CN105563464B - 电子设备夹持机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电子设备夹持机器人，包括控制单元、夹持器、移动单元和姿态调整单元；控制单元通过对语音指令解析发出移动指令，控制移动单元的动作；通过红外线检测人体位置并自动控制姿态调整单元将电子设备调整到最佳观赏视角；移动单元接收所述移动指令，驱动机器人整体移动；夹持器用于夹持电子设备，设置在姿态调整单元上；姿态调整单元接收控制单元的控制指令，驱动夹持器角度变化。在工作过程中不需手动操控，完全通过语音控制移动单元即可移动到指定位置，根据红外传传感信号通过姿态调整单元将电子设备自动调整到最佳观赏视角，整个过程完全无接触操作。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，尤其是一种电子设备夹持机器人。
背景技术
随着科技的迅速发展，电子设备已经成为现代生活中必不可少的一部分。手机、平板电脑、数码相机等常用的电子产品在人们的工作生活中都扮演着重要角色，长时间使用不仅会占用双手，并且保持一个动作易于疲劳。
现有技术的电子设备支撑架通常是一个简易的支架，能将电子设备夹持于支架上，支架可摆放到地面上或安装桌子台面上，使用时需要手动自由调整电子设备的角度；为满足人们快节奏的生活，满足人们随时随地随意使用电子设备的应用需求，特设计此可自由移动自动调整角度的电子设备夹持机器人。
发明内容
本发明提供一种电子设备夹持机器人，用于克服现有技术中的缺陷，解放双手，改善生活质量，提高工作效率。
本发明提供一种电子设备夹持机器人，至少包括：
控制单元，通过对语音指令解析发出移动指令，控制移动单元的动作；通过红外线检测人体位置并自动控制姿态调整单元将电子设备调整到最佳观赏视角；
所述移动单元，接收所述移动指令，驱动机器人整体移动；
夹持器，用于夹持电子设备，设置在所述姿态调整单元上；
所述姿态调整单元，接收所述控制单元的控制指令，驱动电子设备夹持器角度变化。
本发明提供的电子设备夹持机器人，在工作过程中不需要手动操控，完全通过语音控制移动单元即可移动到指定位置，根据红外传传感信号通过姿态调整单元将电子设备自动调整到最佳观赏视角，整个过程完全无接触操作，可调自由度和可移动范围较市场销售的简单夹持支架有较高的优越性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的电子设备夹持机器人的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的电子设备夹持机器人中移动单元的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的电子设备夹持机器人中姿态调整单元的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的电子设备夹持机器人的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
参见图1-3，本发明提供一种电子设备夹持机器人由控制单元、夹持器、姿态调整单元和移动单元四部分构成；
参见图1，电子设备夹持机器人自上而下主要包括动平台1、静平台2和底盘3，夹持器4设置在动平台1上，底盘3与静平台2之间通过支撑杆100连接。移动单元设置在底盘3上，参见图2；动平台1、静平台2及其之间的连杆5构成姿态调整单元，参见图3；
控制单元，通过对语音指令解析发出移动指令，控制移动单元的动作；通过红外线检测人体位置并自动控制姿态调整单元将电子设备调整到最佳观赏视角；控制单元具备语音识别单元、红外控制单元和控制器；
