在這個(gè)快節(jié)奏的社會(huì)中,家長(zhǎng)們常常為了工作和生活的壓力而感到忙碌,有時(shí)難以花費(fèi)充足的時(shí)間陪伴孩子。
很多電子設(shè)備和軟件也嘗試著去填補(bǔ)這塊的空白,而很多普通的屏幕產(chǎn)品在互動(dòng)性上存在一些局限,孩子們可能沉迷于單一的娛樂(lè)內(nèi)容,缺乏更廣泛的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性的體驗(yàn)。
兒童陪護(hù)機(jī)器人互動(dòng)性高,就可能成為緩解這一問(wèn)題的一種新方式。智能的陪護(hù)機(jī)器人通過(guò)豐富的互動(dòng)、遠(yuǎn)程功能和教育內(nèi)容,給予孩子們更多關(guān)懷和指導(dǎo)。
今天要進(jìn)行測(cè)評(píng)的這款螢石兒童陪護(hù)機(jī)器人是市面上比較熱門的一款,讓我們通過(guò)拆解的方式看看這款機(jī)器人究竟有些什么不一樣的吧。
外觀
陪護(hù)機(jī)器人使用硬質(zhì)紙盒包裝,機(jī)器人主機(jī)和充電座又分開包裝,我們手中的這款是選配了自動(dòng)回充座的版本。打開包裝后可以看到直立放置的機(jī)器人以及配套的產(chǎn)品使用說(shuō)明書、充電器和充電座。
從外看,機(jī)器人使用的白色塑料外殼,底盤下四周有4對(duì)紅外收發(fā)防跌落模塊,底盤使用的履帶傳動(dòng), 正面有超聲波模塊,背面有開關(guān)機(jī)、復(fù)位按鈕和回充紅外信號(hào)接收模塊。面部是一個(gè)顯示器,額頭處有一個(gè)攝像頭。
拆解
首先取下機(jī)器人兩側(cè)手臂上的固定螺絲。取下兩側(cè)的履帶,可以看到底盤兩側(cè)蓋板由螺絲固定,取下后可以取下兩側(cè)蓋板。接著拆下輪軸上的螺絲可以將4個(gè)輪軸取下。拆卸底盤的螺絲、同時(shí)取下周圍光電傳感器插線和電源插線后可以拆下底盤。拆下電機(jī)的固定螺絲可以將電機(jī)與底板分離。
接著是底盤后面的紅外收發(fā)模塊和前面的超聲波模塊。拆卸下底板結(jié)構(gòu)件部分的螺絲和卡扣后我們可以看到底板主板。拆下底板主板后拆掉與主板連接的觸控排線、電機(jī)控制排線以及與上部電路連接的插線后,我們可以取下底板主板電路。機(jī)器人的背部?jī)?nèi)測(cè)是一個(gè)揚(yáng)聲器,拆卸完兩個(gè)固定螺絲后可以將其取下。接著拆卸下控制機(jī)器人轉(zhuǎn)頭的電機(jī)和開機(jī)按鈕部件。然后取下機(jī)器人頸部的齒輪和軸承后可以將機(jī)器人身體部分和頭部分離。
拆卸下機(jī)器人頂部蓋板可以看到蓋板后有一塊電路板,該電路板主要負(fù)責(zé)聲音的采集和處理。蓋板上的電路板和頭部電路使用的接插口連接。
將頭部?jī)蓚?cè)的蓋板取下,連接頭部前后的卡口撬開后可以看到內(nèi)部電路,一部分內(nèi)部是一個(gè)電機(jī),控制機(jī)器人前后仰頭、低頭動(dòng)作。另一部分內(nèi)部有兩塊主板,兩側(cè)是無(wú)線部分的電線,取下接插線后可以將天線部分分離。 接著取下兩塊電路板的連接部分螺絲可以將頭部的兩塊電路分離。一塊主板是機(jī)器人的核心主控和通訊板,另一塊則是相機(jī)電路板和機(jī)器人面部顯示器轉(zhuǎn)接板。至此,我們將機(jī)器人部分拆解完畢。
接下來(lái)我們拆卸充電座,首先取下充電座底部防滑橡膠,然后拆下螺絲,撬開蓋板后我們可以看到充電底座的電路板。拆除充電觸電的螺絲,然后拆下固定電路板的螺絲后,可以將充電座的電路板取下。然 后拆下結(jié)構(gòu)件與電路板的固定螺絲可以將整個(gè)充電底座的電路板分離出來(lái)。
電路板講解
我們先來(lái)看看充電底座部分電路,12V1A的電源通過(guò)DC接口接入,并接了1個(gè)TVS管和電容,1路給充電直接連接到充電觸電,1路經(jīng)由1顆DCDC電源芯片,將12V電壓降至3.3V給MCU供電,MCU使用的是一顆QFN小封裝的單片機(jī),它主要控制2個(gè)LED電源指示及2個(gè)紅外信號(hào)發(fā)送用于讓機(jī)器人進(jìn)行充電定位,2個(gè)紅外信號(hào)發(fā)送燈使用1個(gè)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了隔離。
充電底座電路結(jié)構(gòu)圖
機(jī)器人主機(jī)部分主要有3塊主板和模塊。底板部分的主板電路主要負(fù)責(zé)電源管理、電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及傳感器檢測(cè)。機(jī)器人頂部電路板主要負(fù)責(zé)語(yǔ)音輸入及處理,頭部核心電路板則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通訊、圖像處理、顯示以及數(shù)據(jù)處理。
