CN111227564A - 一种能够自动行走的机器人座椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够自动行走的机器人座椅，属于机器人技术领域，包括底板、椅背、支撑腿、方向感应器、伺服电机、第一电动推杆、L形行走腿、第二电动推杆、第三电动推杆、第四电动推杆、万向轮、第二光电传感器、报警器。本发明可以实现座椅自动调整方向，使座椅对准使用人，并可以实现小步正步走或者大步走的形式向使用者行走，并在到达使用地点时，在激光笔或控制开关的控制下自动停止；从而使人们家居必备的椅子具备智能化，为人提供更好的生活体验。

Description

一种能够自动行走的机器人座椅

技术领域

本实用发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种能够自动行走的机器人座椅。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作、以及为人类的生活提供更好的体验。

随着5G技术、物联网技术的飞速发展，智能家居的概念也逐渐走入人们的生活，人们通过综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

在智能家居的自动控技术应用方面，尚缺乏能够使座椅成为机器人，并可自动寻找使用人的方向，且自动以行走的方式走近使用人、以供使用人就坐的技术。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用发明公开了一种能够辨别使用人方向，且能够自动行走的机器人座椅。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种能够自动行走的机器人座椅，包括底板，固定连接于底板上表面后端的椅背、位于底板上表面两侧的扶手、以及固定连接于底板下表面的4条支撑腿，所述的4条支撑腿的下端连接有带有制动闸的万向轮，还包括固定连接于底板两侧端面的滑腔，所述的滑腔沿底板的前后方向通过滑腔的外壁表面与底板固定连接，所述的滑腔内的后端固定设置有第一电动推杆，所述的第一电动推杆的伸缩端沿滑腔向前延伸，且伸缩端的行程范围内的滑腔的下壁设有贯通滑腔内外的长条形通孔，在底板的下表面两侧及同侧的支撑腿之间还分别固定连接有支撑板，所述的支撑板上还铰接有L形行走腿，所述的L形行走腿的上端设有缓冲腔，所述的缓冲腔内滑动连接有滑竿，所述的缓冲腔的顶端内表面设有环形的限位块，所述的滑竿的底端外表面设有与缓冲腔滑动连接的滑块，所述的滑块与限位块相互配合使用，所述的滑竿的顶端穿过长条形通孔、并与第一电动推杆的外侧端下表面铰接，所述的L形行走腿的下端还设有贯通L形行走腿下端面的空腔，所述的空腔内设有伺服电机，所述的伺服电机的输出轴端部设有橡胶轮，所述的橡胶轮伸出L形行走腿下端面，且在橡胶轮的底端设有与地面配合使用的倒角，在橡胶轮的外周设有防滑纹，所述的椅背的后表面还嵌设有蓄电池、控制器、以及循环往复器，在椅背的顶端还固定连接有方向感应器，所述的方向感应器为圆环形，在圆环形的外周设有若干贯通圆环形外表面的容纳腔，所述的容纳腔内设有对射型第一光电传感器，所述的第一光电传感器绕圆环形的轴线均匀分布，所述的方向感应器通过接线管与椅背顶端固定连接，所述的第一光电传感器分别与控制器电性连接，所述的控制器与蓄电池电性连接，所述的控制器的输出端与伺服电机电性连接，所述的控制器的输出端还电性连接有循环往复器，所述的循环往复器与第一电动推杆电性连接。

优选的，所述的椅背的侧端面还设有第二光电传感器、及报警器，所述的第二光电传感器与控制器电性连接，所述的控制器的输出端与报警器电性连接。

优选的，所述的蓄电池与控制器之间的电线上还电性连接有控制开关，所述的控制开关设置于椅背的外表面。

优选的，所述的支撑腿为管状结构，包括上端与底板下表面后端固定连接的第一支撑腿，及上端与底板下表面前端固定连接的第二支撑腿，所述的第一支撑腿的内表面的下部固定设有第二电动推杆，所述的第二电动推杆的伸缩端与万向轮连接，所述的第二支撑腿的内表面的下部固定设有第三电动推杆，所述的第三电动推杆的伸缩端与万向轮连接，所述的第二电动推杆、及第三电动推杆分别与控制器的输出端电性连接，所述的万向轮的外径小于支撑腿下端开口的直径，且可在第二电动推杆、或第三电动推杆的伸缩端的带动下收入支撑腿内部。

