CN114603602A - 机器人及其交互模组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机器人及其交互模组。该交互模组包括：承载架；开关件，设置于承载架的一侧；传感组件，设置于承载架背离开关件的一侧，用于接收手势交互；拾音组件，设置于传感组件和承载架之间，用于拾取语音信息。通过上述方式，本申请提供的交互模组集成有多种不同的交互方式，结构更加紧凑，且所占用的面积小，能够与各种机器人具有更好的融合交互性。

Description

机器人及其交互模组

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人及其交互模组。

背景技术

随着科技的发展，机器人已被广泛应用与家庭、医疗、餐饮、建筑等行业，给人们的生活、生产带来诸多便利。同时人们对于机器人的要求也越来越高，特别是与机器人的互动需求越来越多。

随着电子技术的发展，机器人要实现的交互需求越来越多，机器人上用于交互的硬件种类也越来越多。目前市面上机器人所具备的交互功能往往是通过各种交互硬件的叠加来实现的，所以机器人身体及头部可见各种用于交互的硬件或者开关。这些硬件或者开关分布广泛，一方面影响机器人的外形设计，另一方面接线排线复杂。

发明内容

本申请主要提供一种机器人及其交互模组，以解决机器人中各种交互硬件分布广泛所带来的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种交互模组。所述交互模组包括：承载架；开关件，设置于所述承载架的一侧；传感组件，设置于所述承载架背离所述开关件的一侧，用于接收手势交互；拾音组件，设置于所述传感组件和所述承载架之间，用于拾取语音信息。

在一些实施例中，所述传感组件包括支撑件和设置于所述支撑件上的触觉感应元件，所述触觉感应元件用于感应按压力的大小。

在一些实施例中，所述传感组件还包括：滑动感应元件，所述滑动感应元件设置于所述支撑件上且位于所述触觉感应元件的一侧，用于感应滑动手势；和/或，按键感应元件，设置于所述支撑件上，所述按键感应元件用于感应按压手势。

在一些实施例中，所述滑动感应元件和/或所述按键感应元件环绕所述触觉感应元件设置，所述触觉感应元件还用于显示对应于所述滑动感应元件和/或所述按键感应元件的调节参数。

在一些实施例中，所述拾音组件包括固定支架和设置于所述固定支架上的拾音件，所述固定支架与所述承载架连接，所述拾音件位于所述固定支架和所述承载架之间。

在一些实施例中，所述拾音组件还包括密封垫和保护垫，所述拾音件夹设于所述密封垫和所述保护垫之间，所述固定支架压持于所述密封垫上，所述保护垫设置于所述承载架和所述拾音件之间。

在一些实施例中，所述固定支架上设有第一拾音孔，所述密封垫上设有第二拾音孔，所述第二拾音孔和所述第一拾音孔对齐；所述拾音件包括拾音传感器，所述拾音传感器与所述第二拾音孔对齐；

所述保护垫设有凹槽，所述拾音传感器置于所述凹槽。

在一些实施例中，所述拾音件包括电路板，所述拾音传感器设置于所述电路板上，所述固定支架包括环压板和设置于所述环压板一侧的定位柱，所述环压板压持于所述密封垫，所述环压板设有所述第一拾音孔，所述定位柱穿过所述密封垫、所述电路板和所述保护垫，并与所述承载架连接；

所述密封垫呈环状，所述传感组件穿越所述环压板和所述密封垫，而叠至于所述电路板上。

在一些实施例中，所述电路板上设有开口，所述保护垫均呈环状，所述承载架包括承载板和设置于所述承载板的多个延伸臂，所述承载板呈环状，所述开关件设置于所述多个延伸臂离所述承载板的一端；

其中，所述传感组件的接电口自所述开口、所述保护垫和所述承载板露出。

在一些实施例中，所述交互模组还包括盖板和弹性件，所述弹性件呈环状，且环绕所述传感组件设置，所述盖板盖设所述传感组件且设置于所述弹性件的内圈，所述盖板上还设有第三拾音孔，所述第三拾音孔与所述第一拾音孔对齐；所述弹性件的内圈还连接所述环压板，所述弹性件的外圈用于连接外部结构。

在一些实施例中，所述弹性件包括环圈壁和第一连接臂、第二连接臂，所述盖板连接于所述环圈壁的内圈，所述第一连接臂环设于所述环圈壁的内圈边缘，且所述第一连接臂背离所述环圈壁的一端连接所述环压板，所述第二连接臂环设于所述环圈壁的外圈边缘，所述第二连接臂用于连接外部结构。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种机器人。所述机器人包括如上述的交互模组。

