CN110154058B - 智能机器人、俯仰机构及其mic矩阵水平扶正机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能机器人、俯仰机构及其mic矩阵水平扶正机构，包括活动本体以及mic矩阵板，所述mic矩阵板铰接在活动本体上，所述活动本体上设置有驱使mic矩阵板保持水平的驱动机构，其中活动本体为机器人的头部，机器人处于休眠状态时，机器人的头部处于水平状态，被唤醒时机器人的头部沿弧形轨迹俯仰翻转，期间借助驱动机构驱使mic矩阵板同时进行翻转，从而使得mic矩阵板在活动本体在俯仰翻转后依然能够保持水平，进而让mic矩阵板能够处于良好的使用状态，让机器人无论是在休眠状态还是在唤醒状态均能准确识别声音来源方向及位置。

Description

智能机器人、俯仰机构及其mic矩阵水平扶正机构

技术领域

本发明涉及语音交互领域，更具体地说，它涉及一种智能机器人、俯仰机构及其mic矩阵水平扶正机构。

背景技术

随着人工智能行业的发展，语音交互已经越来越普遍，人们身边所使用的电子产品也越来越趋向于智能化，其中针对语音交互这一块主要通过mic矩阵来实现的，其是一组位于空间不同位置的全向麦克风按一定的形状规则布置形成的阵列，是对空间传播声音信号进行空间采样的一种装置，采集到的信号包含了其空间位置信息，不同位置的麦克风接收到信号的由于距离差距会形成时间差，从而可以实现对信号发出位置进行良好定位。

具备语音交互的电子产品对于声音来源方向识别能力好坏成为其重要指标之一，而且现有电子产品具备旋转或者俯仰等各种动作，例如机器人这样的电子产品，会存在mic矩阵随着电子产品同步进行活动的情况，当mic矩阵俯仰翻转后使得其无法良好处于水平状态，进而容易导致mic矩阵无法良好识别声音来源方向及位置的情况，甚至导致无法正常使用的情况。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种mic矩阵水平扶正机构，具有使得mic矩阵板良好处于水平状态的优点，保持良好的使用状态。

为实现该目的，本发明提供了如下技术方案：

一种mic矩阵水平扶正机构，包括活动本体以及mic矩阵板，所述mic矩阵板铰接在活动本体上，所述活动本体上设置有驱使mic矩阵板保持水平的驱动机构。

通过将mic矩阵板铰接在活动本体上，使得mic矩阵板能够相对于活动本体实现翻转，进而在活动本体进行俯仰动作时，借助驱动机构驱使mic矩阵板同时进行翻转，从而使得mic矩阵板在活动本体俯仰翻转后依然能够保持水平，进而让mic矩阵板能够处于良好的使用状态，依然能够准确识别声音来源方向及位置。

本发明进一步设置：所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机的输出轴连接在mic矩阵板上。

mic矩阵板的翻转直接借助第一电机来独立进行驱动，结构简单且易于实现。

本发明的目的还在于提供一种俯仰机构，具有在俯仰后对于声音来源方向及位置识别依然准确的优点。

为实现该目的，本发明提供了如下技术方案：

一种俯仰机构，包括上述的mic矩阵水平扶正机构，还包括基座，所述活动本体沿弧形轨迹滑动连接在基座上，所述驱动机构包括驱动活动本体移动的驱动件，所述活动本体上设置有在其移动后联动mic矩阵板翻转至水平的联动件。

活动本体在基座上沿弧形轨迹滑动实现俯仰动作，活动本体的滑动借助驱动件来驱动实现，并且在活动本体滑动的过程中借助联动件来直接联动mic矩阵板进行翻转来保持水平，从而使得活动本体在俯仰动作完成后依然良好保持水平状态，确保具备mic矩阵板能够处于良好的使用状态，能够准确识别声音来源方向及位置，期间驱动mic矩阵板无需借助额外的驱动源，结构更加简单且有效节省成本。

本发明进一步设置：所述驱动件包括第二电机、齿轮以及弧形齿条，所述弧形齿条固定在活动本体上，所述第二电机设置在基座上，所述齿轮固定在第二电机的输出轴上且与弧形齿条啮合。

这样通过第二电机开启驱使齿轮转动，借助齿轮来驱使弧形齿条沿其弧形轨迹滑动来实现活动本体的俯仰动作，这样驱动的方式使得活动本体俯仰的角度更大，俯仰幅度可以更加大且结构简单。