优选的，所述的L形行走腿包括设有缓冲腔的连接部、及设有伺服电机的支撑部，所述的支撑部的中部还设有膝关节。

优选的，所述的膝关节所在处将支撑部分为上部和下部，所述的膝关节由上部和下部铰接而成，且下部仅能绕铰接轴向后侧转动。

优选的，所述的膝关节后侧设有凹窝，在凹窝的上端固定连接有第四电动推杆，所述的第四电动推杆的固定端与上部固定连接、伸缩端与下部的上端铰接。

优选的，所述滑腔外侧壁表面还固定连接有用以将L形行走腿的连接部及上部遮蔽的防护板。

本实用发明一种能够自动行走的机器人座椅具有如下有益效果：本发明可以实现座椅自动调整方向，使座椅对准使用人，并可以实现小步正步走或者大步走的形式向使用者行走，并在到达使用地点时，在激光笔或控制开关的控制下自动停止；从而使人们家居必备的椅子具备智能化，为人提供更好的生活体验。

附图说明

图1：为本发明的剖视结构示意图；

图2：为本发明的方向感应器的横截面图；

图3：为本发明的实施例3的剖视结构示意图；

图4：为本发明带有防护板的示意图；

图5：本发明的滑腔的纵截面图；

1：方向感应器，2：报警器，3：椅背，4：扶手，5：滑腔，6：滑竿，7：第二支撑腿，8：L形行走腿，9：伺服电机，10：橡胶轮，11：万向轮，12：第二电动推杆，13：第三电动推杆,14：第一支撑腿，15：支撑板，16：第一电动推杆，17：控制器，18：循环往复器，19：第二光电传感器，20：第一光电传感器，21：接线管，22：容纳腔，23：上部，24：第四电动推杆，25：下部，26：防护板，27：底板。

具体实施方式

以下所述，仅为本实用发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本实用发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

如图1所示，一种能够自动行走的机器人座椅，包括底板27，固定连接于底板27上表面后端的椅背3、位于底板27上表面两侧的扶手4、以及固定连接于底板27下表面的4条支撑腿，所述的4条支撑腿的下端连接有带有制动闸的万向轮11，还包括固定连接于底板27两侧端面的滑腔5，所述的滑腔5沿底板27的前后方向通过滑腔5的外壁表面与底板固定连接，所述的滑腔5内的后端固定设置有第一电动推杆16，所述的第一电动推杆16的伸缩端沿滑腔向前延伸，且伸缩端的行程范围内的滑腔5的下壁设有贯通滑腔5内外的长条形通孔，在底板27的下表面两侧及同侧的支撑腿之间还分别固定连接有支撑板15，所述的支撑板15上还铰接有L形行走腿8，所述的L形行走腿8的上端设有缓冲腔，所述的缓冲腔内滑动连接有滑竿6，所述的缓冲腔的顶端内表面设有环形的限位块，所述的滑竿的底端外表面设有与缓冲腔滑动连接的滑块，所述的滑块与限位块相互配合使用，所述的滑竿6的顶端穿过长条形通孔、并与第一电动推杆16的外侧端下表面铰接，所述的L形行走腿8的下端还设有贯通L形行走腿8下端面的空腔，所述的空腔内设有伺服电机9，所述的伺服电机9的输出轴端部设有橡胶轮10，所述的橡胶轮伸出L形行走腿8下端面，且在橡胶轮的底端设有与地面配合使用的倒角，在橡胶轮的外周设有防滑纹，所述的椅背的后表面还嵌设有蓄电池、控制器17、以及循环往复器18，如图1、图2所示，在椅背3的顶端还固定连接有方向感应器1，所述的方向感应器1为圆环形，在圆环形的外周设有若干贯通圆环形外表面的容纳腔22，所述的容纳腔22内设有对射型第一光电传感器20，所述的第一光电传感器20绕圆环形的轴线均匀分布，所述的方向感应器1通过接线管21与椅背顶端固定连接，所述的第一光电传感器20分别与控制器17电性连接，所述的控制器17与蓄电池电性连接，所述的控制器的输出端与伺服电机9电性连接，所述的控制器的输出端还电性连接有循环往复器18，所述的循环往复器18与第一电动推杆16电性连接；