機(jī)器人電路結(jié)構(gòu)圖
先看下底板部分電路板,電源管理部分,充電觸電作為12V電源輸入,通過(guò) 1顆鋰電池充電管理芯片,經(jīng)由1顆MCC的PMOS芯片MCQ4407B給外接7.2V可充鋰電池組充電。而鋰電池電源輸出給整個(gè)機(jī)器人供電。
控制電路板主控使用的是一顆32位的M3 MCU,它主要負(fù)責(zé)處理一些傳感器信號(hào)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)、以及與其他處理器通訊的功能。接下來(lái)我們來(lái)看看與底板連接的部件。
主控板底部有2個(gè)驅(qū)動(dòng)左右履帶電機(jī)的接口,電機(jī)由TI的低電壓H橋驅(qū)動(dòng)芯片DRV8837CDSGR驅(qū)動(dòng)。
DRV8837CDSGR功能框圖
前方連接接口連接的是1個(gè)超聲波測(cè)距模塊,主要用于避障,超聲波模塊使用了1顆MCU和一顆運(yùn)放芯片TP10-4-SR和超聲波收發(fā)頭構(gòu)成。
TP10-4-SR功能框圖
后方連接的是1個(gè)帶有2個(gè)紅外接收器的模塊,模塊主要用于尋找 充電底座位置。四周是4個(gè)連接紅外收發(fā)的探頭模塊,用于跌落檢測(cè)。電路板上還連接了一個(gè)Sensirion的溫濕度傳感器SHT30模塊,用于檢測(cè)環(huán)境溫濕度。除此之外,電路板背面還有1個(gè)三軸加速度傳感器、1個(gè)復(fù)位按鈕和3個(gè)LED燈。
SHT30功能框圖
主控板正面連接了一個(gè)揚(yáng)聲器,通過(guò)1顆步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片連接到了用于機(jī)器人轉(zhuǎn)頭的電機(jī)及電機(jī)位置傳感器。一側(cè)是連接頭部主控板的供電、通訊接口,1個(gè)連接開關(guān)機(jī)按鈕接口,MCU通過(guò)1顆觸控芯片連接到機(jī)器人胸前的觸控感應(yīng)按鈕。
再看看頂部電路板部分,將屏蔽殼取下可以看到主控使用的是1顆Cortex-A35內(nèi)核的處理器芯片,搭配了一顆128MB的DDR3 SRAM和4顆麥克風(fēng)陣列,實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別、聲音方位識(shí)別等功能。電路板上還有1顆觸控芯片,連接到機(jī)器人頭頂?shù)挠|控按鈕。頂部電路板通過(guò)接插頭的方式連接到頭部核心板進(jìn)行供電和通訊。
頭部電路板除了核心板之外還有1塊攝像頭模塊板,模塊板上使用了1顆閃光燈IC外接到面部外殼上的2個(gè)閃關(guān)燈,同時(shí)模塊還轉(zhuǎn)接了面部的顯示器,通過(guò)接插口連接到核心板上。
最后我們來(lái)看看機(jī)器人核心板部分電路,WIFI通訊使用的是1塊WIFI模塊,2根天線通過(guò)IPX連接到機(jī)器人頭部?jī)蓚?cè),正面的屏蔽殼下是1顆雙核ARM Cortex-A7 SOC,它集成視頻編解碼器、同時(shí)還集成了神經(jīng)算法加速引擎和智能計(jì)算加速引擎,
搭配了2顆2Gbit的DRAM和1顆2Gbit的NAND Flash。這顆芯片作為機(jī)器人核心處理器主要負(fù)責(zé)進(jìn)行圖像采集處理、數(shù)據(jù)處理及與各模塊進(jìn)行通訊的作用。核心板上還有1個(gè)Micro USB接口通過(guò)一顆USB芯片連接到處理器,預(yù)留了SD卡座用于保存視頻數(shù)據(jù)。電路板上還有1個(gè)機(jī)器人頸部俯仰電機(jī)和電機(jī)位置接口用于控制機(jī)器人頭部上下動(dòng)作。
小結(jié)
通過(guò)對(duì)螢石兒童陪護(hù)機(jī)器人的拆解我們可以看到機(jī)器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊,各個(gè)部分電路板負(fù)責(zé)專有功能,配有多種傳感器來(lái)以實(shí)現(xiàn)各種互動(dòng)。
處理器使用的也非常有料,使用的多個(gè)處理器以進(jìn)行快速圖像、聲音、數(shù)據(jù)處理和控制及傳感器信號(hào)采集。
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