[发明专利]基于语音识别的蛙泳教学演示机器人及其控制方法

说明书

一种基于语音识别的蛙泳教学演示机器人及其控制方法，涉及一种教育机器人及其控制方法，机器人是个多自由度人型机器人，具有与人体运动关节一致的机器人运动关节，包括机器人腿部系统、机器人机身系统、机器人手部系统、机器人头部系统、机器人电源系统、控制系统。方法是机器人启动后检测自身各个部件的情况以及检测周围障碍物都是否大于安全阈值，随着语音控制左腿系统、右腿系统、左手系统、右手系统、机器人头部系统以及机器人机身系统按照蛙泳教学动作进行协调运动。本发明可提升学习效率和提高教学质量，缩小城乡教学差距，可实现整体灵活配合教学演示，具有灵活性好、智能化程度高、结构简单、成本低的特点，易于推广使用。

技术领域

本发明涉及一种教育机器人及其控制方法，特别是一种基于语音识别的蛙泳教学演示机器人及其控制方法。

背景技术

游泳不仅可以强身健体、抗衰延寿，还可以在洪水面前保护自身安全。我国卫生部曾做过统计，平均每年有十几万人死于溺水，而在这部分溺亡的人中有一部分人是不会游泳的，因此，为了减少因不会游泳而溺亡的数量，社会应该需要对大众进行游泳普及教学。蛙泳是一种模仿青蛙游泳动作的一种游泳姿势,也是一种最古老的泳姿。蛙泳时,游泳者可以方便观察前方是否有障碍物,避免撞上障碍物。同时蛙泳比较容易学，而且游泳没有其他泳姿那么费力，可以长距离游泳，所以很多学校体育课都是教蛙泳为主，特别是高校的体育课，大部分高校游泳课程是学习蛙泳。

学习蛙泳的方法很多，目前主要有老师讲解理论知识、亲自演示教学和观看视频教学，但是老师的教学时间有限，视频教学只是个平面，没有立体感，所以无法感受游泳的动作要领。因此，目前在蛙泳教学方面主要存在以下不足：

1．单纯的理论课枯燥无味，导致学生不感兴趣，学习效率低。2．教师亲自做动作演示，老师重复做一个演示动作会过度劳累，而且不同的老师做的动作演示存在不一致，甚至有些老师演示的动作不标准，导致学生学习不到位，其教学质量不高。3．观看视频演示，视频教学大部分都是二维，极少有三维，二维空间只是个平面，没有立体感，所以无法感受游泳的动作要领，三维演示也是无法体验每个动作的细节，而且三维演示价格昂贵、操作复杂。4．许多偏远地区的学校没有专业游泳教师，所以学生无法规范的学习游泳。5．目前有些学校也是有一些简单的教学演示器材，那些器材都是非常简易，灵活性差、动作单一、智能化程度很低，不能实现规范化教学演示，无法满足当代教学需求。

申请公布号为CN108520688A发明专利申请公开了一种蛙泳基本动作教学展示用机器人，但该机器人只能实现腿部及躯干的教学演示，或者只能实现手部及躯干的教学演示，无法实现整体灵活配合教学演示，达不到蛙泳教学演示的效果，而且没有考虑到蛙泳教学演示机器人演示时的安全问题，也没有考虑到人性化设计及操作方便的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于语音识别的蛙泳教学演示机器人及其控制方法，以解决现有蛙泳教学存在的学习效率低、教学质量不高、现有器材灵活性差、动作单一、无法实现整体灵活配合教学演示的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种基于语音识别的蛙泳教学演示机器人，该机器人包括机器人腿部系统、机器人机身系统、机器人手部系统，还包括机器人头部系统、控制系统、机器人电源系统；该机器人是个多自由度人型机器人，具有与人体运动关节一致的机器人运动关节；所述的机器人腿部系统包括左腿系统和右腿系统，机器人手部系统包括左手系统和右手系统；左腿系统、右腿系统、左手系统和右手系统的顶端分别与机器人机身系统的输出端连接；机器人头部系统的底端与机器人机身系统的输出端连接；所述的控制系统和机器人电源系统相连接且都安装在机器人机身系统内；所述的控制系统包括语音识别模块、中央处理器、电源模块、驱动模块，语音识别模块、电源模块的信号输出端分别与中央处理器的信号输入端连接，中央处理器的信号输出端通过驱动模块分别与左腿系统、右腿系统、左手系统、右手系统、机器人机身系统、机器人头部系统的输入端连接。