CN106217394A - 一种陪伴机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陪伴机器人，属于机器人领域，腿包括与上身连接的上腿及通过可伸缩的液压杆或可伸缩的电动杆与上腿连接的下腿，下腿的底部设有行走机构，脚板固定安装在下腿的下部；下腿的上部小于下部，内部为空腔结构，空腔内设有蓄电池及与蓄电池连接的驱动电机，驱动电机通过传动装置分别与轮式行走机构及履带式行走机构连接；手臂为抓持式手臂；头内设有音频播放设备及音频识别设备，上身或头上设有物体识别模块。本发明提供一种能够照顾小孩、大人及不能自理或自理能力较弱的人的陪伴机器人，能够催眠、能够与被照顾的人聊天，能够为被照顾的人盖被子，避免着凉，能够使得被照顾的人。

Description

一种陪伴机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种陪伴机器人。

背景技术

科技发展的今天，机器人的发展也非常迅速，特别是在一些高科技设备的生产方面，大多数的岗位，机器人已经替代人，成为更加不易出错，工作效率更高，不会厌烦的得力工作者，能够为生产减少成本，应用前景非常广泛。

但是现有的机器人应用于家庭中还比较少。在小孩或不能够自理或自理能力较弱的人，在晚上睡觉时，铺盖经常会掉落到地上，从而容易导致感冒，不能够足够好照顾好小孩或不能够自理或自理能力较弱的人。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的技术目的在于提供一种能够照顾小孩、大人及不能自理或自理能力较弱的人的陪伴机器人，这种陪伴机器人能够催眠、能够与被照顾的人聊天，能够为被照顾的人盖被子，避免着凉，能够使得被照顾的人；能够安静地在室内行走，并且还能够适应大多数户外路面的机器人。

本发明通过以下技术方案实现：

一种陪伴机器人，包括：上身、腿、手臂及头，上身的下部设有两条腿，上身与两条腿转动连接，上身的上部两侧设有两条手臂，上身的顶部设有头；腿包括与上身连接的上腿及通过可伸缩的液压杆或可伸缩的电动杆与上腿连接的下腿，下腿的底部设有行走机构，所述行走机构包括设于脚板底部的轮式行走机构及履带式行走机构，脚板固定安装在下腿的下部；下腿的上部小于下部，内部为空腔结构，空腔内设有蓄电池及与蓄电池连接的驱动电机，驱动电机通过传动装置分别与轮式行走机构及履带式行走机构连接；手臂为抓持式手臂；头内设有音频播放设备及音频识别设备，上身或头上设有物体识别模块。

上述技术方案中，这种机器人的轮式行走机构能够在家中安静地行走，减少噪音或没有噪音的发出，而在户外的时候，可以通过履带式行走机构来适应户外的各种地形，提高机器人的通过性，由于履带的在转弯时的转动方式，机器人用履带在室内转动的话，很可能发出声音，并且与底面存在相对滑动，可能会刮花地板，导致不适用的情况出现；通过在机器人的吓退设有蓄电池，能够降低机器人的重心，在头内设有的频播放设备及音频识别设备能够模仿人发出的声音与接收外界声音的情况，设有的物体识别模块能够识别被照顾的人及周围的物体。

进一步地，手臂包括通过转动机构依次连接的第一手臂、第二手臂及抓持掌，转动机构包括第一伺服电机及第二伺服电机，第二伺服电机垂直安装在第一伺服电机上。

上述技术方案中，通过多段手臂及手臂间通过互相垂直的伺服电机来连接，从而使得相邻间的手臂的转动范围更大，并且伺服电机的转动精确性高，能够提高手臂的动作精确性与手臂到达的范围。

进一步地，上身、腿、手臂及头的外部设有仿肤硅橡胶，上身或手臂或头的仿肤硅橡胶下设有加温控温装置。

上述技术方案中，通过设有的仿肤硅橡胶能够模仿人的皮肤还有皮肤的温度，能够在冬季，小孩与机器人玩耍时接触时，能够更加喜爱，能够将机器人当成朋友。

进一步地，脚板底部的履带式行走机构设于轮式行走机构的外侧，轮式行走机构及履带式行走机构的安装架通过电动伸缩装置安装在的内腔中。

上述技术方案中，通过将履带式行走机构设于轮式行走机构的外侧，并且是伸缩式安装，当需要履带式行走机构工作时，履带式行走机构伸出，轮式行走机构收回，反之，则轮式行走机构伸出，履带式行走机构收回，切换行走机构非常方便，快速，切换时，另一行走机构伸出后，正在工作的行走机构才缩回。