如图1所示，所述的椅背3的侧端面还设有第二光电传感器19、及报警器2，所述的第二光电传感器19与控制器17电性连接，所述的控制器17的输出端与报警器2电性连接；

所述的蓄电池与控制器17之间的电线上还电性连接有控制开关，所述的控制开关设置于椅背的外表面(图中未画出)；

如图4所示，所述滑腔5外侧壁表面还固定连接有用以将L形行走腿8的连接部及支撑部上部遮蔽的防护板26。

本实施例提供了一种以正步的形式小步前行的使用模式，具体解释如下：

本发明在使用时，需要配备激光笔，如上所述容纳腔22内设有对射型第一光电传感器20，如图2所示，第一光电传感器20有若干个，其中需要设置一个第一光电传感器20朝向椅背的正前方，将朝向椅背的正前方的第一光电传感器20的方位设为0度角，位于椅子正前方及正后方连线的两侧的光电传感器分别与正前方有一定的角度，优选为相邻的第一光电传感器20之间具有相同的夹角，其中朝向正前方的左侧的每个第一光电传感器20向控制器17提示左转某度角，朝向正前方的右侧的每个第一光电传感器20向控制器17提示右转某度角，而朝向正前方的第一光电传感器20向控制器20提示不转动的信号。

在以上说明的基础上，使用时，如果人站在本发明的斜前方，即用激光笔照射与自己相对的第一光电传感器20，假如此第一光电传感器20在控制器上记录的角度为左转30度，则控制器17接收到信号，即向伺服电机9发出左转30度的命令，伺服电机9则通过输出轴带动橡胶轮10、通过橡胶轮旋转固定的圈数来达到本发明的角度定位功能，当旋转够相应的圈数后，伺服电机9停止，控制器17又向循环往复器18发出动作信号，循环往复器18控制第一电动推杆16往复运动，由于缓冲腔的存在，使第一电动推杆16在直线运动的情况下，即可带动L形行走腿8前后运动，由于本实施例没有设置膝关节，故L形行走腿8是以正步走的形式小步前行，从而带动本发明朝向使用者的方向行走；所述的循环往复器18可设置为2个，分别控制2个第一电动推杆16以交错出腿的形式行进；

如图1所示，第二光电传感器19与控制器17电性连接，当收到第二光电传感器19的信号时，控制器17向循环往复器18发出信号，循环往复器18控制第一电动推杆16停止运动，本发明停止运动，使用者可以就坐；

在运动中，激光笔可能与第二光电传感器19难以对准，为了解决这个问题，本发明还设置了控制开关(图中没画出)，通过按压控制开关，本发明电源关闭，停止运动，使用者可以就坐；

如图1所示，报警器2为声光报警器，当控制器17收到第一光电传感器20的信号后，即向报警器2发出信号，报警器2发出声光信号，提示人避让；当控制器17收到第二光电传感器19的信号时，控制器17即向报警器2发出停止信号。

本发明的控制器包括但不限于采用单片机、嵌入式等芯片或者采用上位机来实现。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图1所示，所述的支撑腿为管状结构，包括上端与底板27下表面后端固定连接的第一支撑腿14，及上端与底板27下表面前端固定连接的第二支撑腿7，所述的第一支撑腿14的内表面的下部固定设有第二电动推杆12，所述的第二电动推杆12的伸缩端与万向轮连接，所述的第二支撑腿7的内表面的下部固定设有第三电动推杆13，所述的第三电动推杆13的伸缩端与万向轮连接，所述的第二电动推杆12、及第三电动推杆13分别与控制器17的输出端电性连接，所述的万向轮的外径小于支撑腿下端开口的直径，且可在第二电动推杆12、或第三电动推杆13的伸缩端的带动下收入支撑腿内部。

如上所述，当控制器17接收到第二光电传感器19的信号时，控制器17同时也向第二电动推杆12、及第三电动推杆13发出收缩信号，万向轮11被收入支撑腿内，同理，当控制器17收到第一光电传感器20的信号时，控制器17向第二电动推杆12、及第三电动推杆13发出伸展信号，万向轮伸出支撑腿。

实施例3：

在实施例1、2的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图3所示，所述的L形行走腿8包括设有缓冲腔的连接部、及设有伺服电机的支撑部，所述的支撑部的中部还设有膝关节；

所述的膝关节所在处将支撑部分为上部23和下部25，所述的膝关节由上部23和下部25铰接而成，且下部25仅能绕铰接轴向后侧转动；

所述的膝关节后侧设有凹窝，在凹窝的上端固定连接有第四电动推杆24，所述的第四电动推杆24的固定端与上部23固定连接、伸缩端与下部25的上端铰接。

当控制器17收到第一光电传感器20的信号时，会根据第一电动推杆的伸缩时间，向第四电动推杆24发出收缩或伸展信号，以控制膝关节的活动，本实施例，可以通过控制膝关节的活动，实现了本发明大步行走的模式。

