CN108483156A - 一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，包括按键自动按压模块和控制系统，按键自动按压模块包括自制按键、固定轴和直流电磁铁；自制按键与原有电梯按键一一对应，自制按键的背面与原有电梯按键相接触；每一个所述自制按键的一侧通过轴承连接在固定轴上以实现自制按键绕固定轴转动，每一个自制按键的另一侧背面间隔一距离设置一个直流电磁铁，每一个直流电磁铁与控制系统相连接。本发明可实现非接触式按压电梯楼层按键，在不影响乘客正常使用手动按压电梯楼层按键的前提下，实现机器人自主乘坐电梯完成相应任务并返回；同时，还可帮助无法正常或及时按压电梯按键的乘客更方便有效的使用电梯，以提高电梯服务的人性化、智能化。

Description

一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置

技术领域

本发明涉及机械自动化，特别涉及一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置。

背景技术

20世纪末电梯采用永磁同步曳引机作为动力。大大缩小了机房占地，并且具有能耗低、节能高效、提升速度快等优点，极大地助推了房地产向超高层方向发展。随着人类科技的不断发展，电梯也在进步。目前载人电梯都是微机控制的智能化、自动化设备，不需要专门的人员来操作，普通乘客只需根据自己的需要按下电梯按钮到达自己所要达到的楼层。由此可见，电梯按钮作为一种向导，是不可或缺的。然而现在高楼林立，坐电梯上下楼已成为大多数人生活中必要的组成部分，但对于某些人来说乘坐电梯时按压楼层按键是一件具有挑战性的事，而且随着科学技术的不断发展，送餐、运输、救援等服务机器人逐渐进入人们的日常生活，而乘坐电梯对于机器人来说又是一大难题，这是就需要一种发明来解决这一问题。

专利CN107337035A公开了一种可添附式电梯控制装置及方法，该装置通过物流机器人与电梯进行无线通信，控制其内部的传动结构进行运动定位到所需按压的按键位置，并利用继电器模仿人手按压电梯按键。该装置虽然可以实现物流机器人自主乘坐电梯，但需要专门为机器人安装一个电梯，不能实现人与机器人共享电梯，是对电梯使用的浪费，而且成本很高。

专利CN107285150A公开了一种外置式电梯按键装置及其控制方法，该装置通过主控模块控制触按面板接收触碰动作，再传递给传动机构以触按电梯按键，并由感光元件检测电梯原有按键的灯光变化来控制显示单元，在触按电梯按键结束之后由弹性装置使其恢复原位。该装置不影响人正常使用电梯，但该传动机构由固定部、驱动元件、传动元件和接触面板组成，较为复杂繁琐，增加了装置的负担，降低了可实现性而且弹性装置的选择和安装也是一大问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，本发明可以实现非接触式按压电梯楼层按键，在不影响乘客正常使用手动按压电梯楼层按键的前提下，实现机器人自主乘坐电梯完成相应任务并返回。不仅如此，还可以帮助无法正常或及时按压电梯按键的乘客更方便有效的使用电梯，以提高电梯服务的人性化、智能化。

本发明所采用的技术方案是：一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，包括按键自动按压模块和控制系统，所述按键自动按压模块包括自制按键、固定轴和通电后产生磁力以吸附自制按键的直流电磁铁；所述自制按键与原有电梯按键一一对应，并且，所述自制按键的背面与原有电梯按键相接触；每一个所述自制按键的一侧通过轴承连接在所述固定轴上以实现自制按键绕固定轴转动，所述固定轴外壁与所述轴承内圈之间设置有用于固定自制按键并辅助自制按键转动的轴套；每一个所述自制按键的另一侧背面间隔一距离设置一个所述直流电磁铁，每一个所述直流电磁铁与所述控制系统相连接。

所述控制系统包括无线接收模块和MCU，所述MCU的输入端与所述无线接收模块相连接、输出端通过继电器与每一个所述直流电磁铁、以及电梯开关门键相连接。

所述控制系统还包括语音模块，所述语音模块连接至所述MCU的输入端。

所述自制按键采用具有透光性的单向镜面材料制成，以实现与原有按键指示灯高亮一致。

所述自制按键、固定轴和直流电磁铁固定在底板上，所述底板上、位于自制按键的位置开设有实现自制按键与原有电梯按键相接触的通孔，所述底板通过吸盘固定在原电梯按键界面上。

