CN112009591A

CN112009591A - 足式机器人

Info

Publication number: CN112009591A
Application number: CN202010928475.2A
Authority: CN
Inventors: 李学生; 龚迪琛; 马凡钟
Original assignee: Delu Power Technology Hainan Co ltd
Current assignee: Delu Power Technology Hainan Co ltd
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2020-12-01

Abstract

本发明公开了一种足式机器人，其属于足式机器人领域，具体包括躯体组件、与躯体组件转动连接的头部组件、与躯体组件转动连接的腿部组件以及与躯体组件固定连接的尾部组件；头部组件包括用于获取视觉信息、听觉信息以及触觉信息以使足式机器人获取周边环境信息的第一传感器组件。通过采用上述技术方案，第一传感器组件同时获取足式机器人的视觉信息、听觉信息以及触觉信息，增加了足式机器人获取的信息种类从而增加了足式机器人的功能，解决了现有的足式机器人功能单一的问题。

Description

足式机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种足式机器人。

背景技术

现有的机器人通常是采用轮式结构来带动机器人本体运动从而实现各种功能，现有的机器人受到轮式结构的限制，机器人无法进行攀爬或其他运行难度高的动作，机器人的机动性能差。未解决上述轮式机器人的问题，现有的机器人有通过仿生关节结构来实现机器人运动的足式机器人，足式机器人通过关节结构来实现攀爬或其他高难度动作。但是现有的足式机器人内置的传感器种类单一，造成现有的足式机器人的功能单一，不利于进入人们的日常生活中。因此，现有技术亟需一种具备多种功能的足式机器人来帮助人们的日常生活。

发明内容

本发明的目的是提供一种足式机器人，其能够解决现有的足式机器人的缺陷，具体地，一种足式机器人，其包括：躯体组件；头部组件，所述头部组件与所述躯体组件转动连接；腿部组件，所述腿部组件与所述躯体组件转动连接；以及尾部组件，所述尾部组件与所述躯体组件固定连接；所述头部组件包括第一传感器组件，所述第一传感器组件获取视觉信息、听觉信息以及触觉信息以使所述足式机器人获取所述周边环境信息。

根据本发明的实施例，所述第一传感器组件包括：第一视觉传感器，所述足式机器人通过所述第一视觉传感器获取所述视觉信息；第一听觉传感器，所述足式机器人通过所述第一听觉传感器获取所述听觉信息；以及第一触觉传感器，所述足式机器人通过所述第一触觉传感器获取所述触觉信息。

根据本发明的实施例，所述头部组件还包括头部第一安装部件以及头部第二安装部件，所述头部第一安装部件与所述头部第二安装部件转动连接，所述头部第二安装部件与所述躯体组件转动连接，所述头部第一安装部件与所述头部第二安装部件之间的转动方向与所述头部第二安装部件与所述躯体组件之间的转动方向垂直；所述第一传感器组件设置在所述头部第一安装部件上。

根据本发明的实施例，所述头部组件还包括第一电机以及第二电机，所述第一电机设置在所述头部第一安装部件与所述头部第二安装部件的连接处，所述第二电机设置在所述所述头部第二安装部件与所述躯体组件的连接处，所述第一电机的设置方向与所述第二电机的设置方向垂直。

根据本发明的实施例，所述躯体组件包括：躯体支架；第一提手，所述第一提手设置在所述躯体支架的顶面上；充电组件，所述充电组件设置在所述躯体支架的底面上；以及第二传感器组件，所述第二传感器组件设置在所述躯体支架的侧面。

根据本发明的实施例，所述第二传感器组件包括：第二视觉传感器，所述第二视觉传感器用于获取所述足式机器人的侧面的视觉信息；温湿度传感器，所述温湿度传感器用于获取环境中的温度以及湿度信息；以及气体传感器，所述气体传感器用于获取环境中的气体信息。

根据本发明的实施例，所述腿部组件包括：腿部第一安装部件，所述腿部第一安装部件与所述躯体组件固定连接；腿部第二安装部件，所述腿部第二安装部件与所述腿部第一安装部件转动连接；以及腿部第三安装部件，所述腿部第三安装部件与所述腿部第二安装部件转动连接。

根据本发明的实施例，所述腿部第二安装部件一端与所述腿部第一安装部件转动连接，所述腿部第二安装部件的另一端与所述腿部第三安装部件转动连接。

根据本发明的实施例，所述腿部组件还包括第三电机以及第四电机，所述第三电机设置在所述腿部第二安装部件内，所述第三电机设置在所述腿部第一安装部件与所述腿部第二安装部件的连接处；所述第四电机设置在所述腿部第二安装部件内，所述第四电机设置在所述腿部第二安装部件与所述腿部第三安装部件的连接处。

