CN106113058A - 一种陪护机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陪护机器人，机器人头部内设有用于人机交互的上位机PCB板；主体部设有头部旋转电机，能够驱动头部在水平面内发生360度旋转；所述脚部设有电池组以及与电池组连接的脚部电机，脚部电机连接主动轮进而带动整个机器人在地面上移动和旋转；所述机器人全身设有多个红外避障传感器和多个电容触摸传感器；主体部还设有用于采集上述各种传感器数据并进行处理的下位机PCB板，本机器人具备听、说、聊天等多种人机互动的功能，当触摸机器人时，可以引发机器人的多种喜怒哀乐的表情，机器人在运动过程中，能够侦测并避开障碍物，也可以通过手机APP端和云端服务器来控制机器人的一切行为举止的实现；另外本机器人还具有投影功能。

Description

一种陪护机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体地说是指一种陪护机器人。

背景技术

随着科学技术的不断进步和机器人技术的不断发展，智能机器人已逐渐走入千家万户，市场上也出现了不少智能机器人给人们的生活带来便利和乐趣，其中，陪护机器人作为智能机器人的一种，能够辅助老年人和小孩的生活和学习，给生活带来便利。

现有技术中，陪护机器人的功能较为单一，娱乐性和生动性较低。

发明内容

本发明为了克服现有技术之不足，提出了一种功能丰富的陪护机器人。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的。

一种陪护机器人，包括头部、主体部、手部和脚部，所述头部包括从前到后依次固定连接的前面板、中间座和后盖，所述前面板上设有液晶显示器的显示窗口，显示窗口内设有液晶显示器，头部内设有用于人机交互和液晶显示输出的上位机PCB板；

所述主体部包括由肩部、前主体、后主体和下体围成的机器人躯干壳体，所述前主体和后主体上均设有条形窗口和安装在条形窗口上的条形透明罩，前主体和后主体的外侧还套装有皮肤层，所述肩部中心设有用于连接头部的通孔，所述下体设有密集分布的出音孔，下体的出音孔内侧设有一对喇叭；所述主体部设有头部旋转电机，头部旋转电机的输出轴向上并连接一齿轮盒,齿轮盒传动连接位于其上侧的颈部，颈部穿过肩部的通孔与头部固定连接，头部旋转电机能够驱动头部在水平面内发生360度旋转；

所述手部包括左手和右手，左手和右手均包括从内到外依次固定连接的侧支架、侧底板和侧面板，所述侧支架一端固定连接至主体部，另一端与侧底板固定连接；

所述脚部包括左脚和右脚，左脚和右脚均包括脚上盖和脚下座，所述左脚和右脚内均设有电池组以及与电池组连接的脚部电机，每个脚下座均设有一主动轮及两个从动轮，脚部电机的输出轴传动连接主动轮进而带动整个机器人在地面上移动和旋转；

所述机器人全身设有多个红外避障传感器和多个电容触摸传感器；

主体部还设有用于采集上述各种传感器数据并进行处理的下位机PCB板，下位机PCB板与上位机PCB板进行通信，上位机PCB板下达各种执行指令给下位机PCB板，下位机PCB板驱动一个所述的头部旋转电机、两个所述的脚部电机的执行。

更具体的，上位机PCB板设有主处理模块以及连接主处理模块的第一通信模块、云端模块、显示模块、语音模块和摄像模块。

更具体的，下位机PCB板上设有MCU主控模块以及与MCU主控模块连接的第二通信模块、电源模块、LED提示模块和电机驱动模块,其中第二通信模块和第一通信模块连接进行通信，电机驱动模块与头部旋转电机、脚部电机连接，所述多个红外避障传感器和多个电容触摸传感器均与MCU主控模块连接，电源模块对下位机PCB板进行供电。

更具体的，所述头部还设有摄像头，所述前面板上、位于显示窗口上侧设有摄像头的取景窗口，所述摄像头与上位机PCB板的摄像模块连接。

更具体的，所述多个红外避障传感器包括设置在前主体条形透明罩内侧的两个第一红外避障传感器、设置在后主体条形透明罩内侧的两个第二红外避障传感器、设置在左手的第三红外避障传感器、设置在右手的第四红外避障传感器、设置在左脚前端、后端和左端的第五、第六和第七红外避障传感器，设置在右脚前端、后端和右端的第八、第九和第十红外避障传感器，每个红外避障传感器包括红外线发射管、接收管和比较器电路，每个红外避障传感器均与MCU主控模块连接。

更具体的，所述多个电容触摸传感器包括设置在头部的三个电容触摸传感器、以及左脚和右脚均设有的两个电容触摸传感器，每个电容触摸传感器均与MCU主控模块连接。

更具体的，所述头部的左右两侧设有一对旋扭，所述一对旋扭连接一对电位器，所述一对电位器电连接在上位机PCB板,用于调节多个红外避障传感器的检测距离。

更具体的，所述头部设有投影光机和投影模块，所述投影模块与上位机PCB板的显示模块连接。

更具体的，所述脚部电机均为线性直流电机，所述头部旋转电机为伺服电机。

更具体的，所述上位机PCB板为安装有android操作系统的平板电脑主板，其上设置有SIM卡插槽并安装SIM卡，可以实现打电话的功能，同时平板电脑上还设有WIFI模块，可以连接网络实现远程网络视频对话，同时其上安装有智能语音APP软件，方便人机互动对话。