本申请的有益效果是：本申请公开了一种机器人及其交互模组。通过将开关件、传感组件和拾音组件均集成于承载架上，开关件还隐藏于承载架背离传感组件和拾音组件的一侧，并可通过按压传感组件而触发，使得交互模组同时集成有多种不同的交互方式，结构更加紧凑，且所占用的面积小，能够与各种机器人具有更好的融合交互性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的机器人一实施例的结构示意图；

图2是图1所示机器人的部分分解结构示意图；

图3是图1所示机器人中交互模组的结构示意图；

图4是图3所示交互模组的分解结构示意图；

图5是图3所示交互模组的俯视结构示意图；

图6是图4所示交互模组中传感组件、固定支架、拾音件和弹性件相装配后的仰视结构示意图；

图7是图4所示交互模组中拾音组件的分解结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

本申请提供一种机器人300，参阅图1至图2，图1是本申请提供的机器人一实施例的结构示意图，图2是图1所示机器人的部分分解结构示意图。

该机器人300包括头部结构200和交互模组100，交互模组100安装于头部结构200上；在其他实施方式中，交互模组100还可以安装于机器人300的其他部位，例如四肢、移动底座或躯干上，本申请对此不不作具体限定。

头部结构200包括头部框架201、拍照模组202、显示模组203、后盖204和控制电路板205，拍照模组202、显示模组203、后盖204和交互模组100均安装于头部框架201上，拍照模组202和显示模组203位于头部框架201的同一侧，后盖204与头部框架201可拆卸连接，以便于安装和检修头部框架201内的各部件，控制电路板205设置于头部框架201内，其与拍照模组202、显示模组203和交互模组100电连接。

结合参阅图3和图4，图3是图1所示机器人中交互模组的结构示意图，图4是图3所示交互模组的分解结构示意图。

交互模组100包括承载架10、开关件20、传感组件30和拾音组件40，其中开关件20设置于承载架10的一侧；传感组件30设置于承载架10背离开关件20的一侧，传感组件30用于接收手势交互；拾音组件40设置于传感组件30和承载架10之间，用于拾取语音信息。

可以理解的，手势交互指传感组件30可以感知用户在其上的手势动作，并将特征的手势动作与相应的指令相映射，例如手部在传感组件30上的滑动、敲击或按压等动作，可以对应于音量的调节、亮度的调节、翻页、唤醒和启动等指令。

例如，传感组件30包括有触摸屏，该触摸屏可以是电容屏或电阻屏等，其可感应用户的手指触摸动作；传感组件30还可以包括有按键，其可以感应用户的按压动作；传感组件30也可以包括摄像头，其可以通过无接触的方式接收用户的手势交互。

拾音组件40可以拾取用户的语音信息，进而可接受用户的语音指令，或理解用户的语音信息，进而可与用户进行对话等。

开关件20设置于承载架10背离传感组件30和拾音组件40的一侧，则通过按压传感组件30还可触发开关件20，开关件20可以被配置为启动键或急停键等。其中，传感组件30和开关件20所感知的力度不同，因而可避免传感组件30和开关件20同时被触发。

本申请通过将开关件20、传感组件30和拾音组件40均集成于承载架10上，开关件20还隐藏于承载架10背离传感组件30和拾音组件40的一侧，并可通过按压传感组件30而触发，使得交互模组100同时集成有多种不同的交互方式，结构更加紧凑，且所占用的面积小，能够与各种机器人具有更好的融合交互性。

结合参阅图4和图5，其中图5是图3所示交互模组的俯视结构示意图。

传感组件30包括支撑件31和设置于支撑件31上的触觉感应元件32，触觉感应元件32用于感应按压力的大小。

例如，用户可通过“拍一拍”等手势，敲击触觉感应元件32，以唤醒机器人300；或者该“拍一拍”手势还可对应于唤醒机器人300的语音交互或音乐播放等功能；触觉感应元件32还可根据用户按压的时长，启动不同的功能，例如短按对应于播放音乐，长按对应于聊天等；触觉感应元件32还可以根据按压力度的大小调节机器人300的一些参数，例如轻按对应于音量或亮度调小，重按对应于音量或亮度调大等。

触觉感应元件32为触摸显示模组，其能够感应用户的手势交互，还能够显示画面等。触觉感应元件32还可以是触觉传感器，其通过对力的反馈执行不同的指令。

如图5所示，传感组件30还包括滑动感应元件33，滑动感应元件33设置于支撑件31上且位于触觉感应元件32的一侧，用于感应滑动手势。

滑动感应元件33呈弧形，手指沿顺时针方向在该滑动感应元件33上滑动，可表示音量或亮度等的增加；手指沿逆时针方向在该滑动感应元件33上滑动，可表示音量或亮度等的减少。