根据本发明的实施例，所述腿部第三安装部件的背离所述腿部第二安装部件的端部设置有力传感器，所述力传感器用于感知所述腿部第三安装部件处的受力信息。

通过采用上述技术方案，本发明主要有如下几点技术效果：

1.通过设置第一传感器组件，第一传感器组件同时获取足式机器人的视觉信息、听觉信息以及触觉信息，增加了足式机器人获取的信息种类从而增加了足式机器人的功能；

2.头部第一安装部件与头部第二安装部件实现足式机器人的头部的两个自由度的转动，头部通过两个自由度的转动，提高第一传感器组件获取的信息范围；

3.通过设置第二传感器组件来提高足式机器人获取的信息数量，从而增加足式机器人的功能；

4.通过在足式机器人的腿部设置力传感器，力传感器用于感知足式机器人的腿部的受力信息，足式机器人根据受力信息来对足式机器人的运动信息进行监测与控制。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的足式机器人的示意图；

图2为根据本发明的实施例的头部组件的第一示意图；

图3为根据本发明的实施例的头部组件的第二示意图；

图4为根据本发明的实施例的躯体组件的第一示意图；

图5为根据本发明的实施例的躯体组件的第二示意图；

图6为根据本发明的实施例的躯体组件的第三示意图；

图7为根据本发明的实施例的腿部组件的第一示意图。

图中：1、躯体组件；101、躯体支架；102、第一提手；103、充电组件；104、第二传感器组件；1041、第二视觉传感器；1042、温湿度传感器；1043、气体传感器；105、扬声器；106、电源显示灯；107、急停开关；108、转动部件；109、缓冲垫；2、头部组件；201、第一传感器组件；2011、第一视觉传感器；2012、第一听觉传感器；2013、第一触觉传感器；202、第一安装部件；203、第二安装部件；204、第一电机；205、第二电机；206、触摸显示屏；3、腿部组件；301、腿部第一安装部件；302、腿部第二安装部件；303、腿部第三安装部件；3031、足端部件；4、尾部组件；401、发光部件；402、第二提手；403、第三视觉传感器。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

本发明公开了一种足式机器人，其包括躯体组件1、头部组件2、腿部组件3以及尾部组件4，其中，头部组件2、腿部组件3以及尾部组件4均与躯体组件1相连，头部组件2以及腿部组件3均与躯体组件1转动连接，尾部组件4与躯体组件1固定连接。为增加足式机器人获取的信息种类，头部组件2包括第一传感器组件201，第一传感器组件201包括用于获取视觉信息的第一视觉传感器2011、用于获取听觉信息的第一听觉传感器2012以及用于获取触觉信息的第一触觉传感器2013。第一传感器组件201获取视觉信息、听觉信息以及触觉信息以使足式机器人能够获取周边环境信息。

为提高第一传感器组件201获取足式机器人的信息的范围，本实施例中的头部组件2包括头部第一安装部件202以及头部第二安装部件203，头部第一安装部件202与头部第二安装部件203的一端转动连接，头部第二安装部件203的另一端与躯体组件1转动连接。头部第一安装部件202与头部第二安装部件203之间的转动方向垂直于头部第二安装部件203与躯体组件1之间的转动方向，第一传感器组件201设置在头部第一安装部件202上。通过上述技术方案，头部第一安装部件202上的传感器组件能够在两个垂直的方向上调整位置，从而提高了第一传感器组件201的探测范围。此外，为实现头部组件2在两个方向上的的转动，本实施例中的头部组件2还包括第一电机204以及第二电机205，第一电机204设置在头部第一安装部件202与头部第二安装部件203的连接处，第二电机205设置在头部第二安装部件203与躯体组件1的连接处，第一电机204的设置方向与第二电机205的设置方向垂直。第一电机204用于实现头部第一安装部件202与头部第二安装部件203之间的转动，第二电机205用于实现头部第二安装部件203与躯体组件1之间的转动。在此对第一电机204与第二电机205的具体结构不做限定，为提高足式机器人的运行效率，本实施例中的第一电机204与第二电机205采用高功率密度的电机作为驱动。同时，为方便使用人员与足式机器人进行交互，本实施例中的头部组件2还包括触摸显示屏206，使用人员通过触摸显示屏206即可获取足式机器人内部的信息以及对足式机器人的动作进行控制。