本发明进一步设置：所述联动件包括复位扭簧以及顶杆，所述顶杆设置在基座上且用于顶动mic矩阵板翻转至水平，所述复位扭簧设置在mic矩阵板与活动本体的铰接处，所述复位扭簧处于自然状态时，所述mic矩阵板保持水平。

借助复位扭簧和顶杆的设置，在活动本体处于初始休眠状态时，顶杆未与mic矩阵板抵接，mic矩阵板在复位扭簧的作用下稳定的处于水平状态，在活动本体开启工作时，活动本体滑动过程中顶杆抵接在mic矩阵板并推动mic矩阵板至水平状态，确保活动后mic矩阵板依然和初始状态时一样处于水平状态。

本发明进一步设置：所述顶杆对称设置在弧形齿条两侧且端部为弧面。

对称设置的顶杆推动mic矩阵板翻转更加平衡，使得mic矩阵板能够更加稳定的进行翻转，而且端部为弧面能够更加良好的与mic矩阵板表面接触，避免对mic矩阵板表面造成损伤，具备一定保护作用。

本发明进一步设置：所述mic矩阵板包括基板以及mic矩阵芯板，所述mic矩阵芯板固定在基板上，所述复位扭簧对称设置且两端分别卡接固定在基板以及活动本体上。

对称设置的复位扭簧具备更加良好且稳定的翻转复位效果，对于mic矩阵板的翻转效果更佳，而且复位扭簧与mic矩阵板连接的端部是连接在基板上，从而不会对mic矩阵芯板造成损失，有效达到保护目的。

本发明进一步设置：所述联动件包括连杆，所述连杆一端铰接在mic矩阵板上，另一端铰接有滑块，所述弧形齿条上开设有供滑块的弧槽，所述活动本体处于水平状态时，所述弧槽低处一端位于弧形齿条的中部，所述弧槽另一端远离mic矩阵板设置。

这样借助连杆来实现mic矩阵板与弧形齿条的联动，在活动本体活动的过程中弧形齿条会沿弧形轨迹进行移动，在活动本体处于水平状态时，滑块在自身重力作用下下滑至位于弧槽的低处且位于弧形齿条的中部，此时连杆上推mic矩阵板翻转至水平状态；在活动本体和弧形齿条被驱使弧形轨迹上移后，弧槽的两端高度发生改变，滑块在自身重力作用下下落至弧槽另一端，此时连杆拉动矩阵板下翻至水平，从而确保活动本体进行俯仰动作后mic矩阵板始终处于水平状态，而且期间借助连杆保持mic矩阵板与弧形齿条的实时联动，可以使得mic矩阵板能够更加稳定的保持水平状态。

本发明的另一目的在于提供一种智能机器人，具有在休眠和工作时均能够对声音来源实现良好识别的优点。

为实现该目的，本发明提供了如下技术方案：

一种智能机器人，包括上述的俯仰机构以及机身，其特征是：所述活动本体为机器人的头部，所述基座连接在机身上。

将俯仰机构应用在智能机器人产品上，处于休眠状态时，机器人的头部处于水平状态，机器人被唤醒时，机器人的头部沿弧形轨迹上移至倾斜状态，使得机器人无论处于休眠还是工作状态下mic矩阵板均保持水平，从而使得机器人能够始终处于对声音来源进行良好识别的状态，机器人智能化效果更佳。

本发明进一步设置：所述活动本体内部中空且包括底罩以及盖板，所述底罩与盖板之间设置有连接两者的环罩，所述环罩上开设有透音孔。

活动本体内部中空便于驱动机构以及联动件等部件的安装，且驱动机构和联动件均隐蔽在活动本体内，从而使得机器人整体外形更加美观，并且通过环罩的设置，外部的声音能够通过环罩上的透音孔良好的进入到活动本体内，同时又能有效防止大的杂物进入到活动本体内，具备一定的防尘性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过在活动本体上设置驱使mic矩阵板翻转至水平的驱动机构，使得活动本体在活动前后mic矩阵板均在驱动机构的作用下保持水平状态，从而使得mic矩阵板能够一直能够对声音来源实现良好识别；

2、借助联动件的设置将驱使活动本体活动的驱动源的动力传递至mic矩阵板上，实现活动本体与mic矩阵板之间的联动，无需额外设置驱动源即可实现，结构更加简单且节省成本；

3、通过两种不同的联动结构来实现活动本体与mic矩阵板之间的联动，且翻转后的mic矩阵板能够稳定的处于当前水平状态，稳定性更好。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的整体结构图；

