CN104070526A - 智能机器 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种智能机器，其包括智能机器本体和弹性外套，所述弹性外套包覆所述智能机器本体的至少一部分。所述弹性外套能够适应智能机器的运动，遮蔽并保护智能机器的内部结构，改善智能机器的外观。

Description

智能机器

技术领域

本发明涉及智能机器，特别是智能机器人。

背景技术

智能机器在这里指的是能够与人进行智能交互的机器，例如智能机器人。智能机器能够通过多种交互方式与人交流，从而给人以具有人类智能的感受。然而，现有的智能机器，例如机器人，的外表由金属、塑料等材料形成，外观过于机械化。此外，由金属、塑料等材料形成的外表通常在智能机器运动过程中不能很好地遮蔽内部的结构，特别是活动部位的结构，这一方面破坏智能机器的外观，另一方面不利于保护机器的内部结构。

发明内容

根据本发明实施例，提供一种智能机器，其包括智能机器本体和弹性外套，所述弹性外套包覆所述智能机器本体的至少一部分。

优选，所述弹性外套随着所述智能机器本体的运动而弹性变形。

优选，所述弹性外套由弹性编织材料形成。

进一步优选，所述弹性编织材料中编织有金属丝。

所述智能机器本体可以包括活动部件，所述活动部件能够在收缩位置和伸展位置之间移动，并且所述弹性外套附接至所述活动部件，从而随着所述活动部件在所述收缩位置和伸展位置之间的移动而弹性变形。

所述弹性外套可以围绕所述活动部件，从而在活动部件的周向上遮蔽活动部件。

所述弹性外套可以围绕所述智能机器本体，从而在智能机器本体的周向上遮蔽智能机器本体。

优选，当所述活动部件处在所述收缩位置时，所述弹性外套发生第一弹性形变而提供所述智能机器的第一外观；当所述活动部件处于所述伸展位置时，所述弹性外套发生第二弹性形变而提供所述智能机器的第二外观，所述第二外观不同于所述第一外观。

根据一些实施例，所述活动部件为升降机构。

优选，所述弹性外套附接至所述升降机构，使得弹性外套能够在所述升降机构的升降方向上伸缩变形。

优选，所述弹性外套附接至所述升降机构，使得弹性外套能够围绕所述升降机构扭曲变形。

所述智能机器本体还可以包括多个弹性支撑杆，每个所述弹性支撑杆的一端固定至所述活动部件，而另一端固定至所述智能机器的、相对于所述活动部件发生位置变化的部分；并且所述弹性外套通过所述弹性支撑杆附接至所述升降机构，且优选在所述活动部件处于所述收缩位置和所述伸展位置时均遮蔽所述活动部件。

优选，当所述升降机构处于所述收缩位置时，所述弹性外套形成球形外观；并且当所述升降机构处于所述伸展位置时，所述弹性外套形成长形瓶体外观。

优选，当所述升降机构处于所述伸展位置时，所述弹性外套还发生围绕所述升降机构的扭曲变形。

根据一些实施例，所述活动部件的顶端设置有智能模块，所述智能模块相对于所述活动部件能够转动。

所述智能模块可以包括投影头，所述投影头以不同的高度、仰角、投影距离或投影面积进行投影。

优选，所述智能机器还包括底座，所述智能机器本体安置在所述底座上，并且所述底座能够操作以移动和旋转。

根据一些实施例，所述智能机器本体还可以包括：用于感测人的语音、位置和动作中的一者或多者的传感器；和根据来自所述传感器的信号而进行控制的控制部。

在一些示例中，所述控制部配置为根据来自所述传感器的信号而控制所述智能机器进入休眠状态或者工作状态，其中在所述休眠状态下，所述活动机构处于所述收缩位置；在所述工作状态下，所述活动机构处于所述伸展位置。

优选，在进入所述休眠状态时，所述智能机器自动找到电源口并开始充电。

优选，所述伸展位置是能够调节的。

附图说明

本发明的其它特征和优点在参照以下附图的描述中将变得显见：

图1A为示出根据本发明实施例的智能机器的第一外观的透视示意图，其中所述智能机器的活动部件处于收缩位置；

图1B为示出根据本发明实施例的智能机器的第二外观的透视示意图，其中所述智能机器的活动部件处于伸展位置；

图1C为示出根据本发明实施例的智能机器的第三外观的透视示意图，其中所述智能机器的弹性外套发生扭曲变形；

图2A和图2B为根据本发明实施例的智能机器在活动部件处于收缩位置时的简易分解示意图，其中图2A示出了弹性外套的其中一个分片，图2B示意性地示出了作为活动部件的升降机构的一个示例以及用于将弹性外套的分片连接至智能机器本体的弹性支撑杆；