语音识别单元进一步具备语音识别模块、无线传感模块和用于驱动转向电机及驱动电机的驱动器；语音识别模块通过无线传感模块与控制器连接，控制器与用于驱动转向电机及驱动电机的驱动器连接；无线传感模块分别作为发送端和接收端使用，首先语音识别模块接收语音指令，分析处理后由发送端无线传感模块发出，然后由接收端无线传感模块接收并传送到控制器，可驱动电机完成相应的指令；通过移动单元中的两直流电机的协调配合可完成语音控制移动到指定区域功能或指定位置；
参见图2，移动单元接收移动指令，驱动机器人整体移动；移动单元具备万向轮71、第一驱动轮72、第二驱动轮72a；第一驱动轮72、第二驱动轮72a由各自的电机驱动；
移动单元包括在机器人的底盘3的两侧各装有两个轮子(第一驱动轮72、第二驱动轮72a)作为驱动轮，并在前端配有一个万向轮71作为转向轮，无线传感模块和语音识别模块10固定在底盘3的上平面上。语音识别模块接收并处理控制指令信息后通过作为发送端的无线传感模块发送，并由接收端无线传感器接收信号接收并转发到控制器，进而控制直流电机转动状态，两侧直流电机(第一驱动轮72的驱动电机、第二驱动轮72a的驱动电机)以相同速度前进和倒退的时候，整体也就前进倒退；左侧直流电机不动(即位于左侧的第一驱动轮72不动)右侧直流电机正常驱动(位于右侧的第二驱动轮72a正常转动)的时候左转；同理右转。以此来完成机器人整体的前进、后退转弯等功能。采用无线传感器进行间接信息通讯可以减少工作噪音干扰，提高语音识别模块精度，同时可以将控制电路与电机工作分离，避免大电流对于控制电路的损害，保证机器人的安全性和使用寿命。
红外控制单元包括用于检测人体位置的红外传感器20和用于驱动姿态调整单元动作的驱动器。红外传感器20设置在夹持器4上。
参见图3，姿态调整单元接收控制单元的控制指令，驱动电子设备夹持器角度变化。
姿态调整单元具备动平台1、静平台2和连接于动平台1与静平台2之间的三根连杆5；动平台1与电子设备的夹持器4连接；静平台2位于动平台1下方；三根连杆5顶端通过球铰链可旋转地连接在动平台1上，底部通过球铰链可旋转地连接在滑动模块上；三个滑动模块设置在静平台2上，在用于驱动姿态调整单元动作的驱动器的作用下沿预定方向滑动，通过改变连杆5与静平台2之间的夹角调整动平台1的角度，夹持器4随动平台动作进而达到调整电子设备的角度。滑动模块6只要能满足带动连杆底部沿预定轨迹移动即可，这里的预定轨迹是直线，为简化结构，优选直线轨迹，滑动模块可以通过电机和将转动力矩转换为直线运动的传动机构实现，例如齿轮齿条结构，还可以通过具有伸缩功能的液压油缸或气缸实现。
为提高动平台1动作的灵活性，动平台1采用三部分三角形的平板构成，三部分平板的其中一个角通过球铰链连接，每一部分平板底面均通过球铰链连接一对杆(可看作连杆5的一种具体形式)。这样每对杆动作时，会驱动一部分平板绕球铰链处转动，通过三部分平板的转动调整夹持器4的倾斜角度。
作为滑动模块的优选结构，滑动模块6包括步进电机61、丝杠62和滑块63；步进电机61的电源输入端与用于驱动姿态调整单元动作的驱动器连接；步进电机61的输出轴与丝杠62连接，滑块63通过内丝孔穿设于62丝杠上，并在丝杠62的转动作用下相对于静平台2作直线移动。滑块63呈方形，在滑块63与静平台2之间设置有导轨64。导轨64起导向作用，也便于滑块63的移动。