进一步地，轮式行走机构及履带式行走机构的行走轮外设有减震防滑橡胶，能够使得机器人行走更加稳当。

进一步地，手臂的抓持掌为人形手掌或由两个以上活动部件组成的抓持手掌。

进一步地，音频播放设备、音频识别设备、物体识别模块、加温控温装置、手臂、腿分别与处理器连接，MCU连有温度传感器与报警器，家中的电视、冰箱、电灯开关上分别设有识别标记，储存器内存有室内的三维空间坐标系；MCU连有定位与导航装置。

上述技术方案中，通过三维空间坐标系能够准确地让机器人行走到目标位置，并且通过物体识别模块能够准确识别家中的电视、冰箱、电灯开关，通过设有的标记进行核对，可靠性大大提高，通过这种系统能够控制机器人打开电视、在冰箱中取东西，控制电灯的开关等动作。

进一步地，物体识别模块至少包括人体识别模块、被子识别模块、电视识别模块、冰箱识别模块及电灯开关识别模块。

陪伴机器人的控制方法，处理器连有存储装置,存储装置内存储有故事信息、百科信息及音乐，处理器包括语音聊天模块；需要照顾的人躺在床上时准备入睡时，躺在床上的人如果说话，音频识别设备识别到说话内容，处理器控制语音聊天模块与人进行聊天，聊天时间没超过设定的间隔时间后，处理器控制音频播放设备提醒人需要赶快休息，并发出“早睡早起身体好”的内容，处理器内设有故事、音乐及百科的选择催眠模式供被照顾的人选择；

当被照顾人说关灯时或检测到被照顾人闭眼时，机器人通过物体识别模块及电灯开关上的标记识别房间中的电灯开关并关闭，并记忆被照顾人睡眠时被子盖在身体上的位置，当被照顾人所盖的被子离开被照顾人睡眠时盖在身体上的位置设定的距离时，物体识别模块识别被子的上沿，处理器控制机器人的手臂移动到被子的上沿，将被子盖回到原来的位置，避免着凉或感冒；

或当被照顾人说关灯时或检测到被照顾人闭眼时，机器人通过物体识别模块及电灯开关上的标记识别房间中的电灯开关并关闭，在被子上设有位置标记，位置标记可以是信号发射装置，通过标记来记忆被照顾人睡眠时被子盖在身体上的位置，当被照顾人所盖的被子离开被照顾人睡眠时盖在身体上的位置设定的距离时，物体识别模块通过标记识别被子的上沿，处理器控制机器人的手臂移动到被子的上沿，将被子盖回到原来的位置，避免着凉或感冒；

MCU控制音频播放设备播放设定好的声音在设定好的时间来提醒被照顾人起床，被照顾的人可通过语音控制机器人开灯，更换歌曲。

本发明的有益效果是:

1、这种陪伴机器人不但能够让需要被照顾的人能够安稳入睡，能够快速入睡，还能够为被照顾的人开灯、关灯，能够提醒被照顾的人睡觉，能够为被照顾的人开灯及关灯，从而方便了被照顾的人，在被照顾的人睡着后，还能够为被照顾的人盖被子，将被子盖得合适，能够尽可能防止被照顾的人感冒，特别是小孩，具有很大的实用价值，能够解决父母非常担心的问题，能够守在小孩的身边，能够使得小孩安稳入睡；这种机器人还能够在室外行走，并且具有非常可靠的行走能力，使得其能够在室外也能够陪伴被照顾的人；MCU连有的定位与导航装置能够使得被照顾的人在室外行走时，避免走丢，通过机器人能够回家。