图3A和图3B为根据本发明实施例的智能机器在活动部件处于伸展位置时的简易分解示意图，其中图3A示出了拉伸变形了的弹性外套的其中一个分片，图3B示意性地示出了升降机构以及弹性支撑杆；

图4A、图4B、图4C和图4D分别示出了根据本发明实施例的智能机器以不同形态进行投影的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图以示例方式而非限制的方式对本发明做进一步的阐述。

图1A至图1C以透视示意图示出了根据本发明实施例的智能机器的一个示例，即智能机器100。所述智能机器100包括智能机器本体和至少部分地包覆智能机器本体的弹性外套。在附图中，弹性外套以附图标记20表示，而智能机器本体以附图标记30表示。

在所示示例中，弹性外套20包括若干分片21a、21b、21c……（以下或总称为分片21）。这在图2A和图3A中能够最清楚地看到。分片21之间连接形成为连续的整体，优选形成无缝的连续整体，例如通过缝合、粘接等方式。然而，本发明并不限于以分片形成的弹性外套，并且不限于分片之间具体的连接方式。

弹性外套20优选采用弹性编织材料形成。编织特性能够为材料提供更大的弹性，以适应弹性外套20的变形要求。更重要的是，编织材料的编织孔有利于热量和声音等从其中传播透过，从而有利于被弹性外套20所包围或遮蔽的智能机器100的散热和声音传播。

用于形成弹性外套20的弹性编织材料中可以编入金属丝，这样弹性外套20中的金属丝形成屏蔽网，可以为智能机器100提供屏蔽电磁干扰的功能。由此，不需要为智能机器100设置单独的屏蔽构件，简化了结构。为了不影响弹性编织材料的弹性，例如金属丝可以以长度较短的段断续地、密集地编织在弹性编织材料中。

根据智能机器100的功能设置要求，所述智能机器100可以进一步包括底座10，智能机器本体30安装在底座10上。优选地，所述底座10能够操作以实现移动和旋转。例如，如图所示，底座10可以包括滚轮11以实现移动和旋转。然而，显然，底座100或者底座100的移动和旋转功能并不是必须的。

从图1A至1C中可以看出，智能机器100的形状和大小能够发生变化，这种变化由智能机器100中的活动部件的运动而造成。所述弹性外套20发生变形，例如拉伸变形和扭曲变形，来适应智能机器100的这种变化，从而很好地遮蔽智能机器100的内部结构，例如所述活动部件，为智能机器提供多样的、美好的外观。

图1A示出智能机器100的第一外观，其对应于智能机器的活动部件处于收缩位置的状态。如图所示，此时，智能机器100具有较小的高度。相应地，弹性外套20具有较小的高度和较大的周向尺寸，为智能机器100提供近似球形的外观。另外，弹性外套20周向地围绕智能机器本体30，完全遮蔽智能机器本体30。

图1B示出智能机器100的第二外观，其对应于智能机器的活动部件处于伸展位置的状态。与图1所示状态相比，智能机器100中，活动部件至伸展位置的运动带动弹性外套20发生变形，使之牵拉伸长。由此，智能机器100的外形伸长，例如如图所示呈现长形的瓶体形状。

需要说明的是，活动部件的伸展位置是相对于其收缩位置而言的，活动部件可以具有不同的伸展位置，或者说活动部件的伸展位置是可以调节的。在所示示例中，活动部件的不同伸展位置体现为不同的高度。但是，本发明并不限于高度位置的变化，例如其可以应用于活动部分在收缩位置和伸展位置之间发生枢转运动的情况。

此外，应该理解，上述实施例中所提及的球形和长形瓶体形状仅仅是示例。通过采用在没有变形情况下具有不同尺寸和形状的弹性外套分片，在根据本发明实施例的智能机器中，由弹性外套所提供的外观形状可以是球形和长形瓶体形状以外的各种适合的形状。例如，当采用上下两端的宽度大于中部宽度的分片时，可以提供沙漏形状的外形。

