技术领域：
[0001] 本
发明涉及一种三角形教育机器人，属于教学用具技术领域。背景技术：
[0002] 首先，市面上大多数轮式机器人需要根据不同的功能模
块设计与之相适应的形状组装，加之各模块之间往往仅使用同一长度的
连接线进行连接，因此机器人往往没有固定组装模式、结构多样、外形复杂且缺乏设计。
[0003] 其次，从
主板到内部构造过于繁复，使得可复现性差，不利于课堂教学的开展，机器人控制板采用塑料盒封装不透明，不便于学生观察机器人内部构造结构，进一步增加了教学难度。
[0004] 再次，由于没有进行外形结构设计，机器人牢靠度差，极易损害，使用寿命往往不长，且多样化的外形也不方便运输和置放。
[0005] 因此，确有必要对
现有技术进行改进，以解决现有技术之不足。发明内容：
[0006] 本发明是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种三角形教育机器人。
[0007] 本发明所采用的技术方案如下：
[0008] 一种三角形教育机器人，包括壳体、控
制模块和安装在壳体底部的
车轮，所述壳体上安装有面板，壳体和面板呈三角形，组合成三角形盒体，
控制模块的线路板内置于该盒体中，壳体两侧设有红外
传感器窗口，后侧设有USB下载窗口、充电窗口和电源
开关窗口，壳体底部设有灰度传感器窗口；所述面板上设有主
槽口、若干扩展搭建安装孔、显示屏窗口、蜂鸣器窗口、麦克
风窗口和微型直流
电机窗口。
[0009] 所述控制模块包括主控单元、
液晶显示
电路、红外传感电路、灰度传感电路、红外遥控电路、直流减速电机及其驱动电路、微型直流电机驱动电路、IO扩展
接口电路、蜂鸣器驱动电路和麦克输入电路，各电路分别与主控单元相连，直流减速电机
输出轴与车轮连接。
[0010] 本发明的进一步设计在于：
[0011] 所述主控单元包括主芯片、复位电路、
启动电路、程序下载电路、
二极管驱动电路、外接电源电路和电源转换电路。
[0012] 红外传感电路的红外
探头置于壳体的红外传感器窗口
位置；
[0013] 灰度传感电路的灰度探头置于壳体底部的灰度传感器窗口位置；
[0014] 程序下载电路的USB下载端口置于壳体的USB下载窗口位置；控制模块的电源开关对应位于壳体的电源开关窗口位置；外接电源电路的插座位于充电窗口位置；
[0015] 面板上主槽口位置设置IO扩展接口电路的IO扩展接口、复位电路的复位键、启动电路的启动键和红外遥控电路的遥控接口；
[0016] 微型直流电机驱动电路的微型直流电机接口置于面板上微型直流电机窗口位置；
[0017] 液晶显示电路的显示屏置于面板上显示屏窗口位置；蜂鸣器驱动电路的蜂鸣器置于面板上蜂鸣器窗口；麦克输入电路的麦克风置于面板上麦克风窗口位置。
[0018] 所述红外传感电路包括五个红外探头，对应位于壳体两侧的四个红外传感器窗口位置和壳体前侧的一个红外传感器窗口位置。
[0019] 所述灰度传感电路包括二个灰度探头，对应位于壳体底部两个灰度传感器窗口位置。
[0021] 所述壳体底部设有两个车轮，一个万向轮，两个车轮分别与一个直流减速电机相连。
[0022] 所述壳体的边角部分采用圆弧过渡。
[0023] 主芯片采用LPC21xx系列的产品，型号为LPC214X。
[0024] 本发明具有如下有益效果：
[0025] 1、本发明中的壳体和面板采用三角形结构组合，结构更加流畅、牢固。
[0026] 2、面板使用透明亚克力面板设计，使得机器人内部元器件一目了然，更适合教学的需要，原理的学习。同时壳体和面板使用优质塑料、无毒
副作用更安全。
[0027] 3、本发明中控制模块的线路板上集成多种传感器，内置于盒体中，无细小部件保存方便，不易丢失部件，保证使用时的完整性，特别适合学校教学使用。
[0028] 4、本发明中IO拓展接口，可拓展使用多种传感器，功能更强大，满足
基础教学和提高学习参加机器人比赛的要求。
[0029] 5、采用功能强大的32位LPC214X处理器，这款处理器使用3.3V供电电源，有37个IO口兼容5V输入，这在使用中兼容的传感器更多、更广，避免学生在拓展学习时因传感器选择错误而造成的设备损坏。
[0030] 6、本发明中壳体的边角部分采用圆弧过渡，在使用中更加安全，整体设计无微小元件，适合使用的年龄范围更广。
附图说明：
[0031] 图1为本发明中壳体的主视图。
[0032] 图2为图1中壳体的仰视图。
[0033] 图3为图1中壳体的左视图。
[0034] 图4为图1中壳体的后视图。
[0035] 图5为本发明中面板的结构示意图。
[0036] 图6为本发明整体结构示意图一。
[0037] 图7为本发明整体结构示意图二。
[0038] 图8为本发明整体结构示意图三。
[0039] 图9为本发明中主芯片电原理图。
[0040] 图10为本发明中复位电路电原理图。
[0041] 图11为本发明中启动电路电原理图。
[0042] 图12为本发明中二极管驱动电路电原理图。
[0043] 图13为本发明中USB下载电路电原理图。
[0044] 图14为本发明中蜂鸣器驱动电路电原理图。
[0045] 图15为本发明中外接电源电路电原理图。
[0046] 图16为本发明
中红外遥控电路电原理图。