图3为实施例2中活动本体的内部结构图；

图4为实施例2中mic矩阵板与活动本体的连接结构图；

图5为实施例3的结构图；

图6为实施例3的侧视图；

图7为实施例4处于唤醒状态的结构图；

图8为实施例4处于休眠状态的结构图。

附图标记：1、第一电机；2、减速器；3、铰接轴；4、活动本体；41、盖板；42、底罩；43、环罩；5、mic矩阵板；51、基板；52、mic矩阵芯板；6、传动齿轮；7、基座；8、第二电机；9、齿轮；10、弧形齿条；11、复位扭簧；12、顶杆；13、卡槽；14、连杆；15、弧槽；16、机身；17、透音孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种mic矩阵水平扶正机构，如图1所示，包括活动本体4以及mic矩阵板5，在mic矩阵板5的一侧设置有与其固定的铰接轴3且通过铰接轴3铰接在活动本体4上，mic矩阵板5可以绕铰接轴3相对于活动本体4进行翻转；在活动本体4上设置有驱使mic矩阵板5进行翻转的驱动机构，该驱动机构包括固定在活动本体4上的第一电机1，在第一电机1的输出轴上设置有减速器2，减速器2的输出轴以及铰接轴3上分别设置有相互啮合的传动齿轮6。

从而通过开启第一电机1即可驱使mic矩阵板5进行翻转，在遇到活动本体4出现上下翻转运动导致mic矩阵板5没有处于水平时，可以借助第一电机1来独立控制mic矩阵板5翻转至水平状态，使得mic矩阵板5始终保持水平状态，不会因为活动本体4的运动而发生变化，进而让mic矩阵板5能够处于良好的使用状态，能够准确识别声音来源方向及位置。

实施例2：一种俯仰机构，如图2和图3所示，包括基座7以及实施例1，其中活动本体4呈接近半球状且内部中空，基座7部分穿入至活动本体4内，活动本体4沿弧形向上滑动连接在基座7上，驱动机构设置在活动本体4内，驱动机构包括驱动活动本体4移动的驱动件，在活动本体4上设置有联动mic矩阵板5翻转至水平的联动件。

如图3和图4所示，驱动件包括第二电机8、齿轮9和弧形齿条10，齿轮9转动连接在基座7位于活动本体4内的部分上，弧形齿条10固定在活动本体4内壁上且与齿轮9啮合，第二电机8固定在基座7上且输出轴与齿轮9固定，从而通过开启第二电机8驱动齿轮9转动时，驱使弧形齿条10沿其弧线方向相对于基座7滑动，实现驱使活动本体4相对于基座7完成较大幅度的俯仰动作，另外在活动本体4上开设有与基座7发生相对滑动的条形通槽（图中未示出），这样使得活动本体4能够良好的相对于基座7发生滑动，避免出现卡住无法移动的情况出现。

其中联动件包括复位扭簧11以及顶杆12，复位扭簧11一端卡接在活动本体4上，另一端卡接在mic矩阵板5上，顶杆12设置在基座7一侧且用于推动mic矩阵板5翻转，该顶杆12对称设置在基座7相对于弧形齿条10的两侧且端部为弧面，这样使得顶杆12能够对称平稳的推动mic矩阵板5稳定翻转，且端部为弧面两者接触面小，不易对mic矩阵板5造成损伤；从而在活动本体4处于水平状态时，顶杆12未与mic矩阵板5抵接，此时mic矩阵板5在复位扭簧11的作用下保持水平状态，在驱使活动本体4沿弧形上移时，顶杆12端部抵接在mic矩阵板5驱使其不断翻转，此时复位扭簧11处于压缩状态，活动本体4上移至极限位置时，顶杆12驱使mic矩阵板5翻转至水平状态，这样确保mic矩阵板5在两种状态下均处于水平状态，能够准确识别声音来源方向及位置，而且无需额外的驱动源，借助本身驱使活动本体4的驱动源即可同步实现，生产成本更低，更具备优势。

如图4所示，mic矩阵板5包括底部的基板51以及上方的mic矩阵芯板52，mic矩阵芯板52固定在顶面上，在基板51上开设有供复位扭簧11端部卡接的卡槽13，这样顶杆12推动mic矩阵板5时其端部时抵接在基板51底面，且复位扭簧11与mic矩阵板5连接的端部是连接在基板51上，从而不会对mic矩阵芯板52造成损失，有效达到保护目的。