图1C示出智能机器的第三外观，其对应于智能机器的弹性外套发生扭曲变形的状态。图1C中示出智能机器100的高度介于图1A所示活动部件处于收缩位置和图1B所示活动部件处于伸展位置时的高度之间且弹性外套20发生扭曲变形。这种状态可以由智能机器100从图1A所示高度升高或从图1B所示高度降低的同时使弹性外套20发生扭转而获得，也可以由已经处于图1C所示高度的状态使弹性外套200发生扭转而获得。而且，尽管图1C示出弹性外套20扭转变形时智能机器100的高度小于图1B所示智能机器100的活动部件处于伸展位置时的高度，但是显然，弹性外套20的扭曲变形也可以发生在智能机器100具有图1B所示的高度或任何其它高度时。

智能机器100的如图1A至1C所示的不同外观形状可以与智能机器100的不同工作状态相结合使用。

尽管图中没有示出，但是根据本发明实施例的智能机器的智能机器本体还可以包括用于感测人的语音、位置和动作中的一者或多者的传感器和根据来自所述传感器的信号而进行控制的控制部。

所述控制部配置为根据来自传感器的信号而控制智能机器进入不同的工作状态，例如休眠状态和工作状态。

在休眠状态下，例如智能机器100的活动机构受控制而运动到收缩位置，弹性外套20相应地收缩形成接近球形，呈图1A所示的外观。在一些示例中，在进入休眠状态时，智能机器100还能够在控制部的控制下自动寻找电源口，进入休眠充电模式。

在例如用户的语音或动作操控下，智能机器100能够进入工作状态，其活动部件从收缩位置变化到伸展位置而呈图1B所示的外观，并在伸展位置提供音乐播放、图像显示等服务。

此外，在所示示例中，在工作状态下，智能机器100还能够在接收到用户的语音或手势召唤时，呈图1C所示的外观，并跟随用户移动，例如跟随用户在家中移动，以准备接收用户的指示。

智能机器100能够根据来自所述传感器的信号经由控制部的控制而在上述休眠状态、提供服务的工作状态和跟随的工作状态之间进行自由的切换。

以上示例中，智能机器100在提供服务时呈图1B所示外观，而在跟随时呈图1C所示外观。这样，智能机器100的外观提供了显示其状态的明显的视觉标识，便于用户的使用。同时，这种自动的外观变化使得智能机器100更显“智能”。

然而，应该理解的是，本发明的实施并不限于智能机器100的上述外观，更不限于其各种状态与外观之间的上述对应关系。仅作为举例而言，智能机器100也可以在提供服务时呈现图1C所示外观，或者在跟随过程中呈图1B所示外观。或者，智能机器100可以在提供不同服务时呈现不同的外观。总之，本领域技术人员能够进行各种变换和组合来实施本发明。

下面将结合图2A、图2B、图3A和图3B，以升降机构作为智能机器100中的活动部件的一个示例来描述根据本发明的上述实施例。为了简要和清晰起见，所述附图和以下描述中省略了智能机器的除了底座、活动部件、弹性外套、弹性支撑杆和智能模块以外的部分。被省略的部分是本领域技术人员根据实现智能机器100的功能和其它设计要求能够完成的，本发明的实施不限于这些部分的任何具体形式。

图2A和图3A示出分解状态下的弹性外套20的一个分片；图2B和图3B示出智能机器100除去弹性外套20之后露出的结构。图2A和图2B所示对应图1A所示的智能机器的活动部件处于收缩位置时的状态，图3A和图3B所示对应图1B所示的智能机器的活动部件处于伸展位置时的状态。

参见图2B和图3B，其中将智能机器100的本体30简化地示为包括升降机构31、用于附连弹性外套20的分片21的弹性支撑杆32和智能模块33。

图2B中，升降机构31处于其收缩位置；而图3B中，升降机构31处于其伸展位置。升降机构31可以采用任何适于提供升降控制的结构。举例而言，升降机构31可以包括螺旋线圈结构，在通电时其能够利用磁力控制线圈间隔，从而控制线圈高度，实现升降操作。作为另一个例子，升降机构31可以包括两个或更多嵌套的杆，这些杆之间通过内外螺纹配合并且可以在例如电机的驱动下相对彼此旋转，从而使之相对伸缩，实现升降操作。本发明的实施不限于活动部件的任何具体形式。