附图说明

图1是陪伴机器人的结构示意图。

图中标记：1为上身、2为腿、21为上腿、22为下腿、23为腿板、3为手臂、30为第一手臂、31为第二手臂、32为抓持掌、4为头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1的陪睡机器人，包括上身1、腿2、上腿21、下腿22、腿板23、手臂3、第一手臂30、第二手臂31、抓持掌32及头4，上身1的下部设有两条腿2，上身1与两条腿2转动连接，上身1的上部两侧设有两条手臂3，上身1的顶部设有头；腿2包括与上身连接的上腿21及通过可伸缩的液压杆或可伸缩的电动杆与上腿21连接的下腿22，下腿22的底部设有行走机构，所述行走机构包括设于脚板23底部的轮式行走机构及履带式行走机构，脚板23固定安装在下腿22的下部；下腿22的上部小于下部，内部为空腔结构，空腔内设有蓄电池及与蓄电池连接的驱动电机，驱动电机通过传动装置分别与轮式行走机构及履带式行走机构连接；手臂3为抓持式手臂；头4内设有音频播放设备及音频识别设备，上身1或头4上设有物体识别模块，最好设于上身上，设置范围更宽。

手臂3包括通过转动机构依次连接的第一手臂30、第二手臂31及抓持掌32，转动机构包括第一伺服电机及第二伺服电机，第二伺服电机垂直安装在第一伺服电机上。

上身1、腿2、手臂3及头4的外部设有仿肤硅橡胶，上身1或手臂3或头4的仿肤硅橡胶下设有加温控温装置，若不怎么在乎成本可在上身1及手臂3及头4的仿肤硅橡胶下均设有加温控温装置。

脚板23底部的履带式行走机构设于轮式行走机构的外侧，履带式行走机构与轮式行走机构均对称设置，轮式行走机构及履带式行走机构的安装架通过电动伸缩装置安装在的内腔中。

轮式行走机构及履带式行走机构的行走轮外设有减震防滑橡胶。

手臂3的抓持掌32为人形手掌或由两个以上活动部件组成的抓持手掌，最好设为具有各种传感器的人形手掌，能够更加方便更加可靠地做与人相近的事，比如拿取物品。

音频播放设备、音频识别设备、物体识别模块、加温控温装置、手臂3、腿2分别与处理器连接，MCU连有温度传感器与报警器，家中的电视、冰箱、电灯开关上分别设有识别标记，储存器内存有室内的三维空间坐标系；MCU连有定位与导航装置。

物体识别模块至少包括人体识别模块、被子识别模块、电视识别模块、冰箱识别模块及电灯开关识别模块。

本发明的陪睡机器人的控制方法，处理器连有存储装置,存储装置内存储有故事信息、百科信息及音乐，处理器包括语音聊天模块；需要照顾的人躺在床上时准备入睡时，躺在床上的人如果说话，音频识别设备识别到说话内容，处理器控制语音聊天模块与人进行聊天，聊天时间没超过设定的间隔时间后，处理器控制音频播放设备提醒人需要赶快休息，并发出“早睡早起身体好”的内容，处理器内设有故事、音乐及百科的选择催眠模式供被照顾的人选择；

当被照顾人说关灯时或检测到被照顾人闭眼时，机器人通过物体识别模块及电灯开关上的标记识别房间中的电灯开关并关闭，并记忆被照顾人睡眠时被子盖在身体上的位置，当被照顾人所盖的被子离开被照顾人睡眠时盖在身体上的位置设定的距离时, 设定距离可为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm或40cm，设定的距离可根据人体的大小调整，对于小孩而言，最好设为10cm，物体识别模块识别被子的上沿，处理器控制机器人的手臂移动到被子的上沿，将被子盖回到原来的位置，避免着凉或感冒；

或当被照顾人说关灯时或检测到被照顾人闭眼时，机器人通过物体识别模块及电灯开关上的标记识别房间中的电灯开关并关闭，在被子上设有位置标记，位置标记可以是信号发射装置，通过标记来记忆被照顾人睡眠时被子盖在身体上的位置，当被照顾人所盖的被子离开被照顾人睡眠时盖在身体上的位置设定的距离时，物体识别模块通过标记识别被子的上沿，处理器控制机器人的手臂移动到被子的上沿，将被子盖回到原来的位置，避免着凉或感冒；通过设有的温度传感器，温度传感器可为红外温度传感器，能够检测被照顾者的体温是否合适，若被照顾着的体温过高，处理器控制报警器发出警报。

处理器控制音频播放设备播放设定好的声音在设定好的时间来提醒被照顾人起床，被照顾的人可通过语音控制机器人开灯，更换歌曲。

通过本发明的机器人能够好地照顾需要照顾的人，特别是小孩，同时也能够使得机器人的拥有者能够更加方便、更加贴心地生活。

Claims (9)

