教育机器人作为未来机器人产业发展的一个重要方向,借助于机器人平台和云端的教育资源打造智能化的教育机器人平台是未来教育机器人发展的趋势,但是随着智能化的设计要求不断的提高,业务的不断丰富,系统的复杂化的程度的也越来越高,急需一种高可靠性和稳定性的通用架构来提高开发效率和产品稳定性,在这一背景下本文提出了采用分层架构设计和构件技术来进行教育机器人架构设计,以提高机器人开发效率降低开发成本,具体研究内容如下:1)研究已有技术现状,深入分析了教育机器人的软件结构及特点,然后结合分层软件体系结构和构件化技术研究,提出了基于分层和构件化设计技术打造教育机器人平台,实现高度复用的基于分层构件的教育机器人软件平台,解决当前高度复杂的教育机器人系统的软件开发复用率低,开发成本高的问题。2)完成了教育机器人分层软件架构技术的研究,对教育机器人软件分层架构的设计基本原则和目标进行了梳理,然后完成了对教育机器人软件分层架构系统的结构进行了设计,给出了核心功能的设计要求,并基于Wright的体系结构描述语言完成了对教育机器人分层体系架构的设计。3)完成了软件分层架构下的教育机器人构件化设计,给出了分层架构下的教育机器人的构件框架体系设计,从构件框架标准的选型和框架的选型两个方面进行了技术分析,确定了基于Javabean/ejb的构件方案,然后完成了核心功能设计,采用分层设计思想完成了驱动层、平台层、算法层、用户接口层和系统接口层的构件方案设计。4)完成了分层架构及构件化技术进行教育机器人的开发及实施的方案研究,从软件工程角度出发,对如何利用分层技术及构件化技术开展教育机器人项目的开发进行了规范,以确保整个开发过程中的流程的规范性,使得最终设计的系统能够保持高度的稳定和可复用性,最后以高校机器人AI教育平台为例开展了实例的应用,基于本文构建的分层及构件技术的教育机器人平台快速的完成了高校机器人AI教育平台的设计和实现,验证了文本给出的设计及开发方案的可行性。基于上述内容,本文的主要创新如下:1)针对教育机器人当前在分层架构技术上的应用及设计存在的整合程度低,开发效率低的问题,提出了一种从驱动、系统到平台应用层的分层架构设计方案和基于构件化的开发方案,通过该方案可以有效的提高教育类机器人在开发和设计上的效率,降低其成本。2)应用Wright技术对其进行分层架构的定义,以从系统和平台层面打通了整个分层的设计逻辑结构,让整个教育机器人平台不在是独立的子系统整合的模式,通过这种方式的定义可以跨子系统从整个业务和系统功能的角度来进行分层的定义,解决了子系统模式下的业务逻辑的整合的复杂性问题,可以有效的提高教育机器人的设计效率和功能更新的速度。