本发明的有益效果是：

1.本发明由于不需要改造电梯内部结构和控制电路，故几乎可以适用于现有的所有直梯，只需根据不同电梯轿厢内的楼层按键风格设计相应的按键结构，即可顺利安装并使用。

2.本发明不会影响电梯的正常使用，而且增加了非接触式的楼层按压功能，既可以实现机器人自主乘坐电梯，又可以帮助老弱病残等不方便按压楼层按键的人更加方便有效的使用电梯，还可以时时提醒乘客楼层数，避免乘客因没有关注电梯楼层数显示界面而错过自己所选择的楼层。

3.本发明最终成品是一个箱体，可用吸盘固定在轿厢内壁，不用对轿厢进行改造，而且还可以根据电梯轿厢的颜色和风格设计与其相衬的箱体，进而美化电梯轿厢环境。

附图说明

图1：本发明的内部结构图；

图2：本发明最终效果图的上下二等角轴测视图；

图3：本发明的控制流程图；

图4：本发明服务机器人自主乘坐电梯流程图。

附图标注：1、底板；2、自制按键；3、固定轴；4、直流电磁铁；5、吸盘安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1至图3所示，一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，包括按键自动按压模块、控制系统和显示模块。

所述按键自动按压模块包括自制按键2、固定轴3和直流电磁铁4。所述自制按键2与原有电梯按键一一对应，并且，所述自制按键2的背面与原有电梯按键相接触。每一个所述自制按键2的一侧通过微型轴承连接在所述固定轴3上，以实现自制按键2几乎零摩擦绕固定轴3转动，所述固定轴3外壁与所述轴承内圈之间设置有轴套，所述轴套用于固定自制按键2并辅助自制按键2转动；每一个所述自制按键2的另一侧背面间隔一距离设置一个所述直流电磁铁4。每一个所述直流电磁铁4与所述控制系统相连接，所述直流电磁铁4通电之后产生磁力，用来吸附自制按键2。所述自制按键2、固定轴3和直流电磁铁4固定在底板1上，所述底板1上、位于自制按键2的位置开设有实现自制按键2与原有电梯按键相接触的通孔，所述底板1上开设有吸盘安装孔5，通过吸盘固定在原电梯按键界面上。

所述控制系统包括无线接收模块和MCU，所述MCU的输入端与所述无线接收模块相连接、输出端通过继电器与每一个所述直流电磁铁4、以及电梯开关门键相连接。

所述显示模块是由自制按键2的透光性实现，所述自制按键2采用具有透光性的单向镜面材料制成，使与原有电梯按键接触的那个面和其顶部透光性良好，以实现与原有按键指示灯高亮一致。

本发明吸附式电梯按键控制装置在适用于服务机器人以外，也可以为自然人乘客谋福利，此时，所述控制系统还包括语音模块，所述语音模块连接至所述MCU的输入端。乘客可以选择语音输入楼层信息或手动按压电梯按键。

本发明在不改动电梯本身的情况下，设计一个电梯按键控制装置，该电梯按键控制装置由控制系统、按键自动按压模块和显示模块组成，可以实现电梯的手动和自动两种控制(控制流程如图3所示)，且两种控制方式互不干扰。

本发明采用无线数据传输的方式对MCU发送楼层数指令，由MCU控制相应按键的直流电磁铁4实现按压电梯按键的过程，此时电梯原有按键的灯光显示透过镜面按键，显示效果与电梯原本的按键显示一样，说明该楼层按键已被按压。

本发明电梯按键控制装置的按键自动按压模块是由自制按键2、直流电磁铁4和固定轴3等组成的，在MCU接收到楼层数信号后控制对应按键的直流电磁铁4短暂通电，使其产生磁力，从而吸引自制按键2绕固定轴3绕动，进而产生动力按压电梯原来的按键，直流电磁铁4断电之后磁力消失，自制按键2在电梯原有按键弹力的作用下恢复到原位。

本发明显示模块是由自制按键2的透光性实现，自制按键2采用单向镜面材料，使与原有电梯按键接触的那个面和其顶部透光性良好，可以实现与原有按键指示灯高亮的一致效果。

本发明中，没有电梯按键按压或无线信号输入时，整个系统处于待机状态，功耗低，可长时间正常工作。整个装置外观设计成长方体，用真空吸盘固定在原有电梯按键盘上，对电梯本身没有任何改动。

