CN107374843B - 载人智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载人智能机器人，包括主支架、设置于主支架上的控制装置、脚蹬支架、靠背支架及数个车轮；数个所述车轮设置在所述主支架的下方，每个所述车轮与所述主支架之间通过至少三个可伸缩件连接。本发明的载人智能机器人可以自动原地转弯，直至转动至残障人士需要的方向。使残障人士在没有他人的帮助时依然可以完成载人智能机器人的转向，进而减少了残障人士的生活收到的限制。

Description

载人智能机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种载人智能机器人。

背景技术

对于残障人士来说，轮椅是重要的活动工具。但是现有的轮椅转弯时需要残障人士不断调整轮椅的车轮或者轮椅上的把手使轮椅转向，直至轮椅转向完成。在一些空间比较狭小的场所，残障人士又需要完成较大角度的转弯，例如180度转弯时，由于残障人士本身活动就不便，加上空间限制，转弯就会花费更长时间，很不方便，或者这种情况下需要依赖于他人的帮助，残障人士才可以完成。如此就使残障人士的活动环境受到很大限制。

因此，有必要对现有技术中的轮椅进行改进，使其更加智能化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够原地转动从而完成转弯载人智能机器人。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种载人智能机器人，包括主支架、设置于主支架上的控制装置、脚蹬支架、靠背支架及数个车轮；

所述主支架的后部与所述靠背支架的下端连接，所述主支架的前部与所述脚蹬支架连接；

数个所述车轮设置在所述主支架的下方，每个所述车轮与所述主支架之间通过至少三个可伸缩件连接；

每个所述车轮连接有一固定盘，所述固定盘上设置有至少三个第一凸台，且沿所述固定盘周缘分布；

所述主支架上设置有分别与第一凸台对应的第二凸台，每个可伸缩件一端可转动地连接于所述第一凸台上，另一端可转动地连接于所述第二凸台上，且每个所述可伸缩件均与固定盘的垂直方向有一夹角A；

所述控制装置用于控制所述可伸缩件的伸缩。

本发明的载人智能机器人通过在车轮与主支架之间设置了可伸缩件，通过控制各伸缩件的交替伸缩实现车轮的原地转弯，直至转动至残障人士需要的方向。使残障人士在没有他人的帮助时依然可以完成载人智能机器人的转向，进而减少了残障人士的生活受到的限制。

进一步地，所述可伸缩件为六个，所述固定盘上设置有六个第一凸台，且两两一组，三组第一凸台沿所述固定盘周缘均匀分布，所述主支架上对应设置有六个第二凸台，每个可伸缩件一端可转动连接于所述第一凸台上，另一端可转动连接于所述第二凸台上。

进一步地，所述可伸缩件为3个，所述车轮上设置有可转向电机。

进一步地，所述夹角A大于0度小于45度。

进一步地，所述可伸缩件为气弹簧或电动推杆或者气缸。

进一步地，所述脚蹬支架与所述主支架的前部铰接，所述载人智能机器人还包括第一电动推杆，所述第一电动推杆一端铰接于所述主支架，另一端铰接于所述脚蹬支架。

进一步地，所述脚蹬支架包括第一套件、可相对所述第一套件滑动的第一滑动件及第二电动推杆，所述第二电动推杆一端铰接于所述第一套件，另一端铰接于所述第一滑动件。

进一步地，所述靠背支架的下端与所述主支架的后部铰接，所述载人智能机器人包括第三电动推杆，所述第三电动推杆一端铰接于所述主支架，另一端铰接于所述靠背支架。

进一步地，所述载人智能机器人还包括第四电动推杆及设置在所述主支架上的滑动支架，所述第四电动推杆一端与所述主支架铰接，另一端铰接于所述滑动支架，所述第四电动推杆伸缩带动所述滑动支架沿所述主支架滑动。

进一步地，所述主支架上设置有滑轨，所述滑动支架沿所述滑轨设置在所述主支架上。

进一步地，所述载人智能机器人包括扶手，所述扶手包括第一杆部及与所述第一杆部铰接的第二杆部，所述第一杆部的自由端与所述靠背支架铰接，所述第二杆部的自由端与所述主支架铰接。

进一步地，所述载人智能机器人包括用于采集目标物图像信息的摄像模块，设置于所述载人智能机器人上的控制系统根据所述摄像模块采集到的图像信息确定所述载人智能机器人的行进。

