一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人

摘要

本发明公开了一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人，包括行走支撑组件、旋转驱动式自翻转型音乐组件和敲击式自防护型音乐组件。本发明属于学前幼儿音乐教育技术领域，幼儿用敲击锤击打敲击键时，压动柱下滑，带动压动塞挤压内置套筒内的空气，置套筒内的空气受压后流向柱形气囊中，柱形气囊内部充气后产生阻力，减缓敲击键的移动速度，并缓冲掉敲击键受到的冲击力，对敲击键形成防护，行走电机带动行走驱动齿轮转动时，可以带动两侧的行走臂不断向前或向后移动，实现了连续行走的效果，从而激发儿童兴趣，即使不再对幼儿进行音乐教学启蒙，也可以满足幼儿日常的娱乐需求。

说明书

技术领域

本发明属于学前幼儿音乐教育技术领域，具体是指一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人。

背景技术

随着社会发展，幼儿的音乐早教程度变得越来越高，对于学前幼儿而言，由于年龄太小，认知力较低，在学习具体的乐器时，乐器难以对儿童产生很强的吸引力，反而更容易使幼儿产生烦躁的情绪，所以具体的乐器教学并不适合这个年龄段的小孩。因此在对学前幼儿进行音乐启蒙时，常常用到一些玩具类的音乐教具，以期望达到寓教于乐的效果，但是由于学前幼儿本身好动，在使用敲击类的音乐教具时，容易用力过大，造成音乐教具损坏过快，不得不频繁更换，同时目前的学前幼儿大多对机器人玩具和电子产品等具备极强视听效果的产品感兴趣，对普通的音乐教具很难保持长久的兴趣，大多音乐教具买来后大多被闲置，无法起到应有的音乐启蒙教学效果，所以急需一种既可以吸引幼儿注意力又能保证自身使用寿命的音乐教具来解决上述问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人，解决了学前幼儿音乐启蒙教育过程中的各种问题。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人，包括行走支撑组件，行走支撑组件包括支撑驱动装置和行走装置，行走装置安装在支撑驱动装置上，行走装置设于支撑驱动装置的两侧；旋转驱动式自翻转型音乐组件，旋转驱动式自翻转型音乐组件设于行走支撑组件上，旋转驱动式自翻转型音乐组件包括自翻转型发声装置和固定式限位传动装置，固定式限位传动装置设于支撑驱动装置上，固定式限位传动装置设于自翻转型发声装置内；以及，敲击式自防护型音乐组件，敲击式自防护型音乐组件设于旋转驱动式自翻转型音乐组件上，敲击式自防护型音乐组件包括外部防护装置和敲击式音乐装置，外部防护装置设于自翻转型发声装置上，敲击式音乐装置设于外部防护装置内。

本发明采取的技术方案如下：支撑驱动装置包括容纳箱、防护柱体、防护垫、连接件、侧边盖板、行走电机和电源，行走电机和电源设于容纳箱内，行走电机设于电源的上方，连接件设于容纳箱的两侧侧壁上，侧边盖板与容纳箱之间通过连接件连接，防护柱体设于容纳箱的竖直方向上的四条棱上，防护垫设于容纳箱的外壁上。

本发明采取的技术方案如下：行走装置包括行走驱动齿轮、中间齿轮、行走从动齿轮、行走臂和支撑底架，行走驱动齿轮转动连接设于容纳箱的两侧侧壁上，行走驱动齿轮与行走电机保持转动连接，中间齿轮设于行走驱动齿轮的下方，中间齿轮与行走驱动齿轮保持啮合连接，行走从动齿轮设于中间齿轮的下方，行走从动齿轮与中间齿轮保持啮合连接，行走臂的顶部侧壁与行走驱动齿轮保持转动连接，行走臂的中间段侧壁与行走从动齿轮保持转动连接，支撑底架设于行走臂的底壁上，两侧的行走臂和支撑底架呈中心对称布置。