在所示示例中，智能模块33设置在升降机构31的顶端，从而随着升降机构31的升降运动而能够处于不同的高度。在本示例中，智能模块33为投影头，该投影头可以根据升降机构31的高度位置而以不同的高度、仰角、投影距离或投影面积等进行投影，这在稍后将参照图4A至图4D来描述。

多个弹性支撑杆32（图2B和图3B中仅示出其中的两个）围绕升降机构31均匀间隔地布置。每个弹性支撑杆32的第一端附接至升降机构31，例如其顶端附近；弹性支撑杆32的与第一端相反的第二端附接至底座10。所述第二端也可以连接至智能机器100的、相对于升降机构发生位置变化的其它部分。

弹性支撑杆32可以采用例如钢丝形成。但是其它具有适当强度和柔韧性的细长件也是可采用的。

弹性外套20的各个分片21附接到相应的两个弹性支撑杆32之间。

例如，各分片21可以在相邻的边缘处叠置，并在叠置的部分通过缝合等方式形成贯穿的筒，以供弹性支撑杆32穿过。当弹性外套20采用弹性编织材料形成时，便于进行上述缝合。当然，缝合并不是实施本发明所必需的，其它的方式，例如胶粘、热压合等也可以采用。而且，弹性外套20并不必须由分片拼接而成，其也可以是一体的。当弹性外套20是一体的时，可以通过向弹性外套20的内表面上附接材料而提供供弹性支撑杆32穿过的筒，或者甚至可以不与弹性支撑杆32相固定。

如图2B所示，弹性支撑杆32的长度比处于收缩位置的升降机构的长度（即高度）更长，因此弹性支撑杆32形成曲率较大的弯曲形状，并且向上拱起。此时，弹性外套20的分片21随着弹性支撑杆32而变形，形成相应的部分球面形状（见图2A）。弹性外套20的整体形成图1A所示的球形形状，并且由于此时弹性支撑杆32向上拱起，所以弹性外套20在升降机构31的周向上遮蔽了设置在升降机构31顶端的智能模块33，从而提供更加简洁的外观。

再来看图3B，其中示出的升降机构31处于其伸展位置，从而具有较高的高度，弹性支撑杆32随着升降机构31而向上提升而形成曲率较小的弯曲形状。此时，弹性外套20的分片21随着弹性支撑杆32而发生拉伸变形（见图3A）。弹性外套20的整体形成图1B所示的长形瓶体形状。此时，弹性制成杆32不再向上拱起，从而将位于升降机构31顶端的智能模块33从弹性外套20中露出。这样智能模块33在智能机器100的工作状态下提供服务。

当然，在其它实施例中，可以通过其它机制而实现弹性外套对智能模块的遮蔽或者展露。例如，智能模块33可以相对于升降机构31的顶端是能够移动的，从而能够有选择地从弹性外套20中露出或者隐藏于其中。

与图2B中所示不同的是，图3B中示出弹性支撑杆32不是直接附接至升降机构31，而是通过一个能够绕沿升降机构31的升降方向的轴线旋转的转环34附接至升降机构31的。转环34绕所述轴线的旋转带动弹性支撑杆发生扭转，从而带动弹性外套20扭曲变形而呈现图1C所示的外观。转环34可以随着升降机构31旋转而转动，也可以独立于升降机构的旋转而被驱动旋转。例如，当智能机器100已经处于图1B或者图1C所示高度时，独立地驱动转环34旋转而使弹性外套20以及由此使智能机器100呈现图1C所示的扭转的外观。

尽管以上结合图2A至图3B描述的示例中，采用了弹性支撑杆来将弹性外套附接至智能机器100，但是弹性支撑杆并不是实施本发明所必须的。弹性外套的附接方式可以根据智能机器的结构、活动部件的结构以及所希望由弹性外套的呈现的外形而变化的。举例来说，在活动部件为图2B和图3B所示升降机构的情况下，可以通过连接至升降机构底端的第一圆环和连接至升降机构的顶端的第二圆环固定弹性外套。根据第一和第二圆环的直径，弹性外套可以呈现圆柱或圆锥形状，并且随着升降机构的升降活动而在圆柱或圆锥的轴向方向上拉伸或收缩。另外，第二圆环可以相对于第一圆环转动，从而使弹性外套产生扭曲变形。在例如弹性外套的外表面具有图案的情况下，这种扭曲变形也能够赋予智能机器以新的外观。