进一步地，载人智能机器人上设置有一智能终端及载人智能机器人蓝牙接收模块；

所述智能终端包括用于采集目标物图像信息的摄像模块、能够控制所述载人智能机器人的遥控模块及智能终端蓝牙发送模块；

所述遥控模块根据所述摄像模块采集到的图像信息控制确定所述载人智能机器人的行进指令，并将所述行进指令通过所述移动终端蓝牙发送模块及载人智能机器人蓝牙接收模块传输给设置于所述载人智能机器人上的控制系统。

进一步地，所述载人智能机器人上设置有超声波传感器。

附图说明

图1为本发明实施例一的载人智能机器人立体示意图；

图2为图1所示载人智能机器人另一角度的示意图；

图3为图1所示载人智能机器人另一角度的立体结构示意图；

图4为脚蹬支架结构示意图；

图5为载人智能机器人逆时针转弯时各车轮的受力方向示意图；

图6为载人智能机器人逆时跨过障碍物时各车轮的受力方向示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细举例说明本发明的实施方式，本发明的实施例是为了对本发明进一步解释说明，而非对本发明的保护范围限制。

实施例一

请参阅图1至图3所示，本实施例中的载人智能机器人包括主支架10、设置于主支架10上的控制装置、脚蹬支架11、靠背支架12及数个车轮13；所述主支架10的后部与所述靠背支架12的下端连接，所述主支架10的前部与所述脚蹬支架11连接；数个所述车轮13设置在所述主支架10的下方，每个所述车轮13与所述主支架10之间通过至少三个可伸缩件连接，且每个所述可伸缩件均与固定盘的垂直方向有一夹角A，所述控制装置用于控制各所述可伸缩件的伸缩及车轮的转动。

优选地，在本实施方式中，所述车轮13的个数为四个，每个所述车轮13与所述主支架10之间通过六个可伸缩件连接，分别为第一伸缩件141、第二伸缩件142、第三伸缩件143、第四伸缩件144、第五伸缩件145、第六伸缩件146。四个所述车轮13分别位于所述主支架10的前端和后端，且前端为两个、后端为两个。每个所述车轮13连接有一固定盘131，所述固定盘131上设置有六个第一凸台132，且两两一组，三组所述第一凸台132沿所述固定盘131周缘均匀分布。所述主支架10上对应设置有六个第二凸台101，每个可伸缩件一端可转动连接于所述第一凸台132上，另一端可转动连接于所述第二凸台101上。

在本实施方式中，所述脚蹬支架11铰接于所述主支架10，所述载人智能机器人包括第一电动推杆15，所述第一电动推杆15一端铰接于所述主支架10，另一端铰接于所述脚蹬支架11，当所述第一电动推杆15伸长时，所述脚蹬支架11会以与所述主支架10铰接处为圆心向上转动，直至所述脚蹬支架11与所述主支架10处于同一水平面，此时用户双腿可以水平放置在脚蹬支架11上，缓解长期腿向下放置产生的疲劳。当所述第一电动推杆15缩短时，所述脚蹬支架11会以与所述主支架10铰接处为圆心向下转动，所述脚蹬支架11上设置有用于支撑用户双脚的脚蹬111，当所述脚蹬支架11以与所述主支架10铰接处为圆心向下转动后，脚蹬111用来支撑用户的双脚。

若乘坐载人智能机器人的用户身高比较高时，可能会出现当所述所述脚蹬支架11与所述主支架10处于同一水平面时，所述脚蹬支架11的长度不够支撑用户的情况。为解决这个问题，本实施例中将所述脚蹬支架11设置成长度可以调节的。如图4所示，所述脚蹬支架11包括第一套件112、可相对所述第一套件112滑动的第一滑动件113及第二电动推杆114，所述第二电动推杆114一端铰接于所述第一套件112，另一端铰接于所述第一滑动件113。当所述第二电动推杆114伸长时，所述第一滑动件113相对于所述第一套件112向外滑动，所述脚蹬支架11长度增加，反之当所述第二电动推杆114缩短时，所述第一滑动件113相对于所述第一套件112向内回缩，所述脚蹬支架11长度缩短。这样用户可以根据自己的身高调节所述脚蹬支架11的长度，提高了舒适性。