滑动感应元件33也可呈成直条状或者其他形状，手指在滑动感应元件33上绘制不同的图案可启动对应的指令，例如双指在滑动感应元件33上沿一方向滑动，可启动拍照模组202，双指再沿反方向滑动可关闭该拍照模组202；三指在滑动感应元件33上沿一方向滑动，可启动显示模组203，双指再沿反方向滑动可关闭该显示模组203等。

对应于滑动感应元件33的手势交互方式也可应用于触觉感应元件32上，不在赘述。

可以理解的，触觉感应元件32和滑动感应元件33分别对应有不同的手势指令集，以便于将传感组件30的指示功能进行分区，例如触觉感应元件32对应于机器人300的动作指令集，该动作指令集包括跟随、巡游、拍照和播放音乐等，滑动感应元件33可对应于机器人300的参数调节指令集，参数调节指令集包括音量、亮度、行走速度和语速等，从而可更好地与机器人300进行交互。

如图5所示，传感组件30还可以包括按键感应元件34，按键感应元件34设置于支撑件31上，按键感应元件34用于感应按压手势，其可用于标志常用的功能，例如音量的加减或拍照功能的启停等，以进一步地区别于触觉感应元件32和滑动感应元件33。

本实施例中，按键感应元件34的数量为两个，分别对应于音量的加和减。

换言之，传感组件30将交互手势划分为三级，分别对应于触觉感应元件32、滑动感应元件33和按键感应元件34，以对其所控制的交互功能进行区分，便于用户使用，提升用户与机器人300之间的交互程度。

滑动感应元件33和按键感应元件34环绕触觉感应元件32设置，触觉感应元件32还用于显示对应于滑动感应元件33和/或按键感应元件34的调节参数，即触觉感应元件32还具有显示功能，用户对滑动感应元件33和按键感应元件34的手势操作，将以可视化的方式显示于触觉感应元件32上，使得用户更直观地感受到相应的调节动作，其中调节参数可以是音量的大小或亮度的大小等。

滑动感应元件33的数量可以是一个或多个，按键感应元件34的数量可以是一个或多个，且均绕触觉感应元件32设置，通过集中各感应元件，以优化各感应元件的分布位置，使得传感组件30所占据的面积较小，使得交互模组100的更易于安装于机器人300的头部结构200或其他部位。

本实施例中，触觉传感元件32呈圆形，滑动感应元件33呈弧形，滑动感应元件33的数量为两个，其对称分布于触觉传感元件32的周侧；按键感应元件34呈圆形，且按键感应元件34的直径与滑动感应元件33的宽度大致相当，按键感应元件34也为两个并对称分布于触觉传感元件32的周侧，其中两个滑动感应元件33和两个按键感应元件34交叉分布。

在其他实施方式中，传感组件30还可以包括触觉感应元件32和滑动感应元件33，或者传感组件30包括触觉感应元件32和按键感应元件34，进而传感组件30将交互手势划分为两级。

结合参阅图4、图6和图7，其中图6是图4所示交互模组中传感组件、固定支架、拾音件和弹性件相装配后的仰视结构示意图，图7是图4所示交互模组中拾音组件的分解结构示意图。

拾音组件40可以是拾音件41，拾音件41包括拾音传感器411，拾音传感器411的数量可以是一个或多个；若拾音传感器411的数量为多个，则拾音件41还可以包括电路板412，多个拾音传感器411设置于电路板412上。

拾音件41与传感组件30层叠设置，且位于传感组件30和承载架10之间。例如，拾音件41通过粘接、焊接或螺接等方式设置于传感组件30和承载架10之间。

拾音组件40还可以包括固定支架42和设置于固定支架42上的拾音件41，固定支架42与承载架10连接，拾音件41位于固定支架42和承载架10之间，即通过固定支架42与承载架10的连接，以实现对拾音件41的固定。

拾音组件40还包括密封垫43和保护垫44，拾音件41夹设于密封垫43和保护垫44之间，固定支架42压持于密封垫43上，保护垫44设置于承载架10和拾音件41之间。密封垫43和保护垫44夹设于拾音件41的两侧，可保护拾音件41，防止其被压持损伤。

本实施例中，拾音件41包括电路板412和设置于电路板412上的多个拾音传感器411，其中电路板412夹设于密封垫43和保护垫44之间，保护垫44设有凹槽441，拾音传感器411置于凹槽441，以保护并密封各拾音传感器411，可降低外界噪音对各拾音传感器411的不良影响。