Claims (8)

1.一种能够自动行走的机器人座椅，包括底板，固定连接于底板上表面后端的椅背、位于底板上表面两侧的扶手、以及固定连接于底板下表面的4条支撑腿，所述的4条支撑腿的下端连接有带有制动闸的万向轮，其特征为：还包括固定连接于底板两侧端面的滑腔，所述的滑腔沿底板的前后方向通过滑腔的外壁表面与底板固定连接，所述的滑腔内的后端固定设置有第一电动推杆，所述的第一电动推杆的伸缩端沿滑腔向前延伸，且伸缩端的行程范围内的滑腔的下壁设有贯通滑腔内外的长条形通孔，在底板的下表面两侧及同侧的支撑腿之间还分别固定连接有支撑板，所述的支撑板上还铰接有L形行走腿，所述的L形行走腿的上端设有缓冲腔，所述的缓冲腔内滑动连接有滑竿，所述的缓冲腔的顶端内表面设有环形的限位块，所述的滑竿的底端外表面设有与缓冲腔滑动连接的滑块，所述的滑块与限位块相互配合使用，所述的滑竿的顶端穿过长条形通孔、并与第一电动推杆的外侧端下表面铰接，所述的L形行走腿的下端还设有贯通L形行走腿下端面的空腔，所述的空腔内设有伺服电机，所述的伺服电机的输出轴端部设有橡胶轮，所述的橡胶轮伸出L形行走腿下端面，且在橡胶轮的底端设有与地面配合使用的倒角，在橡胶轮的外周设有防滑纹，所述的椅背的后表面还嵌设有蓄电池、控制器、以及循环往复器，在椅背的顶端还固定连接有方向感应器，所述的方向感应器为圆环形，在圆环形的外周设有若干贯通圆环形外表面的容纳腔，所述的容纳腔内设有对射型第一光电传感器，所述的第一光电传感器绕圆环形的轴线均匀分布，所述的方向感应器通过接线管与椅背顶端固定连接，所述的第一光电传感器分别与控制器电性连接，所述的控制器与蓄电池电性连接，所述的控制器的输出端与伺服电机电性连接，所述的控制器的输出端还电性连接有循环往复器，所述的循环往复器与第一电动推杆电性连接。

2.如权利要求1所述的一种能够自动行走的机器人座椅，其特征为：所述的椅背的侧端面还设有第二光电传感器、及报警器，所述的第二光电传感器与控制器电性连接，所述的控制器的输出端与报警器电性连接。

3.如权利要求1或2任一所述的一种能够自动行走的机器人座椅，其特征为：所述的蓄电池与控制器之间的电线上还电性连接有控制开关，所述的控制开关设置于椅背的外表面。

4.如权利要求3所述的一种能够自动行走的机器人座椅，其特征为：所述的支撑腿为管状结构，包括上端与底板下表面后端固定连接的第一支撑腿，及上端与底板下表面前端固定连接的第二支撑腿，所述的第一支撑腿的内表面的下部固定设有第二电动推杆，所述的第二电动推杆的伸缩端与万向轮连接，所述的第二支撑腿的内表面的下部固定设有第三电动推杆，所述的第三电动推杆的伸缩端与万向轮连接，所述的第二电动推杆、及第三电动推杆分别与控制器的输出端电性连接，所述的万向轮的外径小于支撑腿下端开口的直径，且可在第二电动推杆、或第三电动推杆的伸缩端的带动下收入支撑腿内部。

5.如权利要求1、2、4任一所述的一种能够自动行走的机器人座椅，其特征为：所述的L形行走腿包括设有缓冲腔的连接部、及设有伺服电机的支撑部，所述的支撑部的中部还设有膝关节。

6.如权利要求5所述的一种能够自动行走的机器人座椅，其特征为：所述的膝关节所在处将支撑部分为上部和下部，所述的膝关节由上部和下部铰接而成，且下部仅能绕铰接轴向后侧转动。

7.如权利要求6所述的一种能够自动行走的机器人座椅，其特征为：所述的膝关节后侧设有凹窝，在凹窝的上端固定连接有第四电动推杆，所述的第四电动推杆的固定端与上部固定连接、伸缩端与下部的上端铰接。

8.如权利要求1、2、4、6、7任一所述的一种能够自动行走的机器人座椅，其特征为：所述滑腔外侧壁表面还固定连接有用以将L形行走腿的连接部及上部遮蔽的防护板。

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