[0047] 图中：1、壳体；2、面板；3、万向轮；4、
电池盒；11、凹槽；12、红外传感器窗口；13、USB下载窗口；14、充电窗口；15、电源开关窗口；16、灰度传感器窗口；20、麦克风窗口；21、显示屏窗口；22、蜂鸣器窗口；23、主槽口；24、微型直流电机窗口；25、扩展搭建安装孔。具体实施方式：
[0048] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0049] 请参照图1至图8所示，本发明一种三角形教育机器人，包括壳体1和面板2，壳体1和面板2呈三角形，面板2盖合在壳体1上形成三角形盒体。在壳体1左右两侧设有用于安装车轮的凹槽11，壳体1的左、右两
侧壁分别设有两组红外传感器窗口12，壳体1的前侧(三角形盒体的顶端)设有一组红外传感器窗口12，在壳体的后侧设有USB下载窗口13、充电窗口14和电源开关窗口15，在壳体的底部设有两个灰度传感器窗口16和万向轮
3。面板2上设有主槽口23、显示屏窗口21、蜂鸣器窗口22、麦克风窗口20、微型直流电机窗口24和若干扩展搭建安装孔25。壳体的底部还可以设置电池盒4。
[0050] 本发明中的面板2采用透明亚克力板制成，可以很方便的观察盒体内部元件。同时面板2起到保护线路板、利于观察、便于讲解的作用，利于对原理的学习。面板2上的若干扩展搭建安装孔25，通过模块的搭建，更广泛的拓展了机器人的功能。本发明为了防止在使用过程中对操作者造成伤害，壳体1的边角部分采用圆弧过渡。壳体1底部设有两个车轮和一个万向轮3，三点稳固
支撑，
车身运行更平稳，无打滑现象。
[0051] 本发明的面板2和壳体1形成的三角形盒体内设有控制模块，其电路集成在线路板上，置于三角形盒体内，省去了一些不必要的接线麻烦。该控制模块包括主控单元、液晶显示电路、红外传感电路、灰度传感电路、红外遥控电路、直流减速电机及其驱动电路、微型直流电机驱动电路、IO扩展接口电路、蜂鸣器驱动电路和麦克输入电路，各电路分别与主控单元相连。其中，主控单元包括主芯片、复位电路、启动电路、程序下载电路、二极管驱动电路、外接电源电路和电源转换电路。
[0052] 如图9，主芯片采用LPC21xx系列的产品，型号为LPC214X。LPC214X主芯片使用3.3V供电电源，有37个IO口兼容5V输入，这在使用中兼容的传感器更多、更广。
[0053] 如图10，复位电路与主芯片的REST引脚相连，复位电路上连接有复位键，复位键位于面板2上主槽口23位置处。
[0054] 如图11，启动电路与主芯片的PO.14引脚相连，启动电路上连接有启动键，启动键位于面板2上主槽口23位置处。
[0055] 如图12，本发明中二极管驱动电路上设有8个
发光二极管，8个发光二极管位于三角形壳体的头部位置，因面板透明，所以不影响发光，可通过外接程序任意控制亮灭。
[0056] 如图13，程序下载电路采用PL2303HX下载芯片，该芯片与主芯片的对应端相连，程序下载电路上连接有USB下载端口，USB下载端口对应设于壳体1的USB下载窗口位置。
[0057] 如图14，蜂鸣器驱动电路输入端与主芯片的PO.31引脚相连，蜂鸣器驱动电路上连接有蜂鸣器，蜂鸣器位于面板2上蜂鸣器窗口22位置处。
[0058] 如图15，外接电源电路的插座位于充电窗口14位置，外接电源电路经电源转换电路可为主芯片供电，同时也可给锂电池充电。
[0059] 如图16，红外遥控电路与主芯片的PO.15引脚相连，红外遥控电路上连接有遥控接口，遥控接口设置在面板2上主槽口内左侧位置，用于红外遥控实验。
[0060] 本发明中红外传感电路包括五个红外探头和AD转换，五个红外探头分别对应设置在壳体1左、右两侧壁和前侧壁的红外传感器窗口12位置处，以适用于检测避障、火焰检测，跟光、避光、物体检测等多种实验。
[0061] 本发明中的IO扩展接口电路采用EPM7032VLC44-12(44)芯片，IO扩展接口电路上连接有IO扩展接口，IO扩展接口位于面板2的主槽口23位置处。IO扩展接口具有扩展功能，可使用和兼容市面上90％以上的各种传感器。例如振动传感器、
温度传感器、倾斜传感器、磁强传感器、触摸传感器、光亮传感器、编码传感器、火焰传感器、避障传感器、无线传输模组等等，具有很好的拓展性。
[0062] 液晶显示电路采用LCD1602芯片，液晶显示电路上连接有显示屏，显示屏位于面板2上显示屏窗口21位置处。
[0063] 微型直流电机驱动电路的微型直流电机接口置于面板2上微型直流电机窗口位置；微型直流电机接口微型直流电机，用于风扇灭火程序。
[0064] 灰度传感电路包括二个灰度探头和AD转换，二个灰度探头对应位于壳体1底部两个灰度传感器窗口16位置处，用于
颜色识别、沿线实验。
[0065] 麦克输入电路的麦克风设于面板2上的麦克风窗口20位置处。控制模块的电源开关对应位于壳体1的电源开关窗口15位置处，用于声音控制实验。
[0066] 本发明适用于中小学生的计算机课程教学，训练学生学习机器人的基础知识。该机器人承载
软件程序后，可以进行
亮度控制实验、语音录入实验、微型电扇驱动等实验，锻炼学生的实践和动力能力。
[0067] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
