CN113618752A - 一种移动式导盲犬机器人及其头部转动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动式导盲犬机器人的头部转动装置,包括依次连接的第一电机、T型套筒、第一联轴器、第二电机以及斜向支撑架;T型套筒包括相互垂直固接的横向套筒和纵向杆;第一电机套接在横向套筒中,其输出轴与机器人的头部固接并相对横向套筒转动;斜向支撑架包括电机法兰架、斜向连接架及基座;电机法兰架与第二电机的法兰固接;基座与机器人的移动本体固接;斜向连接架一端与电机法兰架垂直固接,另一端与基座倾斜固接;第一联轴器一端与第一电机的输出轴固接;另一端与T型套筒的纵向杆固接。本发明可以使导盲犬机器人能够拓展环境探测范围,以及灵活地面向人进行交互,提高其智能化程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动式导盲犬,特别涉及一种移动式导盲犬机器人及其头部转动装置。
背景技术
盲人及视障人士是社会上的弱势群体。中国残联的数据显示,目前我国至少有500万盲人,且盲人数量正在以每年45万的速度迅速增加。然而,为盲人提供服务的导盲犬由于选种苛刻、训练难度大、成本高等原因,很难使大多数盲人受惠。
随着自动化技术的快速发展、硬件性能的快速提升以及成本的下降,导盲辅具逐渐在盲人的日常生活中发挥作用。目前,导盲辅具主要包括导盲手杖、穿戴式导盲设备、手持导盲仪器等。为了缓解国内盲人庞大数量与导盲犬稀少之间的固有矛盾,市场上出现了各式导盲辅具,例如导盲杖、导盲穿戴辅具等。然而,这些导盲辅具的安全性与使用便捷性欠缺,且由于导盲辅具体积的限制,很难再配置相应传感器以拓展更多功能。
目前,为了提高导盲辅具的安全性与使用便捷性,出现了一些功能相对简单的移动式导盲犬机器人,这些导盲犬机器人通过头部的相机探测周围视野,判断走行方向,但因导盲犬机器人头部相对固定,导致相机视野比较小,而且如果发生障碍物阻挡相机探测视野的情况时,会使导盲犬机器人判断不准确。
发明内容
为了使导盲犬机器人能够拓展环境探测范围,以及灵活地面向人进行交互,提高其智能化程度,本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种提高导盲能力的移动式导盲犬机器人及其头部转动装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种移动式导盲犬机器人的头部转动装置,包括依次连接的第一电机、T型套筒、第一联轴器、第二电机以及斜向支撑架;T型套筒包括相互垂直固接的横向套筒和纵向杆;第一电机套接在横向套筒中,其输出轴与机器人的头部固接并相对横向套筒转动;斜向支撑架包括电机法兰架、斜向连接架及基座;电机法兰架与第二电机的法兰固接;基座与机器人的移动本体固接;斜向连接架一端与电机法兰架垂直固接,另一端与基座倾斜固接;第一联轴器一端与第一电机的输出轴固接;另一端与T型套筒的纵向杆固接。
进一步地,还包括用于限制第一电机旋转角度的第一转动限位装置;第一转动限位装置包括两个限位块和用于检知两个限位块的第一限位块检知装置;两个限位块分别为限位块A1、限位块A2,限位块A1、限位块A2分别安装在横向套筒的内壁上,并分别对应第一电机正、反转极限位置;第一电机的输出轴固接第一限位块检知装置;第一限位块检知装置转动到限位块A1或限位块A2时发出信号至控制系统;控制系统发出信号使第一电机停止转动。
进一步地,还包括用于阻止第一电机旋转的第一转动阻停装置;第一转动阻停装置包括两个停止块和第一转动块;两个停止块分别为停止块B1、停止块B2,停止块B1、停止块B2分别安装在横向套筒的内壁上,并分别对应第一电机正、反转极限位置;第一电机的输出轴固接第一转动块;第一转动块转动到停止块B1或停止块B2时,被停止块B1或停止块B2阻挡。