1.一种陪伴机器人，其特征在于，包括：上身（1）、腿（2）、手臂（3）及头（4），上身（1）的下部设有两条腿（2），上身（1）与两条腿（2）转动连接，上身（1）的上部两侧设有两条手臂（3），上身（1）的顶部设有头；腿（2）包括与上身连接的上腿（21）及通过可伸缩的液压杆或可伸缩的电动杆与上腿（21）连接的下腿（22），下腿（22）的底部设有行走机构，所述行走机构包括设于脚板（23）底部的轮式行走机构及履带式行走机构，脚板（23）固定安装在下腿（22）的下部；下腿（22）的上部小于下部，内部为空腔结构，空腔内设有蓄电池及与蓄电池连接的驱动电机，驱动电机通过传动装置分别与轮式行走机构及履带式行走机构连接；手臂（3）为抓持式手臂；头（4）内设有音频播放设备及音频识别设备，上身（1）或头（4）上设有物体识别模块。

2.根据权利要求1所述的陪伴机器人，其特征在于，手臂（3）包括通过转动机构依次连接的第一手臂（30）、第二手臂（31）及抓持掌（32），转动机构包括第一伺服电机及第二伺服电机，第二伺服电机垂直安装在第一伺服电机上。

3.根据权利要求1所述的陪伴机器人，其特征在于，上身（1）、腿（2）、手臂（3）及头（4）的外部设有仿肤硅橡胶，上身（1）或手臂（3）或头（4）的仿肤硅橡胶下设有加温控温装置。

4.根据权利要求1所述的陪伴机器人，其特征在于，脚板（23）底部的履带式行走机构设于轮式行走机构的外侧，轮式行走机构及履带式行走机构的安装架通过电动伸缩装置安装在的内腔中。

5.根据权利要求1所述的陪伴机器人，其特征在于，轮式行走机构及履带式行走机构的行走轮外设有减震防滑橡胶。

6.根据权利要求2所述的陪伴机器人，其特征在于，手臂（3）的抓持掌（32）为人形手掌或由两个以上活动部件组成的抓持手掌。

7.根据权利要求1-6之一所述的陪伴机器人，其特征在于，音频播放设备、音频识别设备、物体识别模块、加温控温装置、手臂（3）、腿（2）分别与处理器连接，MCU连有温度传感器与报警器，家中的电视、冰箱、电灯开关上分别设有识别标记，储存器内存有室内的三维空间坐标系；MCU连有定位与导航装置。

8.根据权利要求7所述的陪伴机器人，其特征在于，物体识别模块至少包括人体识别模块、被子识别模块、电视识别模块、冰箱识别模块及电灯开关识别模块。

9.根据权利要求7或8所述的陪伴机器人的控制方法，其特征在于，处理器连有存储装置,存储装置内存储有故事信息、百科信息及音乐，处理器包括语音聊天模块；需要照顾的人躺在床上时准备入睡时，躺在床上的人如果说话，音频识别设备识别到说话内容，处理器控制语音聊天模块与人进行聊天，聊天时间没超过设定的间隔时间后，处理器控制音频播放设备提醒人需要赶快休息，并发出“早睡早起身体好”的内容，处理器内设有故事、音乐及百科的选择催眠模式供被照顾的人选择；

当被照顾人说关灯时或检测到被照顾人闭眼时，机器人通过物体识别模块及电灯开关上的标记识别房间中的电灯开关并关闭，并记忆被照顾人睡眠时被子盖在身体上的位置，当被照顾人所盖的被子离开被照顾人睡眠时盖在身体上的位置设定的距离时，物体识别模块识别被子的上沿，处理器控制机器人的手臂移动到被子的上沿，将被子盖回到原来的位置，避免着凉或感冒；

或当被照顾人说关灯时或检测到被照顾人闭眼时，机器人通过物体识别模块及电灯开关上的标记识别房间中的电灯开关并关闭，在被子上设有位置标记，通过标记来记忆被照顾人睡眠时被子盖在身体上的位置，当被照顾人所盖的被子离开被照顾人睡眠时盖在身体上的位置设定的距离时，物体识别模块通过标记识别被子的上沿，处理器控制机器人的手臂移动到被子的上沿，将被子盖回到原来的位置，避免着凉或感冒；

MCU控制音频播放设备播放设定好的声音在设定好的时间来提醒被照顾人起床，被照顾的人可通过语音控制机器人开灯，更换歌曲。