本发明采取的技术方案如下：自翻转型发声装置包括电子琴键盘、连接转轴、安装片、传动销、转动套筒、第一跑马灯、第一扩音器、内圈轮齿、内置齿轮和旋转电机，连接转轴环绕阵列布置设于转动套筒的筒壁上，连接转轴穿过转动套筒的筒壁，连接转轴与转动套筒之间保持转动连接，电子琴键盘固定连接设于连接转轴的一端，安装片固定连接设于连接转轴的另一端，安装片位于转动套筒内，传动销转动连接设于安装片上，单个安装片上的传动销设有两组，第一跑马灯和第一扩音器环绕阵列布置设于转动套筒的外部筒壁上，第一跑马灯设于电子琴键盘的上方，第一扩音器设于电子琴键盘的下方，内圈轮齿环绕阵列布置设于转动套筒的内部筒壁上，内置齿轮与内圈轮齿保持啮合连接，内置齿轮转动连接设于容纳箱的顶壁上，内置齿轮与旋转电机保持转动连接，旋转电机固定连接设于容纳箱的顶部内壁上。

本发明采取的技术方案如下：固定式限位传动装置包括固定柱、固定套筒、顶部转轴、吊臂、导向块和V形滑槽，固定套筒通过固定柱安装在容纳箱的顶壁上，固定柱与固定套筒和容纳箱保持固定连接，转动套筒通过顶部转轴安装在固定套筒上，顶部转轴与转动套筒和固定套筒保持转动连接，吊臂安装在固定套筒的顶部内壁上，导向块设于吊臂上，V形滑槽设于固定套筒的筒壁上，V形滑槽贯穿固定套筒的筒壁，V形滑槽设有两组，两侧的V形滑槽呈对称布置，导向块位于V形滑槽的下方，导向块整体呈三角状设置。

本发明采取的技术方案如下：外部防护装置包括防护壳体、第二跑马灯和第二扩音器，防护壳体固定连接设于转动套筒上，防护壳体整体呈半球壳状，第二扩音器设于防护壳体的顶端，第二跑马灯环绕阵列布置设于防护壳体上。

本发明采取的技术方案如下：敲击式音乐装置包括敲击键、传感器、柱形气囊、内置壳体、限位弹簧、压动柱、内置套筒、压动塞、复位弹簧和连接软管，内置壳体设于防护壳体内，敲击键穿过防护壳体，传感器设于敲击键内，敲击键与防护壳体之间保持滑动连接，柱形气囊的一端与敲击键连接，柱形气囊的另一端与内置壳体连接，限位弹簧的一端与敲击键连接，限位弹簧的另一端与内置壳体连接，压动柱的一端与敲击键连接，压动柱的另一端伸入内置套筒，内置套筒设于内置壳体上，压动塞滑动连接设于内置套筒内，压动塞与压动柱保持固定连接，复位弹簧的一端与压动塞保持固定连接，复位弹簧的另一端与内置壳体保持固定连接，连接软管的一端与内置套筒连接，连接软管的另一端与柱形气囊连接，内置套筒设于限位弹簧的两侧，柱形气囊设于内置套筒的两侧。

本发明采取的技术方案如下：防护垫上安装有卡接件，敲击锤卡接在卡接件上。

本发明采取的技术方案如下：传动销与固定套筒的底壁保持贴合。

本发明采取的技术方案如下：第二跑马灯与敲击键之间保持交叉间隔布置。

优选地，容纳箱内设有中央控制器，辅助实现学前幼儿音乐教育等功能，中央控制器型号为STC12C6082。

本发明提出的一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人的有益效果如下：

(1)幼儿用敲击锤击打敲击键时，压动柱下滑，带动压动塞挤压内置套筒内的空气，置套筒内的空气受压后流向柱形气囊中，柱形气囊内部充气后产生阻力，减缓敲击键的移动速度，并缓冲掉敲击键受到的冲击力，对敲击键形成防护。