通过步进电机控制器控制三个步进电机61的运动，在三个步进电机的协调配合下调整三个滑块的位置，最终可使动平台1调整到合适的倾角位置，从而使电子设备显示屏获得最佳观赏视角。步进电机控制器与驱动姿态调整单元动作的驱动器连接，当红外传感器检测到人体的位置时，向控制器发送信号，控制器接收到该信号，通过内部程序处理获得电子设备显示屏最佳观赏视角(即动平台与水平面的夹角)，据此能获得三个连杆5在竖直方向上的位移，再结合丝杠62的螺距形成对三个步进电机61转数进行控制的脉冲信号，驱动姿态调整单元动作的驱动器将控制三个步进电机61的脉冲信号对应发送给三个步进电机控制器，以控制三个步进电机61转动，通过步进电机61带动丝杠62转动，进而带动滑块63在导轨64上移动，使得连杆3在竖直方向上上下移动，最终将动平台1与水平面之间的夹角调整到最佳，获得电子设备显示屏最佳观赏视角。
三根连杆5的长度均相同且呈Y形布置于静平台2上，三根连杆5之间的夹角相等。结构简单，易于设置，且简化了驱动器和控制器内部电路构架及程序设置。
实施例二
参见图4，与上述实施例的不同之处在于连接动平台1与静平台2之间的三根连杆5是伸缩杆，通过调整伸缩杆的伸缩行程调整动平台的倾斜角度，连杆5优选为垂直于静平台2及动平台1设置，缩短伸缩行程；伸缩杆可采用液压油缸或气缸实现伸缩功能，也可采用机械结构实现，例如齿轮与齿条的结构，齿轮与电机连接并安装在静平台2上，电机带动齿轮转动，齿条与连杆连接，连杆顶部通过球铰链与动平台连接，齿条底部能穿过静平台向下悬伸，通过齿轮的转动调整与齿条啮合的位置从而调整连杆顶部的位置，进而实现调整动平台的角度。
本发明提供的电子设备夹持机器人，在工作过程中不需要手动操控，完全通过语音控制移动单元即可移动到指定位置，根据红外传传感信号通过姿态调整单元将电子设备自动调整到最佳观赏视角，整个过程完全无接触操作，可调自由度和可移动范围较市场销售的简单夹持支架有较高的优越性。
Claims (1)
1.一种电子设备夹持机器人，其特征在于，至少包括：
控制单元，通过对语音指令解析发出移动指令，控制移动单元的动作；通过红外线检测人体位置并自动控制姿态调整单元将电子设备调整到最佳观赏视角；
所述移动单元，接收所述移动指令，驱动机器人整体移动；
夹持器，用于夹持电子设备，设置在所述姿态调整单元上；
所述姿态调整单元，接收所述控制单元的控制指令，驱动电子设备夹持器角度变化；所述控制单元至少具备语音识别单元、红外控制单元和控制器；所述红外控制单元包括用于检测人体位置的红外传感器和用于驱动姿态调整单元动作的驱动器；
所述姿态调整单元具备：
动平台，与所述电子设备夹持器连接；所述动平台采用三部分三角形的平板构成，平板的其中一个角通过球铰链连接；
静平台，位于所述动平台下方；
三对连杆，连接于所述动平台与所述静平台之间，每对连杆的顶端通过球铰链分别与三部分平板中的一个的底面连接，底部可旋转地连接在滑动模块上；三个所述滑动模块，设置在所述静平台上，在所述驱动器的作用下沿预定方向滑动，通过改变所述连杆与静平台之间的角度调整所述动平台的角度；
所述滑动模块包括步进电机、丝杠和滑块；所述步进电机的电源输入端与所述用于驱动姿态调整单元动作的驱动器连接；所述步进电机的输出轴与所述丝杠连接，所述滑块通过内丝孔穿设于所述丝杠上，并在所述丝杠的转动作用下直线移动；
所述滑块呈方形，在所述滑块与所述静平台之间设置有导轨；
所述连杆的长度相同且呈Y形布置于所述静平台上，所述连杆之间的夹角相等；
所述移动单元具备转向轮、两个驱动轮、与所述驱动轮各自连接的驱动电机；
所述语音识别单元具备语音识别模块、无线传感模块和用于驱动所述驱动电机的驱动器；
所述语音识别模块通过无线传感模块与控制器连接，所述控制器与用于控制驱动电机的驱动器连接；
所述电子设备夹持机器人还包括底盘，所述移动单元及语音识别模块设置在所述底盘上，所述底盘与所述静平台之间通过支撑杆连接；
所述红外传感器设置在所述夹持器上。
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