本发明的有益效果在于，本机器人具备听、说、聊天等多种人机互动的功能，可以跟人对话，讲故事，同时机器人全身设置多个触摸传感器，当触摸机器人时，可以引发机器人的多种喜怒哀乐的表情或反应，大大增强了娱乐性和生动性，同时在机器人的前后左右侧设置多个红外避障传感器，使机器人在运动过程中，能够侦测并避开障碍物，也可以通过手机APP端和云端服务器来控制机器人的一切行为举止的实现；另外本机器人还具有投影功能，需要时，可以将信息投影到墙上进行放大显示。

另外，还能通过体感唤醒机器人喜怒哀乐等各种不同的表情，也可以通过2个脚部电机的传动，来实现机器人左右前后的运动，通过1个头部旋转电机的传动来实现头部360度旋转。

附图说明

图1为本发明的的结构示意图。

图2为本发明的头部的结构示意图。

图3为本发明的主体部的结构示意图。

图4为本发明的手部的结构示意图。

图5为本发明的脚部的结构意图。

图6为本发明的脚部仰视图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1至图6，一种陪护机器人的实施例，包括头部1、主体部2、手部3和脚部4；

所述头部1包括从前到后依次设置的前面板11、中间座12和后盖13，所述前面板11上设有液晶显示器的显示窗口110以及安装在显示窗口110内的液晶显示器14，所述液晶显示器14与设置在头部1内的上位机PCB板15连接，上位机PCB板为安装有android操作系统的平板电脑主板，其上设置有SIM卡插槽并安装SIM卡，可以实现打电话的功能，同时平板电脑上还设有WIFI模块，可以连接网络实现远程网络视频对话，同时其上安装有智能语音APP软件，方便人机互动对话，人可以和机器人聊天，请机器人讲故事或者通过语音实现对机器人的控制等等；头部1的左右两侧设有一对旋扭161，所述一对旋扭161连接一对电位器164，所述电位器164能过支架163和固定座162安装在上位机PCB板15的左右两侧并电连接上位机PCB板15，通过旋转一对旋扭161，可以调节红外避障传感器的检测距离；所述头部1还设有投影光机19和投影模块(图中未示出)，所述投影模块与上位机PCB板15的显示模块连接，需要时，可以将显示信息投影到室内的墙壁上进行放大显示；机器人的头部1还设有多个控制按键18以及与多个控制按键18对应的按键PCB板181，多个按键PCB板181与上位机PCB板15电连接，通过操作多个控制按键18，可以对平板电脑主板进行相应的操作；所述头部1还设有摄像头17，所述前面板11上、位于显示窗口110上侧设有摄像头17的取景窗口，所述摄像头17与上位机PCB板15的摄像模块连接；通过摄像头，可以远程控制机器人进行室内监控或视频对话；

所述主体部2包括前主体21和后主体22以及设置在前、后主体上下侧的肩部23及下体24，所述前主体21和后主体22上设有条形窗口210和安装在条形窗口210上的条形透明罩211，前主体21和后主体22的外侧还套装有皮肤层29，所述肩部23中心设有通孔230，所述下体24设有密集分布的出音孔，所述主体部2内设有头部旋转电机25，所述头部旋转电机25的输出轴向上且头部旋转电机25的上端安装有齿轮座251,齿轮座251内设有有一对互相啮合的大齿轮252和小齿轮253，所述头部旋转电机25的输出轴连接小齿轮253，大齿轮252的上侧安装有齿轮盖254，齿轮盖254与齿轮座251固定连接构成齿轮盒壳体，所述大齿轮252传动连接一颈部26，所述颈部26上端设有一转架261，所述转架261与头部1固定连接，头部旋转电机25能够驱动头部在水平面内发生360度旋转；

所述下体24的出音孔内侧通过喇叭盖242和喇叭座241固定有一对喇叭240，所述主体内2设有下位机PCB板28；前主体21的条形透明罩211内侧设有两个第一红外避障传感器270，后主体22的条形透明罩211内侧设有两个第二红外避障传感器271，第一、第二红外避障传感器(270、271)均通过固定座272进行固定；

所述手部3包括左手31和右手32，所述左手31和右手32均包括从内到外依次固定连接的侧支架313、侧底板312和侧面板311，所述侧支架313一端固定连接在主体部2上，另一端与侧底板312固定连接，左手的侧底板312和侧面板311之间设有第三红外避障传感器314，右手32的侧底板和侧面板之间设有第四红外避障传感器(图中未示出)；

所述脚部4包括左脚41和右脚42，所述左脚41和右脚42均包括脚上盖412和脚下座411，所述左脚41和右脚42内均设有电池组413以及与电池组413连接的脚部电机414，脚下座411设有一主动轮415及两个从动轮(416，416’)，脚部电机414的输出轴传动连接主动轮415；当两个脚部电机414同步驱动两个主动轮415时，即可实现机器人发生前进或后退等直线运动；当两个脚部电机414不同步驱动时，即可实现机器人身体的旋转。