固定支架42上设有第一拾音孔421，密封垫43上设有第二拾音孔432，第二拾音孔432和第一拾音孔421对齐，且拾音传感器411与第二拾音孔432对齐，拾音传感器411通过第一拾音孔421和第二拾音孔432，拾取外界的语音。

固定支架42上设有至少一个第一拾音孔421，例如多个第一拾音孔421环绕设置于固定支架42上；密封垫43上设有至少一个第二拾音孔432，例如多个第二拾音孔432环绕设置于密封垫43上。

密封垫43为泡沫密封垫或硅胶密封垫等，第一拾音孔421和第二拾音孔432还能够降低风噪，提升拾音质量。

进一步地，密封垫43还粘接于固定支架42和拾音件41之间，密封垫43还可有效隔绝各拾音传感器411，以较少各拾音传感器411相互之间的噪音影响。

保护垫44为橡胶垫或硅胶垫，其能够缓冲来自外界或固定支架42的压力，使得拾音件41免于受到损伤。

固定支架42包括环压板422和设置于环压板422一侧的定位柱423，环压板422压持于密封垫43上，环压板422设有第一拾音孔421，定位柱423穿过密封垫43、电路板412和保护垫44，并与承载架10连接。

定位柱423的数量可以是一个或多个，其中至少一个定位柱423上设有防呆结构，密封垫43、电路板412、保护垫44和承载架10上设有相应的防呆结构，以使得各部件能够按设定的方位相装配。

例如其中一个定位柱423设有限位筋，而其余定位柱423均为光柱，密封垫43、电路板412、保护垫44和承载架10上相应的一个过孔设有与该限位筋相配的限位槽。

环压板422呈环状，密封垫43呈环状，传感组件30穿越环压板422和密封垫43，而叠至于电路板412上，有利于减少交互模组100的高度，进一步提升交互模组100的集中程度，交互模组100的结构更加紧凑，所占用的体积也得以减小。

可选地，环压板422和密封垫43均可以呈平板状，传感组件30叠至于环压板422上；固定支架42也可以仅包括环压板422，并通过紧固件穿过密封垫43、电路板412和保护垫44连接环压板422和承载架10。

电路板412上设有开口413，保护垫44均呈环状，以露出开口413和电路板412上的接电口；承载架10包括承载板11和设置于承载板11的多个延伸臂12，承载板呈环状，开关件20设置于多个延伸臂12远离承载板11的一端；其中，传感组件30的接电口自开口413、保护垫44和承载板11露出。进而传感组件30和拾音组件40均通过承载架10实现电连接，可避免导线夹设于传感组件30、拾音组件40和承载架10中任意两者之间，有利于减小交互模组100的高度。

其中，开关件20可以连接于多个延伸臂12离承载板11的一端；开关件20也可以与多个延伸臂12离承载板11的一端间隔设置，其间隙可以较小，例如2mm至4mm，即承载架10移动一段距离后可触发开关件20；或者多个延伸臂12离承载板11的一端搭接于开关件20上。

如图3、图5和图6所示，交互模组100还包括盖板51和弹性件52，弹性件52呈环状，且环绕传感组件30设置，盖板51盖设传感组件30且设置于弹性件52的内圈，即盖板51盖设触觉感应元件32、滑动感应元件33和按键感应元件34，盖板51对触觉感应元件32、滑动感应元件33和按键感应元件34起保护作用，用户通过对映射于盖板51上的各感应元件位置进行手势操作，以触发相应的指令。

盖板51为透明盖板，其可以是玻璃盖板或塑胶盖板等。

盖板51上还设有至少一个第三拾音孔513，第三拾音孔513与第一拾音孔421对齐；例如多个第三拾音孔513环绕设置于盖板51。

盖板51连接于环压板422上，例如盖板51通过粘接或二次注塑方式连接环压板422。

弹性件52的内圈还连接环压板422，弹性件52的外圈用于连接外部结构，例如弹性件52的外圈连接头部框架201。

弹性件52具有弹性形变的能力，交互模组100安装于头部结构200上，通过按压盖板51，可使得交互模组100向下移动一段距离，以触发开关件20，开关件20可以为暂停开关或紧急停止开关。开关件20可以是自锁式或者非自锁式开关类型。当施加在交互模组100上的力撤离时，弹性件52回复到原始位置，开关件20也可以停止触发。

弹性件52包括环圈壁520和第一连接臂521、第二连接臂522，盖板51连接于环圈壁520的内圈，第一连接臂521环设于环圈壁520的内圈边缘，且第一连接臂521背离环圈壁520的一端连接环压板422，第二连接臂522环设于环圈壁520的外圈边缘，第二连接臂522用于连接外部结构，例如第二连接臂522连接头部框架201。

