CN108161953A - 一种智能机器人头部系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能机器人头部系统，包括：结构单元，包括壳体、设置在壳体上的耳朵、眼睛、嘴巴以及设置在壳体内的传动机构；以及控制单元，包括单片机、保护模块、电源、通信模块、智能深度学习模块、驱动模块、驱动电机、存储模块、接收模块、视觉采集模块、语音采集模块、语音输出模块以及显示屏，该头部系统综合实现了机器人头部的智能深度学习功能、远程监护功能、特征识别功能、情感分析功能、语言识别与输出功能、通信功能、物联网功能、数据共享功能、数据存储功能，实现了高智能化、高性能化、高灵活性、高稳定性、高可靠性，适用于智能机器人。

Description

一种智能机器人头部系统

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种智能机器人头部系统。

背景技术

随着机器人技术的不断发展进步，越来越多的智能机器人被应用于人们的日常生活之中。智能机器人已经可以实现较多的操作功能，其中，大部分核心功能都需要机器人头部来实现，因此头部系统的设计是智能机器人设计的关键技术。

在现有的技术中，智能机器人头部系统仅仅能实现简单的语音输出、视觉和语言采集功能，不具有智能深度学习功能、动作特征识别功能、情感分析功能、远程监护功能、通信功能、物联网功能、数据共享功能、数据存储功能等，不仅智能化低、性能低，而且灵活性差，稳定性低，可靠性低。

然而，随着社会的进步和发展，随着机器人工作环境的复杂化，随着人们日益增长的对美好生活的追求，高智能化、高性能化、高灵活性、高稳定性、高可靠性的智能机器人头部系统正被迫切的需求。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种高智能化、高性能化、高灵活性、高稳定性、高可靠性的智能机器人头部系统。

本发明提供了一种智能机器人头部系统，具有这样的特征，包括：结构单元，包括壳体、设置在壳体上的耳朵、眼睛、嘴巴以及设置在壳体内的传动机构；以及控制单元，包括单片机、保护模块、电源、通信模块、智能深度学习模块、驱动模块、驱动电机、存储模块、接收模块、视觉采集模块、语音采集模块、语音输出模块以及显示屏，其中，单片机分别与保护模块、通信模块、智能深度学习模块、驱动模块、存储模块、接收模块、语音输出模块以及显示屏电路连接，电源分别与保护模块、驱动模块、语音输出模块以及显示屏相连接来供电，接收模块分别与视觉采集模块、语音采集模块通信连接，传动机构的输入端与驱动电机连接，输出端分别与耳朵以及嘴巴相连接，传动机构为齿轮传动、带传动、绳传动、蜗轮蜗杆传动、液压传动以及气压传动中的一至多种。

在本发明提供的智能机器人头部系统中，还可以具有这样的特征：其中，耳朵的数量是两个，分别对称设置在壳体的两侧，每个耳朵通过具有一个转动自由度的关节与壳体可动的连接。

在本发明提供的智能机器人头部系统中，还可以具有这样的特征：其中，嘴巴有上、下两个嘴唇，该上、下两个嘴唇均通过一个具有一个转动自由度的关节与壳体连接且能够绕壳体运动。

在本发明提供的智能机器人头部系统中，还可以具有这样的特征：其中，驱动电机的输入端与驱动模块的输出端连接，驱动电机的输出端与传动机构的输入端相连，传动机构在驱动电机的带动下控制耳朵和嘴巴的动作。

在本发明提供的智能机器人头部系统中，还可以具有这样的特征：其中，通信模块为有线数据通信、WiFi通信以及蓝牙通信中的一至多种。

在本发明提供的智能机器人头部系统中，还可以具有这样的特征：其中，眼睛与壳体连接且设置在壳体的外侧。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的智能机器人头部系统，因为具有结构单元以及控制单元，所以，本发明的智能机器人头部系统综合实现了机器人头部的智能深度学习功能、远程监护功能、特征识别功能、情感分析功能、语言识别与输出功能、通信功能、物联网功能、数据共享功能、数据存储功能，进一步实现了高智能化、高性能化、高灵活性、高稳定性、高可靠性，适用于智能机器人。满足了机器人工作环境的复杂化和社会进步发展的智能化需求，同时也满足了人们日益增长的对美好生活的追求。