进一步地,还包括用于限制第二电机旋转角度的第二转动限位装置;第二转动限位装置包括两个限位块和用于检知两个限位块的第二限位块检知装置;两个限位块分别为限位块C1、限位块C2,限位块C1、限位块C2分别安装在电机法兰架上,并分别对应第二电机正、反转极限位置;第一联轴器固接第二限位块检知装置;第二限位块检知装置转动到限位块C1或限位块C2时发出信号至控制系统;控制系统发出信号使第二电机停止转动。
进一步地,还包括用于阻止第二电机旋转的第二转动阻停装置;第二转动阻停装置包括两个停止块和第二转动块;两个停止块分别为停止块D1、停止块D2,停止块D1、停止块D2分别安装在电机法兰架上,并分别对应第二电机正、反转极限位置;第一联轴器固接第二转动块;第二转动块转动到停止块D1或停止块D2时,被停止块D1或停止块D2阻挡。
进一步地,T型套筒的纵向杆下端中心开孔;其孔内固定套接一连接轴;连接轴与第一联轴器固接。
进一步地,第一电机的输出轴为贯通轴;贯通轴两端分别对应与机器人的头部两侧固接。
进一步地,第一电机和第二电机均为直流伺服电机。
进一步地,还包括第二联轴器,第一电机的输出轴通过第二联轴器与机器人的头部固接。
本发明还提供了一种移动式导盲犬机器人,其移动本体上固接上述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置。
本发明具有的优点和积极效果是:本发明可以使导盲犬机器人能够拓展环境探测范围,以及灵活地面向人进行交互,提高其智能化程度,并可在不同的室外应用环境下,尤其遇到被障碍物阻挡相机探测视野的情况,也能实现正常导盲,并且能与盲人进行交流,满足盲人的多种出行需求。
附图说明
图1是本发明的一种移动式导盲犬机器人的头部转动装置的立体结构示意图。
图2是本发明的一种移动式导盲犬机器人的头部转动装置的主视图。
图中:1、横向套筒;2、轴承;3、第一电机的输出轴;4、纵向杆;5、连接轴;6、平板B;7、电机法兰架;8、第二电机;9、斜向连接架;10、基座;11、第一电机;12、第一联轴器;13、限位安装架。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹列举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
请参见图1和图2,一种移动式导盲犬机器人的头部转动装置,包括依次连接的第一电机11、T型套筒、第一联轴器12、第二电机8以及斜向支撑架;T型套筒包括相互垂直固接的横向套筒1和纵向杆4;第一电机11套接在横向套筒1中,第一电机的输出轴3与机器人的头部固接并相对横向套筒1转动;斜向支撑架包括电机法兰架7、斜向连接架9及基座10;电机法兰架7与第二电机8的法兰固接;基座10与机器人的移动本体固接;斜向连接架9一端与电机法兰架7垂直固接,另一端与基座10倾斜固接;第一联轴器12一端与第一电机的输出轴3固接;另一端与T型套筒的纵向杆4固接。
进一步地,还可包括用于限制第一电机11旋转角度的第一转动限位装置;第一转动限位装置可包括两个限位块和用于检知两个限位块的第一限位块检知装置;两个限位块可分别命名为限位块A1、限位块A2,限位块A1、限位块A2可分别安装在横向套筒1的内壁上,并分别对应第一电机11正、反转极限位置;第一电机的输出轴3可固接第一限位块检知装置;第一限位块检知装置转动到限位块A1或限位块A2时发出信号至控制系统;控制系统可发出信号使第一电机11停止转动。第一限位块检知装置可以为接近开关或光电开关。
进一步地,还可包括用于阻止第一电机11旋转的第一转动阻停装置;第一转动阻停装置可包括两个停止块和第一转动块;两个停止块可分别命名为停止块B1、停止块B2,停止块B1、停止块B2可分别安装在横向套筒1的内壁上,并分别对应第一电机11正、反转极限位置;第一电机的输出轴3可固接第一转动块;第一转动块转动到停止块B1或停止块B2时,被停止块B1或停止块B2阻挡。
限位块A1、限位块A2,与停止块B1、停止块B2可对应平行设置。可采用常规技术手段固定限位块A1、限位块A2,与停止块B1、停止块B2,比如在限位块A1、限位块A2,与停止块B1、停止块B2开设安装孔,在横向套筒1的内壁上开有螺纹孔,然后通过螺栓连接。