第二连接臂522可通过粘接或二次注塑方式与外部结构连接，第一连接臂521和第二连接臂522之间形成有槽，可增加弹性件52的变形能力，第二连接臂522还设有缺口523，缺口523用以定位其与外部结构的连接位置。

可选地，弹性件52也可以仅包括环圈壁520。

本申请公开了一种机器人及其交互模组。通过将开关件、传感组件和拾音组件均集成于承载架上，开关件还隐藏于承载架背离传感组件和拾音组件的一侧，并可通过按压传感组件而触发，使得交互模组同时集成有多种不同的交互方式，结构更加紧凑，且所占用的面积小，能够与各种机器人具有更好的融合交互性。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种交互模组，其特征在于，所述交互模组包括：

承载架；

开关件，设置于所述承载架的一侧；

传感组件，设置于所述承载架背离所述开关件的一侧，用于接收手势交互；

拾音组件，设置于所述传感组件和所述承载架之间，用于拾取语音信息。

2.根据权利要求1所述的交互模组，其特征在于，所述传感组件包括支撑件和设置于所述支撑件上的触觉感应元件，所述触觉感应元件用于感应按压力的大小。

3.根据权利要求2所述的交互模组，其特征在于，所述传感组件还包括：

滑动感应元件，所述滑动感应元件设置于所述支撑件上且位于所述触觉感应元件的一侧，用于感应滑动手势；

和/或，按键感应元件，设置于所述支撑件上，所述按键感应元件用于感应按压手势。

4.根据权利要求3所述的交互模组，其特征在于，所述滑动感应元件和/或所述按键感应元件环绕所述触觉感应元件设置，所述触觉感应元件还用于显示对应于所述滑动感应元件和/或所述按键感应元件的调节参数。

5.根据权利要求1所述的交互模组，其特征在于，所述拾音组件包括固定支架和设置于所述固定支架上的拾音件，所述固定支架与所述承载架连接，所述拾音件位于所述固定支架和所述承载架之间。

6.根据权利要求5所述的交互模组，其特征在于，所述拾音组件还包括密封垫和保护垫，所述拾音件夹设于所述密封垫和所述保护垫之间，所述固定支架压持于所述密封垫上，所述保护垫设置于所述承载架和所述拾音件之间。

7.根据权利要求6所述的交互模组，其特征在于，所述固定支架上设有第一拾音孔，所述密封垫上设有第二拾音孔，所述第二拾音孔和所述第一拾音孔对齐；所述拾音件包括拾音传感器，所述拾音传感器与所述第二拾音孔对齐；

所述保护垫设有凹槽，所述拾音传感器置于所述凹槽。

8.根据权利要求7所述的交互模组，其特征在于，所述拾音件包括电路板，所述拾音传感器设置于所述电路板上，所述固定支架包括环压板和设置于所述环压板一侧的定位柱，所述环压板压持于所述密封垫，所述环压板设有所述第一拾音孔，所述定位柱穿过所述密封垫、所述电路板和所述保护垫，并与所述承载架连接；

所述密封垫呈环状，所述传感组件穿越所述环压板和所述密封垫，而叠至于所述电路板上。

9.根据权利要求8所述的交互模组，其特征在于，所述电路板上设有开口，所述保护垫均呈环状，所述承载架包括承载板和设置于所述承载板的多个延伸臂，所述承载板呈环状，所述开关件设置于所述多个延伸臂离所述承载板的一端；

其中，所述传感组件的接电口自所述开口、所述保护垫和所述承载板露出。

10.根据权利要求8所述的交互模组，其特征在于，所述交互模组还包括盖板和弹性件，所述弹性件呈环状，且环绕所述传感组件设置，所述盖板盖设所述传感组件且设置于所述弹性件的内圈，所述盖板上还设有第三拾音孔，所述第三拾音孔与所述第一拾音孔对齐；所述弹性件的内圈还连接所述环压板，所述弹性件的外圈用于连接外部结构。

11.根据权利要求10所述的交互模组，其特征在于，所述弹性件包括环圈壁和第一连接臂、第二连接臂，所述盖板连接于所述环圈壁的内圈，所述第一连接臂环设于所述环圈壁的内圈边缘，且所述第一连接臂背离所述环圈壁的一端连接所述环压板，所述第二连接臂环设于所述环圈壁的外圈边缘，所述第二连接臂用于连接外部结构。

12.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括如权利要求1至11任一项所述的交互模组。

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