当所述载人智能机器人需要转向时，现在以其中一个设置于所述主支架10前端左侧部的车轮13为例说明。例如如果所述载人智能机器人需要逆时针转弯，用户可以通过操控所述控制装置使第一伸缩件141、第三伸缩件143及第五伸缩件145伸长，同时控制第二伸缩件142、第四伸缩件144及第六伸缩件146均相应地缩短，此时所述固定盘131在第一伸缩件141、第三伸缩件143及第五伸缩件145伸长时产生的推动力下就会逆时针发生转动，从而带动车轮13也逆时针发生转动。之后所述第一伸缩件141、第三伸缩件143、第五伸缩件145与第二伸缩件142、第四伸缩件144及第六伸缩件146交替伸缩，车轮13发生持续转动，同时用户通过控制装置其他三个车轮13也发生转动，当发生逆时针转动时，四个所述车轮13的分别受力情况如图5所示。从而这个载人智能机器人就会转动，直至所述载人智能机器人转至用户需要的方向。

或者，在其他的实施方式中，每个所述车轮与所述主支架之间也可以通过四个或者五个可伸缩件连接。

需要说明的是本发明中的“前”、“后”、“左”、“右”均是以所述载人智能机器人行驶方向的“前”、“后”、“左”、“右”定义，是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的限制。

本发明的载人智能机器人通过在车轮与主支架之间设置了可伸缩件，通过控制各伸缩件的交替伸缩实现车轮的原地转弯，直至转动至残障人士需要的方向。使残障人士在没有他人的帮助时依然可以完成载人智能机器人的转向，进而减少了残障人士的生活收到的限制。

如果在所述载人智能机器人行进的过程中，遇到了障碍物，所述载人智能机器人还能跨过障碍物。例如当需要跨过障碍物时，仍以其中一个设置于所述主支架10前端左侧部的车轮13为例说明。要跨国障碍物，就要保证左右车轮13之间的间距大于障碍物的尺寸。用户可以通过操控所述控制装置使第三伸缩件143及第四伸缩件144均伸长，从而给所述固定盘131朝向左侧部的力，所述固定盘131受到朝向左侧部的力后会带动车轮13向左侧部移动，与此同时，用户通过操控控制装置使所述主支架10前端右侧部的车轮13朝向右侧部移动，所述主支架10后端左右侧部的车轮分别向左右侧部移动，此时所述每个车轮13的受力情况如图6所示，从而左右车轮13之间的间距就增大，保证载人智能机器人顺利跨过障碍物。

若障碍物过高，用户还可以通过操控所述控制装置使所述伸缩件14均伸长，从而增加所述主支架10的高度，保证顺利通过障碍物。

需要说明的是，在本实施方式中，所述可伸缩件14采用的是气弹簧，在其他实施方式中，也可以采用电动推杆或者气缸，总之只要能具有伸缩功能即可。

另外，用户长时间乘坐所述载人智能机器人后，可能会出现疲惫，为了能使用户得到更好的休息，在本实施例中，所述靠背支架12的下端与所述主支架10的后部采用铰接方式，即所述靠背支架12可以相对于所述主支架10以与主支架10铰接处为圆心向后发生转动，直至转动至与所述主支架10水平位置。进一步地，所述载人智能机器人包括第三电动推杆16，所述第三电动推杆16一端铰接于所述主支架10，另一端铰接于所述靠背支架12，用户通过操控所述第三电动推杆16使所述靠背支架12以与所述主支架10铰接处为圆心发生转动。具体地的，当所述第三电动推杆16伸长时，所述靠背支架12与所述主支架10铰接处为中心向后发生转动，直至转动至与所述主支架10水平位置，当所述第三电动推杆16缩短时，所述靠背支架12与所述主支架10铰接处为中心向前转动，直至转动至使用户依靠舒服的角度。当所述靠背支架12转动至与所述主支架10水平位置时，通过操控所述第一电动推杆15伸长将所述脚蹬支架11调整至与所述主支架10水平，那么靠背支架12、主支架10与所述脚蹬支架11就组成一个水平面，用户可以躺下来缓解久坐之后产生的疲劳。或者当用户在床上躺着，需要移动到所述载人智能机器人上时，将所述靠背支架12、主支架10与所述脚蹬支架11调整至一个水平面并靠床放置，用户只需自己翻身便可以转移到所述载人智能机器人上。

在其中一个实施方式中，所述载人智能机器人还包括设置在所述主支架10上的滑动支架17及第四电动推杆18，所述第四电动推杆18一端与所述主支架10铰接，另一端铰接于所述滑动支架17，所述脚蹬支架11直接与所述滑动支架17的前端铰接，所述靠背支架12的下端直接与所述滑动支架17的后端铰接，所述第四电动推杆18伸缩带动所述滑动支架17沿所述主支架10滑动，同时所述滑动支架17带动与之铰接的靠背支架12及所述脚蹬支架11作为整体滑动。具体地，当所述第四电动推杆18伸长或者缩短时，所述滑动支架17与所述主支架10会发生相对滑动。为了减小所述滑动支架17与所述主支架10相对滑动时的阻力，所述主支架10上设置有滑轨，所述滑动支架17沿所述滑轨设置在所述主支架10上，所述滑动支架17沿所述滑轨相对于所述主支架10滑动。