可采用常规技术手段在第一电机的输出轴3上固定第一限位块检知装置及第一转动块;比如设置安装架,安装架固定套接在第一电机的输出轴3上,第一限位块检知装置及第一转动块安装在安装架上。
进一步地,还可包括用于限制第二电机8旋转角度的第二转动限位装置;第二转动限位装置可包括两个限位块和用于检知两个限位块的第二限位块检知装置;两个限位块可分别命名为限位块C1、限位块C2,限位块C1、限位块C2可分别安装在电机法兰架7上,并分别对应第二电机8正、反转极限位置;第一联轴器12可固接第二限位块检知装置;第二限位块检知装置转动到限位块C1或限位块C2时发出信号至控制系统;控制系统发出信号可使第二电机8停止转动。
第二限位块检知装置可以为接近开关或光电开关。
进一步地,还可包括用于阻止第二电机8旋转的第二转动阻停装置;第二转动阻停装置可包括两个停止块和第二转动块;两个停止块可分别命名为停止块D1、停止块D2,停止块D1、停止块D2可分别安装在电机法兰架7上,并分别对应第二电机8正、反转极限位置;第一联轴器12可固接第二转动块;第二转动块转动到停止块D1或停止块D2时,被停止块D1或停止块D2阻挡。
还可以包括限位安装架13,限位安装架13包括相互垂直固接的平板A和平板B6,平板A中心开孔且与电机法兰架7平行,平板B6与斜向连接架9固接;限位块C1、限位块C2可分别安装在限位安装架13的平板A上,停止块D1、停止块D2可分别安装在限位安装架13的平板A上。
限位块C1、限位块C2与停止块D1、停止块D2可对应平行设置。可采用常规技术手段固定限位块C1、限位块C2、停止块D1、停止块D2,比如在限位块C1、限位块C2、停止块D1、停止块D2开设安装孔,在电机法兰架7或限位安装架13的平板A上开有螺纹孔,然后通过螺栓连接。
可采用常规技术手段在第一联轴器12上固定第二限位块检知装置及第二转动块;比如设置安装架,安装架固定在第一联轴器12上,第二限位块检知装置及第二转动块安装在安装架上。
进一步地,T型套筒的纵向杆4下端中心可开孔;其孔内可固定套接一连接轴5;连接轴5与第一联轴器12固接。
进一步地,第一电机的输出轴3可为贯通轴;贯通轴两端可分别对应与机器人的头部两侧固接。贯通轴两端可安装轴承2;轴承2内圈与第一电机11的贯通轴固接;轴承2外圈与横向套筒1的内壁固接。
进一步地,第一电机11和第二电机8可均为直流伺服电机。
进一步地,还可包括第二联轴器,第一电机的输出轴3可通过第二联轴器与机器人的头部固接。
第一、第二联轴器可采用现有技术中的联轴器,并采用常规技术手段与电机轴或连接轴连接。
本发明还提供了一种移动式导盲犬机器人实施例,其移动本体上固接上述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置。
本发明的工作原理:一种移动式导盲犬机器人的头部转动装置,包括依次连接的第一电机11、T型套筒、第一联轴器12、第二电机8以及斜向支撑架;第一联轴器12一端与第一电机的输出轴3固接;另一端与T型套筒的纵向杆4固接。第一电机11通过第一联轴器12带动T型套筒正反转;T型套筒正反转带动机器人头部左右转动;第二电机8输出轴与机器人的头部固接并相对横向套筒1转动。带动机器人头部上下转动。
这样可满足机器人头部的灵活转向需求,还可以使机器人头部的相机的视野扩大,还能绕开障碍物。如果在机器人头部安装语音识别及话筒,机器人头部的灵活转向可以使话筒更好地接收信号;使机器人能与盲人进行交流,满足盲人的多种出行需求。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施,不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围,即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰,仍落在本发明的专利范围内。
Claims (10)