所述左脚41前端、后端和左端分别设有第五、第六和第七红外避障传感器(417、417’、417”)，所述右脚42前端、后端和右端分别设有第八、第九和第十红外避障传感器(418、418’、418”)，通过上述的红外避障传感器，可以实现机器人在行进过程中能够自动侦测并避开障碍物。

其中，机器人头部设有三个电容触摸传感器、左脚和右脚均设有的两个电容触摸传感器，每个电容触摸传感器均与MCU主控模块连接，当人手触摸机器人身上设有电容触摸传感器的部位时，能够引发机器人作出相应的反应，增加了机器人娱乐性和生动性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种陪护机器人，其特征在于，包括头部、主体部、手部和脚部，所述头部包括从前到后依次固定连接的前面板、中间座和后盖，所述前面板上设有液晶显示器的显示窗口，显示窗口内设有液晶显示器，头部内设有用于人机交互和液晶显示输出的上位机PCB板；

所述主体部包括由肩部、前主体、后主体和下体围成的机器人躯干壳体，所述前主体和后主体上均设有条形窗口和安装在条形窗口上的条形透明罩，前主体和后主体的外侧还套装有皮肤层，所述肩部中心设有用于连接头部的通孔，所述下体设有密集分布的出音孔，下体的出音孔内侧设有一对喇叭；所述主体部设有头部旋转电机，头部旋转电机的输出轴向上并连接一齿轮盒,齿轮盒传动连接位于其上侧的颈部，颈部穿过肩部的通孔与头部固定连接；头部旋转电机能够驱动头部在水平面内发生360度旋转；

所述手部包括左手和右手，左手和右手均包括从内到外依次固定连接的侧支架、侧底板和侧面板，所述侧支架一端固定连接至主体部，另一端与侧底板固定连接；

所述脚部包括左脚和右脚，左脚和右脚均包括脚上盖和脚下座，所述左脚和右脚内均设有电池组以及与电池组连接的脚部电机，每个脚下座均设有一主动轮及两个从动轮，脚部电机的输出轴传动连接主动轮进而带动整个机器人在地面上移动和旋转；

所述机器人全身设有多个红外避障传感器和多个电容触摸传感器；

主体部还设有用于采集上述各种传感器数据并进行处理的下位机PCB板，下位机PCB板与上位机PCB板进行通信，上位机PCB板下达各种执行指令给下位机PCB板，下位机PCB板驱动一个头部旋转电机、两个脚部电机的执行。

2.根据权利要求1所述的陪护机器人，其特征在于，上位机PCB板设有主处理模块以及连接主处理模块的第一通信模块、云端模块、显示模块、语音模块和摄像模块。

3.根据权利要求2所述的陪护机器人，其特征在于，下位机PCB板上设有MCU主控模块以及与MCU主控模块连接的第二通信模块、电源模块、LED提示模块和电机驱动模块,其中第二通信模块和第一通信模块连接进行通信，电机驱动模块与头部旋转电机、脚部电机连接，所述多个红外避障传感器和多个电容触摸传感器均与MCU主控模块连接，电源模块对下位机PCB板进行供电。

4.根据权利要求2所述的陪护机器人，其特征在于，所述头部还设有摄像头，所述前面板上、位于显示窗口上侧设有摄像头的取景窗口，所述摄像头与上位机PCB板的摄像模块连接。

5.根据权利要求3所述的陪护机器人，其特征在于，所述多个红外避障传感器包括设置在前主体条形透明罩内侧的两个第一红外避障传感器、设置在后主体条形透明罩内侧的两个第二红外避障传感器、设置在左手的第三红外避障传感器、设置在右手的第四红外避障传感器、设置在左脚前端、后端和左端的第五、第六和第七红外避障传感器，设置在右脚前端、后端和右端的第八、第九和第十红外避障传感器，每个红外避障传感器包括红外线发射管、接收管和比较器电路，每个红外避障传感器均与MCU主控模块连接。

6.根据权利要求3所述的陪护机器人，其特征在于，所述多个电容触摸传感器包括设置在头部的三个电容触摸传感器、以及左脚和右脚均设有的两个电容触摸传感器，每个电容触摸传感器均与MCU主控模块连接。

7.根据权利要求3所述的陪护机器人，其特征在于，所述头部的左右两侧设有一对旋扭，所述一对旋扭连接一对电位器，所述一对电位器电连接在上位机PCB板,用于调节多个红外避障传感器的检测距离。

8.根据权利要求3所述的陪护机器人，其特征在于，所述头部设有投影光机和投影模块，所述投影模块与上位机PCB板的显示模块连接。

9.根据权利要求3所述的陪护机器人，其特征在于，所述脚部电机均为线性直流电机，所述头部旋转电机为伺服电机。

10.根据权利要求2所述的陪护机器人，其特征在于，所述上位机PCB板为安装有android操作系统的平板电脑主板。