具体地，本实施例中的足式机器人的躯体组件1包括躯体支架101、第一提手102、充电组件103以及第二传感器组件104，躯体支架101用于连接头部组件2、腿部组件3以及尾部组件4；第一提手102设置在躯体支架101的顶面上，充电组件103设置在躯体支架101的底面上，第二传感器组件104设置在躯体支架101的侧面。使用人员通过第一提手102可以直接将足式机器人提起，在足式机器人没电时也可以轻松移动足式机器人。充电组件103用于连接充电桩，在此对充电组件103的具体结构不做限定，为实现足式机器人的自动充电，充电组件103为采用视觉识别对充电桩的特征进行识别，识别后充电组件103自动对接至充电桩的充电部位上以实现足式机器人的自动充电。第二传感器组件104设置在躯体支架101的侧面，第二传感器组件104包括用于获取足式机器人的侧面的视觉信息的第二视觉传感器1041、用于获取环境中温度以及湿度信息的温湿度传感器1042以及用于获取环境中的气体信息的气体传感器1043。第一视觉传感器2011以及第二视觉传感器1041共同获取足式机器人的全方位的信息以帮助足式机器人进行移动，温湿度传感器1042与气体传感器1043相配合能够获取环境中气体的温度、湿度以及其他信息，在环境中的气体信息发生变化时，足式机器人能够提示使用人员对周围环境进行预警。为实现足式机器人与使用人员之间的语音交互，本实施例中的躯体组件1的侧面还设置有麦克风与扬声器105，麦克风用于接收语音信息，扬声器105用于发出声音以实现足式机器人与使用人员之间的语音交互。同时，本实施例中的躯体组件1内还设置有手动充电部件，手动充电部件在足式机器人的电量不足以支撑足式机器人自动充电时，使用人员手动将充电线插入手动充电部件中对足式机器人进行充电。此外，本实施例中的躯体组件1内还设置有IMU模块，IMU模块用于检测足式机器人的姿态信息进而对足式机器人的运动情况进行监测。

此外，为使使用人员直观的看到足式机器人的剩余电量，躯体组件1上还设置有电源显示灯106以及灯带，灯带设置在第一提手102附近，灯带能够在光线条件不好的情况下提示使用人员足式机器人的位置，电源显示灯106提示使用人员足式机器人的电量情况，例如在电源显示灯106长亮时表示足式机器人的电量充足，电源显示灯106闪烁时表示足式机器人的电量不足30％，电源显示灯106长灭时表示足式机器人没有电量或未开启开关。足式机器人的开关也设置在躯体组件1上，同时为避免足式机器人运行时发生异常，躯体组件1上设置有急停开关107，使用人员通过急停开关107可以紧急停止足式机器人的工作，本实施例中使用人员按动一次急停开关107，足式机器人内部的电机进入抱死状态，再按动一次急停开关107，足式机器人内部的电机失电。为实现躯体组件1与腿部组件3之间的转动，躯体组件1的躯体组件1与腿部组件3的连接处设置有转动部件108，转动部件108可以为电机也可以为其他能够实现躯体组件1与腿部组件3之间的转动的部件，本实施例中为电机，且由于本实施例中共有四个腿部部件，本实施例中的转动部件108两两一组平行设置在躯体组件1的一对平行的侧边上。足式机器人在工作过程中，足式机器人做出趴下等动作时，躯体组件1会与地面直接接触，躯体组件1的底面上设置有缓冲垫109，缓冲垫109用于缓冲躯体组件1与地面接触时的力，从而减少躯体组件1发生的震动，提高足式机器人的使用寿命。

具体地，本实施例中的足式机器人的腿部组件3包括腿部第一安装部件301、腿部第二安装部件302以及腿部第三安装部件303，腿部第一安装部件301与躯体组件1转动连接，腿部第二安装部件302与腿部第一安装部件301转动连接，腿部第三安装部件303与腿部第二安装部件302转动连接；腿部第二安装部件302的一端与腿部第一安装部件301转动连接，腿部第二安装部件302的另一端与腿部第三安装部件303转动连接，其中腿部第一安装部件301与躯体组件1相连。为实现腿部第二安装部件302与腿部第一安装部件301之间的转动以及腿部第二安装部件302与腿部第三安装部件303之间的转动，本实施例中的腿部组件3还包括第三电机以及第四电机。第三电机设置在腿部第一安装部件301的腿部第一安装部件301与腿部第二安装部件302的连接处，本实施例中的第三电机设置在腿部第一安装部件301的安装槽中。第四电机设置在腿部第二安装部件302与腿部第三安装部件303的连接处。本实施例中的腿部第三安装部件303包括足端部件3031，足端部件3031与地面直接接触，为获取足式机器人的压力信息，本实施例中的足端部件3031上设置有力传感器，力传感器用于感知腿部第三安装部件303的受力信息，使得足式机器人能够进行动态性能控制。