(2)内置齿轮带动转动套筒转动时，电子琴键盘会跟随转动套筒一同转动，当传动销移动至V形滑槽和导向块处时，首先进入V形滑槽的传动销会沿着V形滑槽继续向前移动，由于此时V形滑槽内的传动销的高度升高，带动安装片转动，安装片上另一侧的传动销不会进入V形滑槽，当V形滑槽内的传动销移动至最高处时，被V形滑槽的顶部阻挡住，会在短时间内停止移动，此时安装片上另一侧的传动销继续向前移动，安装片开始绕着V形滑槽内的传动销转动，此后安装片可以带动V形滑槽内的传动销继续沿着V形滑槽移动，当V形滑槽内的传动销脱离V形滑槽后，安装片已经自动完成翻转，从而实现了电子琴键盘连续转动和间歇性翻转的视觉效果，能够极大吸引学前幼儿的注意力。

(3)行走电机带动行走驱动齿轮转动时，可以带动两侧的行走臂不断向前或向后移动，实现了连续行走的效果，从而激发儿童兴趣，即使不再对幼儿进行音乐教学启蒙，也可以满足幼儿日常的娱乐需求。

(4)在电子琴键盘翻转的过程中，无需控制传感器进行辅助控制，只需使转动套筒不断转动即可实现。

(5)防护柱体和防护垫可以有效防止幼儿碰撞到容纳箱的棱角处，既可以对容纳箱进行防护，又可以避免幼儿意外受伤。

(6)敲击锤脱离敲击键时后，限位弹簧和复位弹簧回弹，可以自动带动敲击键复位。

附图说明

图1为本发明提出的一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人的整体结构示意图；

图2为本发明提出的行走支撑组件的整体结构示意图；

图3为本发明提出的行走支撑组件的局部结构示意图；

图4为本发明提出的行走支撑组件的爆炸视图；

图5为本发明提出的旋转驱动式自翻转型音乐组件的整体结构示意图；

图6为本发明提出的固定套筒的整体结构示意图；

图7为本发明提出的旋转驱动式自翻转型音乐组件的剖面图；

图8为本发明提出的敲击式自防护型音乐组件的整体结构示意图；

图9为本发明提出的防护壳体的内部结构示意图；

图10为本发明提出的敲击式音乐装置的剖面图；

图11为本发明提出的一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人的原理框图；

图12为本发明提出的一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人的模块电路图；

图13为本发明提出的第一跑马灯的控制电路图。

其中，1、行走支撑组件，11、支撑驱动装置，110、容纳箱，111、防护柱体，112、防护垫，113、连接件，114、侧边盖板，115、行走电机，116、电源，12、行走装置，120、行走驱动齿轮，121、中间齿轮，122、行走从动齿轮，123、行走臂，124、支撑底架，2、旋转驱动式自翻转型音乐组件，21、自翻转型发声装置，210、电子琴键盘，211、连接转轴，212、安装片，213、传动销，214、转动套筒，215、第一跑马灯，216、第一扩音器，217、内圈轮齿，218、内置齿轮，219、旋转电机，22、固定式限位传动装置，220、固定柱，221、固定套筒，222、顶部转轴，223、吊臂，224、导向块，225、V形滑槽，3、敲击式自防护型音乐组件，31、外部防护装置，310、防护壳体，311、第二跑马灯，312、第二扩音器，32、敲击式音乐装置，320、敲击键，321、传感器，322、柱形气囊，323、内置壳体，324、限位弹簧，325、压动柱，326、内置套筒，327、压动塞，328、复位弹簧，329、连接软管，4、卡接件，5、敲击锤。

在图12的中央控制器的电路图中，+5V为电路的供电电源，GND为接地端，XTAL1为晶振，C1和C2为晶振的起振电容，P1为行走电机与中央控制器的连接口，P2为旋转电机与中央控制器的连接口；在图13的电路图中，R1-R9为电阻，D1-D8为跑马灯。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