本发明整个装置最终集成为一个箱体，所有机械结构、控制电路、动力装置(即直流电磁铁4)等等都置于箱体内，只留出可以供乘客正常选择楼层的按键，这样可以起到保护作用。

图1为本发明的内部结构图，其中，所有的功能模块装置都安装在底板1上，最后用一个罩子将其密封起来，仅留有按键孔方便按压电梯按键；自制按键2与电梯原来按键接触面至顶部为镜面，透光性非常好；固定轴3上装有轴套，用来固定自制按键2并辅助按键转动；直流电磁铁4在通电之后产生磁力，用来吸附自制按键2；底板1上开设有吸盘安装孔5，通过吸盘将整个装置固定在原电梯按键界面上，而且不会对电梯本身有任何改动或损伤。

实施例一

如图4所示，以某酒店送餐机器人乘坐电梯为例。该酒店总共15层，机器人休息区和餐厅位于同一楼层8楼，酒店的餐厅服务系统突然接到520房间客人的订餐电话，这是餐厅工作人员将午餐放在送餐机器人的储物部位，并以语音输入或键盘指令输入等方式告知将午餐送至520房间。然后机器人带着午餐向电梯方向移动，当机器人到达具离电梯5米内的距离时想电梯内部的附式电梯按键控制装置以无线的方式发送要去的楼层数指令。这时装置的MCU接收到指令信息，接着MCU根据收到的楼层数控制相应的直流电磁铁4通电使其产生磁力，使自制按键2绕固定轴3转动进而对电梯原有的相应按键产生作用力，使该楼层按键按下并使按键变亮，从而控制电梯从其他楼层运动到8楼。这时还需同时给电梯开门键发送指令来控制电梯开门键在机器人进入电梯前处于按压下状态，防止电梯门夹到送餐机器人。

机器人成功进入电梯后再一次向附式电梯按键控制装置发送要去的楼层5楼，然后电梯开始下降至5楼，电梯门打开，这时为防止机器人安全运动出电梯，就需要给电梯开门键发送指令来控制电梯门一直处于打开状态，直到送餐机器人成功走出电梯后才撤销这一指令。接下来就由机器人自己去寻找520房间送餐了。

当然本发明装置也可以为自然人乘客谋福利，以某高楼电梯系统为例，当乘客进入电梯后，吸附式电梯按键控制装置的语音模块开始询问乘客所要到达目的地的楼层信息，并告诉乘客可以选择语音输入楼层信息或手动按压电梯按键，若乘客选择通过智能语音模块输入楼层数，此时电梯MCU接收到无线信号并控制相应的楼层按键自动按下，电梯原有按键的灯光显示透过镜面按键，显示效果与电梯原本的按键显示一样，以此提醒乘客该楼层已经被按压过，或者乘客也可以选择手动去按压电梯按键，两种方式最终控制电梯的效果是一致的。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，其特征在于，包括按键自动按压模块和控制系统，所述按键自动按压模块包括自制按键、固定轴和通电后产生磁力以吸附自制按键的直流电磁铁；所述自制按键与原有电梯按键一一对应，并且，所述自制按键的背面与原有电梯按键相接触；每一个所述自制按键的一侧通过轴承连接在所述固定轴上以实现自制按键绕固定轴转动，所述固定轴外壁与所述轴承内圈之间设置有用于固定自制按键并辅助自制按键转动的轴套；每一个所述自制按键的另一侧背面间隔一距离设置一个所述直流电磁铁，每一个所述直流电磁铁与所述控制系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，其特征在于，所述控制系统包括无线接收模块和MCU，所述MCU的输入端与所述无线接收模块相连接、输出端通过继电器与每一个所述直流电磁铁、以及电梯开关门键相连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，其特征在于，所述自制按键采用具有透光性的单向镜面材料制成，以实现与原有按键指示灯高亮一致。

4.根据权利要求1所述的一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，其特征在于，所述自制按键、固定轴和直流电磁铁固定在底板上，所述底板上、位于自制按键的位置开设有实现自制按键与原有电梯按键相接触的通孔，所述底板通过吸盘固定在原电梯按键界面上。

5.根据权利要求2所述的一种用于服务机器人的吸附式电梯按键控制装置，其特征在于，所述控制系统还包括语音模块，所述语音模块连接至所述MCU的输入端。