本实施例中的尾部组件4包括发光部件401、第二提手402以及第三视觉传感器403，其中发光部件401用于在光线条件不好的情况下指示足式机器人的位置，第二提手402配合躯体组件1的第一提手102，增加使用人员手动搬运足式机器人的抓握位置，便于使用人员手动搬运足式机器人。第三视觉传感器403用于获取足式机器人的背面的视觉信息，第三视觉传感器403与第一视觉传感器2011以及第二视觉传感器1041配合使得足式机器人能够获取全方位的视觉信息。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种足式机器人，其特征在于，包括：

躯体组件；

头部组件，所述头部组件与所述躯体组件转动连接；

腿部组件，所述腿部组件与所述躯体组件转动连接；以及

尾部组件，所述尾部组件与所述躯体组件固定连接；

所述头部组件包括第一传感器组件，所述第一传感器组件获取视觉信息、听觉信息以及触觉信息以使所述足式机器人获取所述周边环境信息。

2.根据权利要求1所述的足式机器人，其特征在于：

所述第一传感器组件包括：

第一视觉传感器，所述足式机器人通过所述第一视觉传感器获取所述视觉信息；

第一听觉传感器，所述足式机器人通过所述第一听觉传感器获取所述听觉信息；以及

第一触觉传感器，所述足式机器人通过所述第一触觉传感器获取所述触觉信息。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的足式机器人，其特征在于：

所述头部组件还包括头部第一安装部件以及头部第二安装部件，所述头部第一安装部件与所述头部第二安装部件转动连接，所述头部第二安装部件与所述躯体组件转动连接，所述头部第一安装部件与所述头部第二安装部件之间的转动方向与所述头部第二安装部件与所述躯体组件之间的转动方向垂直；所述第一传感器组件设置在所述头部第一安装部件上。

4.根据权利要求3所述的足式机器人，其特征在于：

所述头部组件还包括第一电机以及第二电机，所述第一电机设置在所述头部第一安装部件与所述头部第二安装部件的连接处，所述第二电机设置在所述所述头部第二安装部件与所述躯体组件的连接处，所述第一电机的设置方向与所述第二电机的设置方向垂直。

5.根据权利要求1所述的足式机器人，其特征在于：

所述躯体组件包括：

躯体支架；

第一提手，所述第一提手设置在所述躯体支架的顶面上；

充电组件，所述充电组件设置在所述躯体支架的底面上；以及

第二传感器组件，所述第二传感器组件设置在所述躯体支架的侧面。

6.根据权利要求5所述的足式机器人，其特征在于：

所述第二传感器组件包括：

第二视觉传感器，所述第二视觉传感器用于获取所述足式机器人的侧面的视觉信息；

温湿度传感器，所述温湿度传感器用于获取环境中的温度以及湿度信息；以及

气体传感器，所述气体传感器用于获取环境中的气体信息。

7.根据权利要求1所述的足式机器人，其特征在于：

所述腿部组件包括：

腿部第一安装部件，所述腿部第一安装部件与所述躯体组件固定连接；

腿部第二安装部件，所述腿部第二安装部件与所述腿部第一安装部件转动连接；以及

腿部第三安装部件，所述腿部第三安装部件与所述腿部第二安装部件转动连接。

8.根据权利要求7所述的足式机器人，其特征在于：

所述腿部第二安装部件一端与所述腿部第一安装部件转动连接，所述腿部第二安装部件的另一端与所述腿部第三安装部件转动连接。

9.根据权利要求8所述的足式机器人，其特征在于：

所述腿部组件还包括第三电机以及第四电机，所述第三电机设置在所述腿部第二安装部件内，所述第三电机设置在所述腿部第一安装部件与所述腿部第二安装部件的连接处；所述第四电机设置在所述腿部第二安装部件内，所述第四电机设置在所述腿部第二安装部件与所述腿部第三安装部件的连接处。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的足式机器人，其特征在于：

所述腿部第三安装部件的背离所述腿部第二安装部件的端部设置有力传感器，所述力传感器用于感知所述腿部第三安装部件处的受力信息。