系统的触屏功能还能实现对本系统的图形化编程的功能。编程中的变量、常量、普通常见运算符、计算机数学基础、条件判断、循环、内置函数、封装好的API函数、自定义函数直接迁移到机器人图形化编程平台，用于图形化编程的自定义，从而实现图形化编程的功能。图形化编程能够吸引青少年以及儿童的使用教育机器人的学习兴趣，并使青少年及儿童在“玩中学，学中玩”编写出好玩能用的机器人程序。图形化编程还能锻炼青少年及儿童的逻辑思维能力。图形化编程还解决了现有教育机器人需要通过计算机软件平台才能实现编程的不足，从而减少来了教育机器人对外部计算机的依赖；通过图形化编程可以通过触摸显示屏方便地对教育机器人进行编程，大大地提升了编程效率。作为优选，触摸显示屏模块还包括分别与微处理器和薄膜晶体管TFT电连接的触摸屏控制器。微处理器通过触摸屏控制器控制薄膜晶体管TFT工作。作为优选，电机驱动模块包括与微处理器电连接的电机驱动芯片。以上技术方案中，电机驱动芯片还分别与电机的正负端连接，微处理器通过控制电机驱动芯片从而控制电机转动。作为优选，电机驱动模块还包括辅助驱动芯片，辅助驱动芯片均与电机驱动芯片和微处理器连接。以上技术方案中，辅助驱动芯片增加了电机驱动模块的驱动能力，并对电机驱动模块进行保护，辅助驱动芯片包括74HC244芯片。作为优选，输入输出模块包括与微处理器电连接输入输出接口。以上技术方案中，本系统的输入输出接口具有复用功能，可以实现多种接口功能，本系统的输入输出接口可以兼容模拟输入、数字输入、数字输出、PWM输出，输入输出接口的复用功能通过与微处理器电连接的引脚实现，微处理器内部具有兼容模拟输入、数字输入、数字输出、PWM输出的功能，用户使用接口时，微处理器先对用户程序进行状态分解，得到用户需要的接口状态，然后微处理器将接口初始化为对应工作状态。作为优选，还包括分别与微处理器电连接的声音接收模块、声音输出模块、电压控制模块、蓝牙模块。以上技术方案中，声音接收模块识别并接收外界声音信号，然后将声音信号转换为相对应的电信号并将此电信号传送至微处理器，微处理器发出相对应的指令信号并控制系统进行相应动作；上述相应动作包括由声音输出模块发出的声音。电压控制模块用于控制电源模块提供给系统的电压，对系统有保护作用。通过蓝牙模块实现本系统与外部终端的通讯，从而外部终端可以通过蓝牙控制本系统。作为优选，微处理器包括嵌入式单片机芯片。以上技术方案中，本系统的嵌入式单片机芯片包括STM32F407芯片，STM32F407芯片具有32位高性能ARMCortex-M4处理器，其时钟频率高达168MHz，还具有丰富的外接引脚和IO接口，十分符合用于作为本系统的微处理器。本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术的教育机器人的控制系统可以一边充电一边工作。2、本专利技术的教育机器人的控制系统可以通过触摸显示屏进行编程，降低对外部计算机的依赖，大大地提升了编程效率。3、本专利技术的教育机器人的控制系统还具有声控以及对系统的保护功能。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种教育机器人的控制系统，其特征在于：包括微处理器(1)、与微处理器(1)电连接的电源模块、与微处理器(1)电连接的输入输出模块、与微处理器(1)电连接的触摸显示屏模块、与微处理器(1)电连接的电机驱动模块(6)；对触摸显示模块进行触摸编程，并由微处理器(1)控制电机驱动模块(6)从而控制教育机器人运动。

【技术特征摘要】
1.一种教育机器人的控制系统，其特征在于：包括微处理器(1)、与微处理器(1)电连接的电源模块、与微处理器(1)电连接的输入输出模块、与微处理器(1)电连接的触摸显示屏模块、与微处理器(1)电连接的电机驱动模块(6)；对触摸显示模块进行触摸编程，并由微处理器(1)控制电机驱动模块(6)从而控制教育机器人运动。2.根据权利要求1所述的一种教育机器人的控制系统，其特征在于：电源模块包括与微处理器(1)电连接的电池(2)、与电池(2)电连接的充电电路(3)。3.根据权利要求2所述的一种教育机器人的控制系统，其特征在于：充电电路(3)包括与电池(2)电连接的充电芯片，充电芯片连接有用于指示充电状态的指示灯。4.根据权利要求1或2或3所述的一种教育机器人的控制系统，其特征在于：触摸显示屏模块包括与微处理器(1)电连接的薄膜晶体管TFT(4)。5.根据权利要求4所述的一种教育机器人的控制系统，其特征在于：触摸显示屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪楠，汪继延，吕斧镰，
申请(专利权)人：杭州纳茵特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33