[发明专利]红外感应投影交互机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种家庭幼儿陪护机器人，尤其是一种红外交互式的家庭幼儿陪护机器人。

背景技术

各种研究资料显示，父母对幼儿的关怀程度直接影响着其早期性格和智力形成速度。国务院《中国儿童发展纲要》（2001-2010年）指出，“儿童期是人的生理、心理发展的关键时期，教育必须从儿童早期着手培养。”中国教育部“十五计划”也明确指出要“重视发展儿童早期教育，努力使城乡儿童在入小学前能够接受多种形式的学前教育”。根据中国2010年第六次人口普查统计结果:中国 0-14 岁的人口达到2.3亿人，占全国总人口的17.2%。全国每年出生的人口在1600万左右。十八届三中全会之后，单独二孩政策已正式实施，五中全会又确定进一步全面放开二孩政策。因此今后幼儿的数量会在现有基础上有一定幅度的增加。但是，幼儿陪护需要占用父母大量的精力，且优质教育需要父母有足够的经验，这二者之间产生了较大的矛盾。因此，利用日益普遍的网络技术和智能移动设备等的技术支持，解决儿童和父母之间远程沟通和陪护问题，提高婴幼儿的教育质量具有重要的现实需要和社会意义。

目前除了市面上的一些玩具，早读机等产品，在专利方面也有不少涉及到相关领域的内容。比如：1、专利“开发婴幼儿智力的远程教学系统及方法”(中国专利申请201410245983.5)，就公开了一种通过摄录装置将婴儿视频上传服务器，服务器处理后下发控制信号给终端的表现装置进而完成远程教学的方法。但是该专利更多的旨在以表演形式来开发儿童智力，并未涉及交互版块，不能够实现人机交互以更好地实现幼儿陪护功能。2、专利“一种儿童看护的智能飞行装置”（中国专利申请201420722407.0）属于涉及儿童看护的智能飞行装置，可以通过飞行装置实现实时跟踪儿童活动并分析安全性以避免伤害的功能，在保障安全方面效果显著，但是在陪护儿童与其互动方面的功能未得以体现。

以上提到专利偏向于对儿童提供早教以实现智力开发，或跟踪孩童以保障安全实现远程看护。本申请除了可以实现前面所提的远程看护并实现移动陪护功能以外，还可以利用大型交互机器人和手指操作装置配合以实现该陪护的红外投影交互功能，实现机器与幼儿互动，既可实现益智功能又可避免伤害，更好地减少父母照顾孩子的负担与压力，提高幼儿陪护的质量。

发明内容

本发明是针对现有幼儿陪护交互方式及教育内容相对单一，移动性陪护能力不足等问题，提出了一种红外感应投影交互机器人，针对幼儿喜欢动动手踢踢腿等特点，结合手指操作装置与大型交互机器人，巧妙地实现了具有红外感知投影交互能力的陪护机器人。

本发明的技术方案为：一种红外感应投影交互机器人，包括由防水、透光而不完全透明的可充气或可塑型的材料构成的外观皮肤、圆弧型底座、底部移动模块、红外交互模块、微机控制模块、外表皮投影屏，所述圆弧型底座内放置投影仪、微机控制模块和电源，形成“不倒翁”的重心，圆弧型底座的底部内嵌一组可伸缩的车轮，微机控制模块连接可伸缩的车轮，根据用户的遥控命令控制下放车轮和运转使机器人移动，所述外观皮肤的外表面上覆盖外表皮投影屏作为外观红外交互区，所述红外交互投影模块由红外交互传感器、投影仪、光路控制反射镜、手指触控红外发射器组成，所述手指触控红外发射器套在幼儿的手指上，工作时，用户通过手指触控红外发射器点触外观红外交互区，红外交互传感器接收用户点触时发出的红外信号来确定用户在外观投影交互区内点按的位置，从而确定用户所点选的操作行为，并通过微机控制模块计算处理后将处理结果信号反馈给投影仪，由投影仪将更新的处理结果投影在外表皮投影屏，使用户根据反馈图形信息来选择进一步的操作，完成整体的人机交互。

所述机器人顶部通过支撑杆悬置光学摄像头，光学摄像头捕捉儿童的行为，并通过微机控制模块及无线通讯网络实时反馈到父母手机上，用于实现远程监控。

所述外表皮投影屏通过拉链或魔术贴连接到外观皮肤上。

所述红外交互传感器通过内部的支撑杆悬置于机器人的躯体的中上部，其观察窗对准外观交互区以便获取交互区的红外信号。

所述外观皮肤通过充气外骨架支撑起形，在陪护工作模式时，充气骨架充气并使外观红外交互区的外观皮肤充分展开，方便投影交互使用；在非陪护工作模式，充气骨架放气后收纳。

所述手指触控红外发射器由贴合手指的纽扣电池、侧发光直插红外LED、安全胶带制作成简易手指触控红外发射器。

所述手指触控红外发射器由贴合手指的红外贴片LED、纽扣电池、PCB板、安置于PCB板间的弹片开关、双层指套制作成按压式触控红外发射器。