附图说明

图1是本发明的实施例中智能机器人头部系统的控制单元的示意图；以及

图2是本发明的实施例中智能机器人头部系统的结构单元的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明智能机器人头部系统作具体阐述。

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、原理、控制方法、技术效果等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本发明的实施例中智能机器人头部系统的控制单元的示意图；图2是本发明的实施例中智能机器人头部系统的结构单元的示意图。

如图1、2所示，智能机器人头部系统包括结构单元和控制单元，结构单元包括壳体14、耳朵15、眼睛17、嘴巴16和传动机构18；控制单元包括单片机1、保护模块6、电源9、通信模块2、智能深度学习模块12、驱动模块4、驱动电机8、存储模块3、接收模块5、视觉采集模块11、语音采集模块10、语音输出模块13、显示屏7。

单片机1分别与保护模块6、通信模块2、智能深度学习模块12、驱动模块4、存储模块3、接收模块5、语音输出模块13以及显示屏7电路连接。电路连接可以为有线电路连接或无线电路连接。

电源9分别与保护模块6、驱动模块4、语音输出模块13以及显示屏7相连接来向保护模块6、驱动模块4、语音输出模块13以及显示屏7进行供电。

接收模块5分别与视觉采集模块11与语音采集模块10通信连接来接收视觉采集模块11与语音采集模块10采集的视觉信号以及语音信号。

传动机构18为齿轮传动、带传动、绳传动、蜗轮蜗杆传动、液压传动以及气压传动中的一至多种。

本实施例中，耳朵15的数量是两个，并对称地布置在壳体14的两侧，每个耳朵15通过具有一个转动自由度的关节与壳体14可动的连接，眼睛17与壳体14相连接且设置在壳体14的外侧。

本实施例中，嘴巴16有上、下两个嘴唇，嘴巴16的上、下两个嘴唇均通过一个具有一个转动自由度的关节与壳体14连接且能够绕壳体14运动。

本实施例中，通信模块2为有线数据通信、WiFi通信以及蓝牙通信中的一至多种。

本实施例中，驱动电机8的输入端与驱动模块4的输出端连接，驱动电机8的输出端与传动机构18的输入端相连，传动机构18的输出端分别与耳朵15以及嘴巴16相连接，用于控制耳朵15和嘴巴16的动作。

本实施例中，保护模快6可以是熔断器、保险丝。

本实施例中，显示屏7布置在眼睛17位置，用来实时显示机器人的喜、怒、哀、乐等心情状态。

本实施例中，智能深度学习模块12包括自然语言信息识别模块、语言情感信息识别模块、人脸特征识别模块、动作特征识别模块，通过单片机1作用于内部数据的优化，进而实现机器人语音识别、情感分析、人脸和动作特征识别等的深度学习功能。

本实施例中，视觉采集模块11包括特征提取摄像头，语音采集模块10包括扬声器、语音信息提取模块，语音输出模块13包括喇叭、音响，视觉采集模块11设置在眼睛17上，语音采集模块10设置在耳朵15上，语音输出模块13设置在嘴巴16上。