如图1所示，为了增加所述载人智能机器人的安全性，所述载人智能机器人还设置有扶手19，所述扶手19包括第一杆部191及与所述第一杆部191铰接的第二杆部192，所述第一杆部191的自由端与所述靠背支架12铰接，所述第二杆部192的自由端与所述主支架10铰接。由于均采用铰接，当所述靠背支架12、所述滑动支架17及所述脚蹬支架11均处于水平位置时，所述第一杆部191及所述第二杆部192也会变成一条直线，且紧靠所述靠背支架12及所述滑动支架17，这样就不会影响用户自己从床上翻身转移到所述载人智能机器人上。

实施例二

与实施例一不同之处在于，每个所述车轮与所述主支架之间通过三个可伸缩件连接，所述每个车轮上设置有可转向电机，当用户需要转向时只需启动转向电机，转向电机就会带动车轮原地转向，直至载人智能机器人转动至残障人士需要的方向。

实施例三

与实施例一或者二不同之处在于，本实施例中的载人智能机器人能够自动跟随目标物。具体地，所述载人智能机器人包括用于采集目标物的图像信息的摄像模块，所述摄像模块与设置于所述载人智能机器人内部的控制系统相连接。自动跟随模式启动后，首选由所述摄像模块采集所述目标物的图像信息，并将所述图像信息传输给控制系统，控制系统经过识别分析后确认需要跟踪的目标物。之后摄像模块会一直对所述目标物进行实时摄像。目标物移动时，控制系统会根据摄像模块反馈回来的目标物的实时摄像信息控制载人智能机器人的跟踪路线。例如，当控制系统根据摄像模块反馈回来的图像分析得出目标物越来越小时，就会判断目标物在远离载人智能机器人，控制系统就会控制载人智能机器人前行追随目标物；当控制系统根据摄像模块反馈回来的图像分析得出目标物越来越大时，就会判断目标物已经停止前行，控制系统就会控制载人智能机器人停止追踪或者后退，从而防止撞到目标物；当控制系统根据摄像模块反馈回来的图像分析得出目标物会向左或者向右转弯时，控制系统就会控制载人智能机器人也向左或者向右转弯。

实施例四

与实施例一或者二不同之处在于，本实施例中的载人智能机器人能够自动跟随目标物。具体地，所述载人智能机器人上设置有一移动终端及载人智能机器人蓝牙接收模块，所述移动终端包括用于采集目标物的图像信息的摄像模块、能够控制所述载人智能机器人的遥控模块及移动终端蓝牙发送模块。自动跟随模式启动后，首选由所述摄像模块采集所述目标物的图像信息，并将所述图像信息传输给遥控模块，所述遥控模块经过识别分析后确认需要跟踪的目标物。之后摄像模块会一直对所述目标物进行实时摄像并传输给所述遥控模块。目标物移动时，遥控模块会根据摄像模块反馈回来的目标物的实时摄像信息控制载人智能机器人的跟踪路线。例如，当所述遥控模块根据摄像模块反馈回来的图像分析得出目标物越来越小时，就会判断目标物在远离载人智能机器人，所述遥控模块就会通过所述移动终端蓝牙发送模块向所述载人智能机器人发送前进命令，载人智能机器人蓝牙接收模块接收到前进命令后，设置于载人智能机器人内部的控制系统就会控制载人智能机器人前行追随目标物；当所述遥控模块根据摄像模块反馈回来的图像分析得出目标物越来越大时，就会判断目标物已经停止前行，所述遥控模块就会通过所述移动终端蓝牙发送模块向所述载人智能机器人发送停止前进或者后退命令，载人智能机器人蓝牙接收模块接收到停止前进或者后退命令后，设置于载人智能机器人内部的控制系统就会控制载人智能机器人停止前进或者后退；当所述遥控模块根据摄像模块反馈回来的图像分析得出目标物会向左或者向右转弯时，所述遥控模块就会通过所述移动终端蓝牙发送模块向所述载人智能机器人发送左转或者右转命令，载人智能机器人蓝牙接收模块接收到左转或者右转命令后，设置于载人智能机器人内部的控制系统就会控制载人智能机器人左转或者右转。