作为本发明的一个新的实施例，如图1和图5所示，本发明提出了一种旋转自翻转型学前幼儿音乐教育机器人，包括行走支撑组件1，行走支撑组件1包括支撑驱动装置11和行走装置12，行走装置12安装在支撑驱动装置11上，行走装置12设于支撑驱动装置11的两侧；旋转驱动式自翻转型音乐组件2，旋转驱动式自翻转型音乐组件2设于行走支撑组件1上，旋转驱动式自翻转型音乐组件2包括自翻转型发声装置21和固定式限位传动装置22，固定式限位传动装置22设于支撑驱动装置11上，固定式限位传动装置22设于自翻转型发声装置21内；以及，敲击式自防护型音乐组件3，敲击式自防护型音乐组件3设于旋转驱动式自翻转型音乐组件2上，敲击式自防护型音乐组件3包括外部防护装置31和敲击式音乐装置32，外部防护装置31设于自翻转型发声装置21上，敲击式音乐装置32设于外部防护装置31内。

如图2-图4所示，支撑驱动装置11包括容纳箱110、防护柱体111、防护垫112、连接件113、侧边盖板114、行走电机115和电源116，行走电机115和电源116设于容纳箱110内，行走电机115设于电源116的上方，连接件113设于容纳箱110的两侧侧壁上，侧边盖板114与容纳箱110之间通过连接件113连接，防护柱体111设于容纳箱110的竖直方向上的四条棱上，防护垫112设于容纳箱110的外壁上。

如图3和图4所示，行走装置12包括行走驱动齿轮120、中间齿轮121、行走从动齿轮122、行走臂123和支撑底架124，行走驱动齿轮120转动连接设于容纳箱110的两侧侧壁上，行走驱动齿轮120与行走电机115保持转动连接，中间齿轮121设于行走驱动齿轮120的下方，中间齿轮121与行走驱动齿轮120保持啮合连接，行走从动齿轮122设于中间齿轮121的下方，行走从动齿轮122与中间齿轮121保持啮合连接，行走臂123的顶部侧壁与行走驱动齿轮120保持转动连接，行走臂123的中间段侧壁与行走从动齿轮122保持转动连接，支撑底架124设于行走臂123的底壁上，两侧的行走臂123和支撑底架124呈中心对称布置。

如图5-图7所示，自翻转型发声装置21包括电子琴键盘210、连接转轴211、安装片212、传动销213、转动套筒214、第一跑马灯215、第一扩音器216、内圈轮齿217、内置齿轮218和旋转电机219，连接转轴211环绕阵列布置设于转动套筒214的筒壁上，连接转轴211穿过转动套筒214的筒壁，连接转轴211与转动套筒214之间保持转动连接，电子琴键盘210固定连接设于连接转轴211的一端，安装片212固定连接设于连接转轴211的另一端，安装片212位于转动套筒214内，传动销213转动连接设于安装片212上，单个安装片212上的传动销213设有两组，第一跑马灯215和第一扩音器216环绕阵列布置设于转动套筒214的外部筒壁上，第一跑马灯215设于电子琴键盘210的上方，第一扩音器216设于电子琴键盘210的下方，内圈轮齿217环绕阵列布置设于转动套筒214的内部筒壁上，内置齿轮218与内圈轮齿217保持啮合连接，内置齿轮218转动连接设于容纳箱110的顶壁上，内置齿轮218与旋转电机219保持转动连接，旋转电机219固定连接设于容纳箱110的顶部内壁上。

如图6和图7所示，固定式限位传动装置22包括固定柱220、固定套筒221、顶部转轴222、吊臂223、导向块224和V形滑槽225，固定套筒221通过固定柱220安装在容纳箱110的顶壁上，固定柱220与固定套筒221和容纳箱110保持固定连接，转动套筒214通过顶部转轴222安装在固定套筒221上，顶部转轴222与转动套筒214和固定套筒221保持转动连接，吊臂223安装在固定套筒221的顶部内壁上，导向块224设于吊臂223上，V形滑槽225设于固定套筒221的筒壁上，V形滑槽225贯穿固定套筒221的筒壁，V形滑槽225设有两组，两侧的V形滑槽225呈对称布置，导向块224位于V形滑槽225的下方，导向块224整体呈三角状设置。

如图8所示，外部防护装置31包括防护壳体310、第二跑马灯311和第二扩音器312，防护壳体310固定连接设于转动套筒214上，防护壳体310整体呈半球壳状，第二扩音器312设于防护壳体310的顶端，第二跑马灯311环绕阵列布置设于防护壳体310上。