本实施例中，单片机1可以将数据可以通过通信模块2实时共享到云端数据库，实现物联网、数据共享功能。

本发明的智能机器人头部系统的工作过程如下：

智能机器人头部系统上电工作时，操作人员完成身份确认后，当操作人员说：“我好渴，想喝水”，语音采集模块10会对这句话进行语音信息提取，并将数据传入单片机1，单片机1通过智能深度学习模块12完成自然语言信息识别、语言情感信息识别，并将数据反馈回单片机1；视觉采集模块11会对操作人员进行特征提取，并将数据传入单片机1，单片机1通过智能深度学习模块12完成人脸特征识别、动作特征识别，并将数据反馈回单片机1；单片机1再将智能深度学习模块12反馈回的数据一方面输出给语音输出模块13、显示屏7、驱动模块4完成外部输出，另一方面还会将数据通过通信模块2共享到云端数据库，实现智能深度学习功能、特征识别功能、情感分析功能、语言识别与输出功能、通信功能、物联网功能、数据共享功能，同时也会将数据存储到存储模块3方便后期数据查询和调用，实现数据存储功能。

本发明的智能机器人头部系统实现远程监护功能的过程如下：

智能机器人头部系统上电工作时，远程操作人员完成身份确认后，远程操作人员使用APP通过协议建立好与该智能机器人头部系统的通信协议后，然后选择远程监护功能，此时该智能机器人头部系统就可以被远程控制。远程操作人员可以通过APP查看视觉采集模块11看到的视觉信息、语音采集模块10的语音信息，也可以通过该智能机器人头部系统进行远程操控、沟通交流，进而实现了远程监护功能。

实施例的作用与效果

根据上述实施例中的智能机器人头部系统，包括结构单元和控制单元，综合实现了机器人头部的智能深度学习功能、远程监护功能、特征识别功能、情感分析功能、语言识别与输出功能、通信功能、物联网功能、数据共享功能、数据存储功能，进一步实现了高智能化、高性能化、高灵活性、高稳定性、高可靠性，适用于智能机器人。满足了机器人工作环境的复杂化和社会进步发展的智能化需求，同时也满足了人们日益增长的对美好生活的追求。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能机器人头部系统，其特征在于，包括：

结构单元，包括壳体、设置在所述壳体上的耳朵、眼睛、嘴巴以及设置在所述壳体内的传动机构；以及

控制单元，包括单片机、保护模块、电源、通信模块、智能深度学习模块、驱动模块、驱动电机、存储模块、接收模块、视觉采集模块、语音采集模块、语音输出模块以及显示屏，

其中，所述单片机分别与所述保护模块、所述通信模块、所述智能深度学习模块、所述驱动模块、所述存储模块、所述接收模块、所述语音输出模块以及所述显示屏电路连接，

所述电源分别与所述保护模块、所述驱动模块、所述语音输出模块以及所述显示屏相连接来供电，

所述接收模块分别与所述视觉采集模块、所述语音采集模块通信连接，

所述传动机构的输入端与所述驱动电机连接，输出端分别与所述耳朵以及嘴巴相连接，所述传动机构为齿轮传动、带传动、绳传动、蜗轮蜗杆传动、液压传动以及气压传动中的一至多种。

2.根据权利要求1所述的智能机器人头部系统，其特征在于：

其中，所述耳朵的数量是两个，分别对称设置在所述壳体的两侧，

每个所述耳朵通过具有一个转动自由度的关节与所述壳体可动的连接。

3.根据权利要求1所述的智能机器人头部系统，其特征在于：

其中，所述嘴巴有上、下两个嘴唇，该上、下两个嘴唇均通过一个具有一个转动自由度的关节与所述壳体连接且能够绕所述壳体运动。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的智能机器人头部系统，其特征在于：

其中，所述驱动电机的输入端与所述驱动模块的输出端连接，

所述驱动电机的输出端与所述传动机构的输入端相连，

所述传动机构在所述驱动电机的带动下控制所述耳朵和所述嘴巴的动作。

5.根据权利要求1所述的智能机器人头部系统，其特征在于：

其中，所述通信模块为有线数据通信、WiFi通信以及蓝牙通信中的一至多种。

6.根据权利要求1所述的智能机器人头部系统，其特征在于：

其中，所述眼睛与所述壳体连接且设置在所述壳体的外侧。