实施例五

与实施例一或者实施例二不同之处在于，本实施例中，所述载人智能机器人上还设置有超声波传感器，在所述载人智能机器人行驶的过程中，所述超声波传感器能够时刻检测所述载人智能机器人行驶方向上是否存在障碍物并分析判断所述障碍物距离所述载人智能机器人的距离。所述载人智能机器人会预先设定好一距离阀值，如果超声波距离传感器检测所述障碍物离所述载人智能机器人的距离小于该阀值时，控制系统会控制载人智能机器人停止运行或者改变运行方向。这样可以避免载人智能机器人在行驶的过程中及时避开障碍物，提高了安全性。

当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种载人智能机器人，其特征在于：包括主支架、设置于主支架上的控制装置、脚蹬支架、靠背支架及数个车轮；

所述主支架的后部与所述靠背支架的下端连接，所述主支架的前部与所述脚蹬支架连接；

数个所述车轮设置在所述主支架的下方，每个所述车轮与所述主支架之间通过至少三个可伸缩件连接；

每个所述车轮连接有一固定盘，所述固定盘上设置有至少三个第一凸台，且沿所述固定盘周缘分布；

所述主支架上设置有分别与第一凸台对应的第二凸台，每个可伸缩件一端可转动地连接于所述第一凸台上，另一端可转动地连接于所述第二凸台上，且每个所述可伸缩件均与固定盘的垂直方向有一夹角A；

所述控制装置用于控制所述可伸缩件的伸缩；

所述可伸缩件为六个，所述固定盘上设置有六个第一凸台，且两两一组，三组第一凸台沿所述固定盘周缘均匀分布，所述主支架上对应设置有六个第二凸台，每个可伸缩件一端可转动连接于所述第一凸台上，另一端可转动连接于所述第二凸台上。

2.根据权利要求1所述的载人智能机器人，其特征在于：所述可伸缩件为3个，所述车轮上设置有可转向电机。

3.根据权利要求1所述的载人智能机器人，其特征在于：所述夹角A大于0度小于45度。

4.根据权利要求1所述的载人智能机器人，其特征在于：所述可伸缩件为气弹簧或电动推杆或者气缸。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的智能机器人，其特征在于：所述脚蹬支架与所述主支架的前部铰接，所述载人智能机器人还包括第一电动推杆，所述第一电动推杆一端铰接于所述主支架，另一端铰接于所述脚蹬支架。

6.根据权利要求1所述的载人智能机器人，其特征在于：所述脚蹬支架包括第一套件、可相对所述第一套件滑动的第一滑动件及第二电动推杆，所述第二电动推杆一端铰接于所述第一套件，另一端铰接于所述第一滑动件。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的载人智能机器人，其特征在于：所述靠背支架的下端与所述主支架的后部铰接，所述载人智能机器人包括第三电动推杆，所述第三电动推杆一端铰接于所述主支架，另一端铰接于所述靠背支架。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的智能机器人，其特征在于：所述载人智能机器人还包括第四电动推杆及设置在所述主支架上的滑动支架，所述第四电动推杆一端与所述主支架铰接，另一端铰接于所述滑动支架，所述第四电动推杆伸缩带动所述滑动支架沿所述主支架滑动。

9.根据权利要求8所述的载人智能机器人，其特征在于：所述主支架上设置有滑轨，所述滑动支架沿所述滑轨设置在所述主支架上。

10.根据权利要求8所述的载人智能机器人，其特征在于：所述载人智能机器人包括扶手，所述扶手包括第一杆部及与所述第一杆部铰接的第二杆部，所述第一杆部的自由端与所述靠背支架铰接，所述第二杆部的自由端与所述主支架铰接。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的载人智能机器人，其特征在于：所述载人智能机器人包括用于采集目标物图像信息的摄像模块，设置于所述载人智能机器人上的控制系统根据所述摄像模块采集到的图像信息确定所述载人智能机器人的行进。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的载人智能机器人，其特征在于：载人智能机器人上设置有一智能终端及载人智能机器人蓝牙接收模块；

所述智能终端包括用于采集目标物图像信息的摄像模块、能够控制所述载人智能机器人的遥控模块及智能终端蓝牙发送模块；

所述遥控模块根据所述摄像模块采集到的图像信息控制确定所述载人智能机器人的行进指令，并将所述行进指令通过所述智能终端蓝牙发送模块及载人智能机器人蓝牙接收模块传输给设置于所述载人智能机器人上的控制系统。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的载人智能机器人，其特征在于：所述载人智能机器人上设置有超声波传感器。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的载人智能机器人，其特征在于：所述车轮为双轮辋车轮，所述固定盘固定连接于两轮辋之间。