如图8-图10所示，敲击式音乐装置32包括敲击键320、传感器321、柱形气囊322、内置壳体323、限位弹簧324、压动柱325、内置套筒326、压动塞327、复位弹簧328和连接软管329，内置壳体323设于防护壳体310内，敲击键320穿过防护壳体310，传感器321设于敲击键320内，敲击键320与防护壳体310之间保持滑动连接，柱形气囊322的一端与敲击键320连接，柱形气囊322的另一端与内置壳体323连接，限位弹簧324的一端与敲击键320连接，限位弹簧324的另一端与内置壳体323连接，压动柱325的一端与敲击键320连接，压动柱325的另一端伸入内置套筒326，内置套筒326设于内置壳体323上，压动塞327滑动连接设于内置套筒326内，压动塞327与压动柱325保持固定连接，复位弹簧328的一端与压动塞327保持固定连接，复位弹簧328的另一端与内置壳体323保持固定连接，连接软管329的一端与内置套筒326连接，连接软管329的另一端与柱形气囊322连接，内置套筒326设于限位弹簧324的两侧，柱形气囊322设于内置套筒326的两侧。

如图1和图2所示，防护垫112上安装有卡接件4，敲击锤5卡接在卡接件4上。

如图5和图6所示，传动销213与固定套筒221的底壁保持贴合。

如图8所示，第二跑马灯311与敲击键320之间保持交叉间隔布置。

优选地，容纳箱110内设有中央控制器，辅助实现学前幼儿音乐教育等功能，中央控制器型号为STC12C6082。

具体使用时，用户可以将本发明放置在地面上，首先通过中央控制器控制电源116，电源116给行走电机115通电后，行走电机115带动行走驱动齿轮120转动，在中间齿轮121的配合下，行走从动齿轮122跟随行走驱动齿轮120同向转动，此时两侧的行走臂123不断向前抬升、下降，由于两侧的行走臂123呈中心对称布置，所以当一侧的行走臂123抬升时，另一侧的行走臂123在逐渐下降，如此交替移动，实现了连续行走的效果；当需要对幼儿进行音乐教学启蒙时，可以按动电子琴键盘210，第一扩音器216发出相应的音乐声，并配合第一跑马灯215发出亮光，吸引幼儿的注意力和兴趣，同时还可以使用敲击锤5击打敲击键320，敲击键320内的传感器321受到击打传递的作用力后，控制第二扩音器312和第二跑马灯311发出不同的音阶音效和亮光；在使用敲击锤5击打敲击键320时，压动柱325下滑，带动压动塞327挤压内置套筒326内的空气，置套筒内的空气受压后流向柱形气囊322中，柱形气囊322内部充气后产生阻力，减缓敲击键320的移动速度，并缓冲掉敲击键320受到的冲击力，对敲击键320形成防护，提高敲击键320的使用寿命；当儿童逐渐对音乐失去兴趣时，可以启动旋转电机219，旋转电机219带动内置齿轮218转动，内置齿轮218通过内圈轮齿217带动转动套筒214开始转动，此时电子琴键盘210会跟随转动套筒214一同转动，当传动销213移动至V形滑槽225和导向块224处时，首先进入V形滑槽225的传动销213会沿着V形滑槽225继续向前移动，由于此时V形滑槽225内的传动销213的高度升高，带动安装片212转动，安装片212上另一侧的传动销213不会进入V形滑槽225，当V形滑槽225内的传动销213移动至最高处时，被V形滑槽225的顶部阻挡住，会在短时间内停止移动，此时安装片212上另一侧的传动销213继续向前移动，安装片212开始绕着V形滑槽225内的传动销213转动，安装片212上的两个传动销213的前后位置发生改变，此后安装片212可以带动V形滑槽225内的传动销213继续沿着V形滑槽225移动，当V形滑槽225内的传动销213脱离V形滑槽225后，安装片212已经自动完成翻转，从而实现了电子琴键盘210连续转动和间歇性翻转的视觉效果，能够极大吸引学前幼儿的注意力，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。