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申请/专利权人：江西师范高等专科学校

摘要：本发明涉及编程机器人技术领域，尤其涉及基于人工智能的少儿编程机器人及其控制系统，包括支撑底板，支撑底板的上表面固定连接有防护盒，防护盒的一侧固定连接有主板面罩，主板面罩远离防护盒主板面罩的一侧内部固定连接有显示面板；本发明通过从供电端、驱动端以及执行端三个角度进行结合式评估分析，并结合干扰评估系数R进行分析，以保证机器人的控制效果和运行安全性，同时有助于提高分析结果的准确性，即对供电端的供电数据进行运行风险监管分析，以保证机器人的正常运行和控制，而通过对驱动端的状态数据进行执行反馈分析，以保证机器人的执行性能，以及通过结合执行端的执行数据进行失控风险评估分析，以保证机器人的控制效果。

主权项：1.基于人工智能的少儿编程机器人的控制系统，包括支撑底板（1），其特征在于，所述支撑底板（1）的上表面固定连接有防护盒（2），所述防护盒（2）的一侧固定连接有主板面罩（3），所述主板面罩（3）远离防护盒（2）的一侧内部固定连接有显示面板（4），所述主板面罩（3）靠近显示面板（4）的一侧上方固定连接有预警灯（5），所述支撑底板（1）的前后两表面均转动连接有驱动滚轮（6），所述驱动滚轮（6）的外部套接有链条带（7），所述支撑底板（1）的内部设置有驱动电机，且驱动电机与驱动滚轮（6）连接；所述显示面板（4）的内部设置有控制平台、数据采集单元、供电风险单元、扰控分析单元、执行性能单元、整合反馈单元以及预警显示单元；当控制平台接收到执行程序和执行指令后，生成运管指令，并将运管指令发送至数据采集单元，数据采集单元在接收到运管指令后，立即采集机器人的供电数据和影响数据，供电数据包括内电池的放电电流和放电速率，影响数据包括线路风险值和电气元件的延误风险值，并将供电数据和影响数据分别发送至供电风险单元和扰控分析单元，供电风险单元在接收到供电数据后，立即对供电数据进行运行风险监管分析，将得到的风险信号发送至预警显示单元，预警显示单元在接收到风险信号后，立即在显示面板（4）上显示风险信号所对应的预设预警文字；扰控分析单元在接收到影响数据后，立即对影响数据进行干扰监管分析，将得到的干扰评估系数R发送至执行性能单元，将得到的干扰信号发送至预警显示单元，预警显示单元在接收到干扰信号后，立即在显示面板（4）上显示干扰信号所对应的预设预警文字；执行性能单元在接收到干扰评估系数R后，立即采集驱动电机的状态数据，状态数据包括驱动电机内部的转轴摩擦值和电机控制器温度值，并对状态数据进行执行反馈分析，将得到执行性能评估系数Z发送至整合反馈单元，将得到异常信号发送至预警显示单元；整合反馈单元在接收到执行性能评估系数Z，立即采集机器人的执行数据，执行数据表示各个执行动作的执行时长，并对执行数据进行失控风险评估分析，将得到的正常信号和失控信号发送至预警显示单元；所述扰控分析单元的干扰监管分析过程如下：SS1：获取到时间阈值内机器人内部线路的线路风险值，线路风险值表示线路的运行温度超出存储的预设运行温度的部分与线路端口的平均电阻值经数据归一化处理后得到的积值，将线路风险值与存储的预设线路风险值进行比对分析，若线路风险值大于预设线路风险值，则将线路风险值大于预设线路风险值的部分标记为线路异常值XY；SS2：获取到时间阈值内机器人内部电气元件的延误风险值YF，延误风险值表示机器人内部电气元件的运行电阻大于存储的预设运行电阻阈值的部分与机器人内部环境温度值经数据归一化处理后得到的积值；SS3：根据公式得到干扰评估系数，其中，a1和a2分别为线路异常值和延误风险值的预设比例因子系数，a1和a2均为大于零的正数，a3为预设容错因子系数，取值为1.449，R为干扰评估系数，同时将干扰评估系数R与其内部录入存储的预设干扰评估系数阈值进行比对分析：若干扰评估系数R小于预设干扰评估系数阈值，则不生成任何信号；若干扰评估系数R大于等于预设干扰评估系数阈值，则生成干扰信号；所述执行性能单元的执行反馈分析过程如下：获取到各个子时间节点内电池内部的转轴摩擦值，以时间为X轴，以转轴摩擦值为Y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制转轴摩擦值曲线，同时在该直角坐标系中绘制预设转轴摩擦值范围值曲线，从坐标系中获取到转轴摩擦值曲线位于预设转轴摩擦值范围值曲线内线段的长度值与转轴摩擦值曲线的线段总长度之间的比值，并将其标记为安全圆周值AY；获取到各个子时间节点内电池内部的电机控制器温度值，以此构建电机控制器温度值的集合B，获取到集合B的均值和离散系数，并将集合B的均值和离散系数经数据归一化处理后得到的积值标记为风险倍率值FB；根据公式得到执行性能评估系数Z，将执行性能评估系数Z与其内部录入存储的预设执行性能评估系数阈值进行比对分析：若执行性能评估系数Z与预设执行性能评估系数阈值之间的比值小于一，则不生成任何信号；若执行性能评估系数Z与预设执行性能评估系数阈值之间的比值大于等于一，则生成异常信号；根据公式得到执行性能评估系数，其中，f1、f2以及f3分别为风险倍率值、干扰评估系数以及安全圆周值的预设权重因子系数，f1、f2以及f3均为大于零的正数，f4为预设修正因子系数，取值为2.261，Z为执行性能评估系数，将执行性能评估系数Z发送至整合反馈单元，同时将执行性能评估系数Z与其内部录入存储的预设执行性能评估系数阈值进行比对分析；所述整合反馈单元的失控风险评估分析过程如下：获取到时间阈值内机器人各个执行动作的执行时长，并将各个执行动作的执行时长与其对应的存储的预设执行时长阈值进行比对分析，若执行时长大于预设执行时长阈值，则获取到执行时长大于预设执行时长阈值所对应的执行动作的总个数，并将其标记为异常数YC；同时从供电风险单元中调取放电跨度值和浮动风险值，并将放电跨度值和浮动风险值分别标号为FD和FF；根据公式得到失控风险评估系数，其中，α、β、ε以及η分别为异常数、执行性能评估系数、放电跨度值以及浮动风险值的预设影响因子系数，α、β、ε以及η均为大于零的正数，S为失控风险评估系数，将失控风险评估系数S与其内部录入存储的预设失控风险评估系数阈值进行比对分析：若失控风险评估系数S小于预设失控风险评估系数阈值，则生成正常信号；若失控风险评估系数S大于等于预设失控风险评估系数阈值，则生成失控信号。

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