下面将参照图4A至图4D，描述根据本发明实施例的智能机器100中的智能模块33为投影头的一个示例。在所示示例中，投影头为智能机器100提供了新的与用户交互的方式，用户能够利用智能机器100看电影、玩游戏、社交等等。进一步地，利用根据本示例的智能机器100，在为用户提供这些服务时，可以对投影进行调整而适应不同的服务内容、环境或者用户。

图4A、图4B、图4C和图4D分别示出了根据本示例的智能机器100以不同形态进行投影的示意图。

对比图4A和图4B，可以看到，智能机器100的投影头能够在不同的高度位置进行投影，其中图4A示出投影头处于较低的位置，而图4B示出投影头处于较高的位置。投影头位置的这种变化可以通过活动部件例如升降机构31来实现。图4A和4B所显示的投影头高度位置的调整可以应用于例如当用户的身高不同的情况下。举例来说，当一个孩子（身高相对较矮）使用智能机器100时，智能机器100可以通过其传感器感测到孩子的身高，并通过控制部控制升降机构31将投影头调整到图4A所示的高度，以适应孩子身高。类似地，当一个成年人（相对而言身高较高）使用智能机器100时，智能机器100则类似地将投影头调整到图4B所示的高度，以适应该成年人的身高。投影头的高度的调整不限于用于适应用户的身高变化，也可以根据用户的指示或者根据所要投影的画面的尺寸而进行。

此外，图4A和图4B所示的投影头的投影距离和投影面积是不同的。图4A中所示的投影头与用于投影的表面（例如墙面，图中未示出）之间的距离（即投影距离）较小；图4B中所示的投影头的投影距离较大。在所示示例中，根据本示例的智能机器100可以根据投影距离的限制（例如由于室内空间的限制所造成的）而调整投影光束的发散角度，从而满足投影图像大小的要求。

优选地，根据本示例的智能机器100还能够根据其距离用于投影的表面（例如墙面）的距离（即投影距离）来调整投影头的高度。例如当投影距离较大时，智能机器100调整其投影头处于较高的位置，而当投影距离较小时，智能机器100调整其投影头处于较低的位置。

对比图4C、图4D和图4A、图4B，可以看到，根据本示例的智能机器100的投影头还能够以不同的仰角进行投影。具体地，在图4A和图4B所示的情况下，投影头以近似水平的仰角进行投影，例如投影到墙面上，而在图4C中，投影头以相对于水平方向向下的仰角进行投影，例如投影到地面或者桌面。这样的对投影仰角的调整使得智能机器100能够更好地适应其工作环境和满足用户的个性化的需求。

图4C和图4D一起意图显示根据本示例的智能机器100还能够根据投影面积的限制调整所投影的光束的发散角度。举例来说，当用户指示智能机器100向地面投影时，智能机器100的投影头可以如图4C所示以较大的投影面积向地面投影；而当用户指示智能机器100向例如用户的掌心投影（例如通过用户的手势来指示）时，根据本示例的智能机器100调整投影头的投影光束的发散角度以适应掌心面积的限制。

此外，对比图4A和图4D，可以看出，根据本示例的智能机器100能够根据不同的投影仰角而调整投影头的高度。例如，投影头可以在图4A所示的较低的位置向墙面投影；而当需要向用户手掌进行投影时，智能机器100通过其活动部件例如升降机构31提升投影头的高度，以便于从较高位置以向下的仰角进行投影。

以上结合图4A至图4D仅以示例性方式描述了智能机器100的投影头的多样化的投影形态。本发明并不限于上述具体形态，本领域技术人员可以在它们的基础上做出进一步的变型和组合。