1.一种移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,包括依次连接的第一电机、T型套筒、第一联轴器、第二电机以及斜向支撑架;T型套筒包括相互垂直固接的横向套筒和纵向杆;第一电机套接在横向套筒中,其输出轴与机器人的头部固接并相对横向套筒转动;斜向支撑架包括电机法兰架、斜向连接架及基座;电机法兰架与第二电机的法兰固接;基座与机器人的移动本体固接;斜向连接架一端与电机法兰架垂直固接,另一端与基座倾斜固接;第一联轴器一端与第一电机的输出轴固接;另一端与T型套筒的纵向杆固接。
2.根据权利要求1所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,还包括用于限制第一电机旋转角度的第一转动限位装置;第一转动限位装置包括两个限位块和用于检知两个限位块的第一限位块检知装置;两个限位块分别为限位块A1、限位块A2,限位块A1、限位块A2分别安装在横向套筒的内壁上,并分别对应第一电机正、反转极限位置;第一电机的输出轴固接第一限位块检知装置;第一限位块检知装置转动到限位块A1或限位块A2时发出信号至控制系统;控制系统发出信号使第一电机停止转动。
3.根据权利要求1所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,还包括用于阻止第一电机旋转的第一转动阻停装置;第一转动阻停装置包括两个停止块和第一转动块;两个停止块分别为停止块B1、停止块B2,停止块B1、停止块B2分别安装在横向套筒的内壁上,并分别对应第一电机正、反转极限位置;第一电机的输出轴固接第一转动块;第一转动块转动到停止块B1或停止块B2时,被停止块B1或停止块B2阻挡。
4.根据权利要求1所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,还包括用于限制第二电机旋转角度的第二转动限位装置;第二转动限位装置包括两个限位块和用于检知两个限位块的第二限位块检知装置;两个限位块分别为限位块C1、限位块C2,限位块C1、限位块C2分别安装在电机法兰架上,并分别对应第二电机正、反转极限位置;第一联轴器固接第二限位块检知装置;第二限位块检知装置转动到限位块C1或限位块C2时发出信号至控制系统;控制系统发出信号使第二电机停止转动。
5.根据权利要求1所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,还包括用于阻止第二电机旋转的第二转动阻停装置;第二转动阻停装置包括两个停止块和第二转动块;两个停止块分别为停止块D1、停止块D2,停止块D1、停止块D2分别安装在电机法兰架上,并分别对应第二电机正、反转极限位置;第一联轴器固接第二转动块;第二转动块转动到停止块D1或停止块D2时,被停止块D1或停止块D2阻挡。
6.根据权利要求1所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,T型套筒的纵向杆下端中心开孔;其孔内固定套接一连接轴;连接轴与第一联轴器固接。
7.根据权利要求1所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,第一电机的输出轴为贯通轴;贯通轴两端分别对应与机器人的头部两侧固接。
8.根据权利要求1所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,第一电机和第二电机均为直流伺服电机。
9.根据权利要求1所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置,其特征在于,还包括第二联轴器,第一电机的输出轴通过第二联轴器与机器人的头部固接。
10.一种移动式导盲犬机器人,其移动本体上固接权利要求1至9任一所述的移动式导盲犬机器人的头部转动装置。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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