实施例3：一种俯仰机构，如图5和图6所示，其与实施例2的区别在于联动件的结构不同，本实施例中联动件包括连杆14，连杆14一端铰接在mic矩阵板5底部，另一端铰接有滑块（图中未示出），同时在弧形齿条10边部的顶壁上开设有供滑块滑动的弧槽15，弧槽15两端封闭，弧槽15自弧形齿条10中部延伸至弧形齿条10远离mic矩阵板5的一端，在活动本体4处于水平状态时，滑块滑落至弧槽15的低处一端，此时滑块位于弧槽15相对于弧形齿条10中部的一端，此时mic矩阵板5在连杆14的作用下被推动上翻至水平状态；在活动本体4被第二电机8驱使沿弧线上移时，弧槽15远离mic矩阵板5的一端从原先的高处一端变成低处一端，滑块在自身重力作用下滑落至弧槽15远离mic矩阵板5的一端，进而连杆14拉动mic矩阵板5下翻至水平；从而确保活动本体4进行俯仰动作后mic矩阵板5始终处于水平状态，而且期间借助连杆14保持mic矩阵板5与弧形齿条10的实时联动，可以使得mic矩阵板5能够更加稳定的保持水平状态。

实施例4：一种智能机器人，如图7和图8所示，包括实施例2或实施例3，还包括机身16，活动本体4为机器人头部，基座7连接在机身16上，其中活动本体4内部中空且包括底罩42以及盖板41，在盖板41与底罩42之间设置有连接两者的环罩43，该环罩43上开设有透音孔17，这样驱动机构和联动件均隐蔽在活动本体4内，从而使得机器人外部整体性更好且更加美观，并且通过环罩43的设置，外部的声音能够通过环罩43上的透音孔17良好的进入到活动本体4内，同时又能有效防止大的杂物进入到活动本体4内，具备一定的防尘性。

在活动本体4处于水平状态时，机器人处于休眠状态，此时mic矩阵板5处于水平状态；在活动本体4弧线上移至极限位置后处于唤醒状态，此时mic矩阵板5同样处于水平状态，从而确保机器人无论是在休眠还是唤醒状态下均能够准确识别声音来源方向及位置。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种俯仰机构，其特征是：包括mic矩阵水平扶正机构，mic矩阵水平扶正机构包括活动本体(4)以及mic矩阵板(5)，所述mic矩阵板(5)铰接在活动本体(4)上，所述活动本体(4)上设置有驱使mic矩阵板(5)保持水平的驱动机构；所述驱动机构包括第一电机(1)，所述第一电机(1)的输出轴连接在mic矩阵板(5)上；还包括基座(7)，所述活动本体(4)沿弧形轨迹滑动连接在基座(7)上，所述驱动机构包括驱动活动本体(4)移动的驱动件，所述活动本体(4)上设置有在其移动后联动mic矩阵板(5)翻转至水平的联动件；

所述驱动件包括第二电机(8)、齿轮(9)以及弧形齿条(10)，所述弧形齿条(10)固定在活动本体(4)上，所述第二电机(8)设置在基座(7)上，所述齿轮(9)固定在第二电机(8)的输出轴上且与弧形齿条(10)啮合；

所述联动件包括连杆(14)，所述连杆(14)一端铰接在mic矩阵板(5)上，另一端铰接有滑块，所述弧形齿条(10)上开设有供滑块的弧槽(15)，所述活动本体(4)处于水平状态时，所述弧槽(15)低处一端位于弧形齿条(10)的中部，所述弧槽(15)另一端远离mic矩阵板(5)设置。

2.根据权利要求1所述的俯仰机构，其特征是：所述联动件包括复位扭簧(11)以及顶杆(12)，所述顶杆(12)设置在基座(7)上且用于顶动mic矩阵板(5)翻转至水平，所述复位扭簧(11)设置在mic矩阵板(5)与活动本体(4)的铰接处，所述复位扭簧(11)处于自然状态时，所述mic矩阵板(5)保持水平。

3.根据权利要求2所述的俯仰机构，其特征是：所述顶杆(12)对称设置在弧形齿条(10)两侧且端部为弧面。

4.根据权利要求2所述的俯仰机构，其特征是：所述mic矩阵板(5)包括基板(51)以及mic矩阵芯板(52)，所述mic矩阵芯板(52)固定在基板(51)上，所述复位扭簧(11)对称设置且两端分别卡接固定在基板(51)以及活动本体(4)上。

5.一种智能机器人，包括权利要求1-4任一所述的俯仰机构以及机身(16)，其特征是：所述活动本体(4)为机器人的头部，所述基座(7)连接在机身(16)。

6.根据权利要求5所述的智能机器人，其特征是：所述活动本体(4)内部中空且包括底罩(42)以及盖板(41)，所述底罩(42)与盖板(41)之间设置有连接两者的环罩(43)，所述环罩(43)上开设有透音孔(17)。