此外，需要说明的是，尽管附图和以上说明中，将弹性外套示出和描述为包覆智能机器的几乎整个本体，但是本发明并不限于此。根据本发明，弹性外套可以用于仅仅保护活动部件，防止活动部件的结构外露，改善外观和保护活动部件。例如，弹性外套用于包覆智能机器人的一只活动的手臂或手臂的肘部关节等等。根据本发明，弹性外套也可以至少在智能机器的某些状态（例如休眠状态）下包覆整个本体以及底座。

以上结合附图对本发明的实施例的描述仅为示例性的，而不应理解为对本发明的限制。本发明意图覆盖落入所附权利要求所限定的保护范围之内的所有等同技术方案。

Claims (21)

1.一种智能机器，包括：

智能机器本体；和

弹性外套，所述弹性外套包覆所述智能机器本体的至少一部分。

2.如权利要求1所述的智能机器，其中，所述弹性外套随着所述智能机器本体的运动而弹性变形。

3.如权利要求1所述的智能机器，其中，所述弹性外套由弹性编织材料形成。

4.如权利要求3所述的智能机器，其中，所述弹性编织材料中编织有金属丝。

5.如权利要求1-4中任一项所述的智能机器，其中，所述智能机器本体包括活动部件，所述活动部件能够在收缩位置和伸展位置之间移动，并且所述弹性外套附接至所述活动部件，从而随着所述活动部件在所述收缩位置和伸展位置之间的移动而弹性变形。

6.如权利要求5所述的智能机器，其中，所述弹性外套围绕所述活动部件，从而在活动部件的周向上遮蔽活动部件。

7.如权利要求5所述的智能机器，其中，所述弹性外套围绕所述智能机器本体，从而在智能机器本体的周向上遮蔽智能机器本体。

8.如权利要求7所述的智能机器，其中，当所述活动部件处在所述收缩位置时，所述弹性外套发生第一弹性形变而提供所述智能机器的第一外观；当所述活动部件处于所述伸展位置时，所述弹性外套发生第二弹性形变而提供所述智能机器的第二外观，所述第二外观不同于所述第一外观。

9.如权利要求5所述的智能机器，其中，所述活动部件为升降机构。

10.如权利要求9所述的智能机器，其中，所述弹性外套附接至所述升降机构，使得弹性外套能够在所述升降机构的升降方向上伸缩变形。

11.如权利要求9或10所述的智能机器，其中，所述弹性外套附接至所述升降机构，使得弹性外套能够围绕所述升降机构扭曲变形。

12.如权利要求9所述的智能机器，其中，所述智能机器本体还包括多个弹性支撑杆，每个所述弹性支撑杆的一端固定至所述活动部件，而另一端固定至所述智能机器的、相对于所述活动部件发生位置变化的部分；

所述弹性外套通过所述弹性支撑杆附接至所述升降机构，并且在所述活动部件处于所述收缩位置和所述伸展位置时均遮蔽所述活动部件。

13.如权利要求12所述的智能机器，其中，当所述升降机构处于所述收缩位置时，所述弹性外套形成球形外观；并且当所述升降机构处于所述伸展位置时，所述弹性外套形成长形瓶体外观。

14.如权利要求13所述的智能机器，其中，当所述升降机构处于所述伸展位置时，所述弹性外套还发生围绕所述升降机构的扭曲变形。

15.如权利要求9-14中任一项所述的智能机器，其中，所述活动部件的顶端设置有智能模块，所述智能模块相对于所述活动部件能够转动。

16.如权利要求15所述的智能机器，其中，所述智能模块包括投影头，所述投影头以不同的高度、仰角、投影距离或投影面积进行投影。

17.如权利要求15所述的智能机器，还包括底座，所述智能机器本体安置在所述底座上，并且所述底座能够操作以移动和旋转。

18.如权利要求17所述的智能机器，其中，所述智能机器本体还包括：

用于感测人的语音、位置和动作中的一者或多者的传感器；和

根据来自所述传感器的信号而进行控制的控制部。

19.如权利要求18所述的智能机器，其中，所述控制部配置为根据来自所述传感器的信号而控制所述智能机器进入休眠状态或者工作状态，其中在所述休眠状态下，所述活动机构处于所述收缩位置；在所述工作状态下，所述活动机构处于所述伸展位置。

20.如权利要求19所述的智能机器，其中，在进入所述休眠状态时，所述智能机器自动找到电源口并开始充电。

21.如权利要求19所述的智能机器，其中，所述伸展位置是能够调节的。