CN202045637U - 一种服务机器人 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于机器人技术领域,尤其涉及到一种服务机器人。是由头部组件、主体支架、两个机器人手臂、机器人手臂驱动机构、颈部回转装置、行走轮装置、语音系统、无线传输系统、控制系统构成。还可以附加触摸屏显示器,扩展智能服务功能。该服务机器人在控制系统控制下运行,运行过程中红外传感器即时将路线标志信息反馈给控制系统,控制系统控制行走轮装置转动、停止、平衡、调节运行速度和控制运行方向,沿着既定的地标线路运行,完成端取、放下运送物品的程序。本实用新型与现有服务机器人相比,构思巧妙,结构合理,以美学比例设计,运送、服务动作协调、可靠、方便,可应用于餐厅、医院等场所。

Description

一种服务机器人

一、技术领域

[0001] 本实用新型属于机器人技术领域,尤其涉及到一种服务机器人。

二、背景技术

[0002] 从机器人诞生到现在,机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。随着计算机技术、微电子技术、网络技术等快速的发展,机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外,各种用于服务行业的先进机器人系统也有了长足的进展。控制系统性能的进一步提高,激光传感器、视觉传感器和力传感器在机器人系统中的成功应用,使机器人系统的可靠性有了很大提高。基础技术和器件的发展为机器人的智能化、仿人和仿生发展创造了良好的条件。当前,机器人不仅应用于工业领域,也在逐步应用于与人们生活联系紧密的领域。服务机器人、助老助残机器人、教育机器人、娱乐机器人的发明、生产和应用将会给人类的生活带来便利和乐趣。

[0003] 专利授权公告号为CN201565952U的“轮式智能自主移动服务机器人”,提供了一种自主避障、定位导航、地图构建系统,但是对于服务行业实用性较差。授权公告号为 CN101920498A的“实现室内服务机器人同时定位和地图创建的装置及机器人”是一种定位及测量绘图用的机器人,该机器人的结构和性能不适用于生活服务。

三、发明内容

[0004] 本实用新型的目的是克服现有的服务机器人的缺陷,提供一种在控制系统控制下沿既定线路或随意调控实施运行、停止,完成端取、放下的运送服务;并且,配置触摸屏显示器可以扩展智能控制性能的适用于餐厅、医院的服务机器人。

[0005] 本实用新型的基本构思是由头部组件、主体支架、两个机器人手臂、机器人手臂驱动机构、颈部回转装置、行走轮装置、语音系统、无线传输系统、控制系统构成;

[0006] 头部组件由头部壳体和安装在头部壳体的两视觉传感器构成,并通过颈部回转装置安装在主体支架上;颈部回转装置可用电机带动蜗轮蜗杆机构或直接安装微型电机;

[0007] 主体支架是由两条立支撑和一条横支撑构成的刚性构件,并固定在行走轮装置的基座上;主体支架的横支撑为机器人的两肩部壳体,肩部壳体内安装轴承,轴承内圈安装摆动轴;

[0008] 机器人手臂是由大臂壳体和小臂壳体构成;大臂壳体是两条支撑,在两条支撑之间安装电动推杆,两条支撑连接在摆动轴上,电动推杆的一端通过铰链与摆动轴链接,大臂壳体两条支撑的另一端与小臂壳体用铰链连接;小臂壳体上有小臂杠杆,小臂杠杆与电动推杆的另一端用铰链连接;摆动轴上安装手臂摆杆,手臂摆杆与机器人手臂驱动机构偏心轮连接;机器人手臂驱动机构是由两台微型电机及齿轮副、传动轴、偏心轮构成;在主体支架上对应两肩部位置分别安装微型电机作为两机器人手臂的驱动电机,微型电机动力输出轴上安装齿轮并与传动轴上的齿轮啮合,传动轴的另一端安装偏心轮,偏心轮上有沟槽,在沟槽上安装锁紧销子,锁紧销子连接机器人手臂摆杆;[0009] 行走轮装置是由两个驱动电机、两个驱动轮、链条、两个万向轮和红外传感器构成并安装在基座上;驱动电机动力输出轴和两个驱动轮轴上有链轮,链条分别安装在电机和驱动轮轴上的链轮上,将动力传递给两个驱动轮;

[0010] 控制系统由控制软件和连接件构成,并通过控制器件与电源相连接;行走轮装置两个电机、颈部回转电机、红外传感器、视觉传感器、机器人手臂驱动机构的两台微型电机、 电动推杆、及语音系统、无线传输系统与控制系统相连接。为了扩展服务机器人的智能服务功能,还可以在控制系统连接触摸屏显示器,通过触摸屏显示器选择服务项目。

[0011] 应用时将服务机器人放置在预先划定的带有路线标志的起始路段上,行走轮组件上的红外传感器对准路线标志。通过按钮或遥控传感器接通电源,电源根据应用环境选用随机安装的蓄电池或区域固定电源。在控制软件的控制下,红外传感器即时将路线标志信息反馈给控制系统,控制系统控制行走轮装置上的两个驱动电机通过链条带动两个驱动轮,转动、停止,平衡、调节运行速度和控制运行方向,沿着既定的地标线路运行,万向轮随动;语音系统在控制系统控制下播放预制的语音和音乐。颈部回转装置实现头部的转动,当遇到障碍时、或既定的停机信号时,头部组件的视觉传感器及时将信息反馈给控制系统控制驱动电机制动停机。机器人手臂驱动机构的两台微型电机接通电源后,在控制系统预编控制程序的控制下带动齿轮副、传动轴、偏心轮转动,带动用锁紧销子连接在偏心轮上的摆杆摆动,摆杆带动连接在摆动轴上的大臂摆动,调整锁紧销子在偏心轮沟槽内的位置在可以调整大臂摆动的角度,电动推杆在控制系统控制下推动小臂杠杆,使小臂伸展、弯曲,与路线运行动作协调控制机器人完成端取、放下运送物品的程序,根据需要和实际情况进行送餐、运输物品。语音的音乐和语言,手臂摆动、伸展、弯曲,机器人主体和头部转动运行程序,可以根据应用需要通过预编控制软件来实现。

[0012] 扩展智能服务功能的服务机器人运行时,在机器人体上安装触摸屏显示器,并与控制系统相连接,当机器人运行到客人所在位置时可以与客人进行简单的对话,客人通过触摸显示屏选择所需服务项目,选择服务项目信息反馈到控制系统,机器人根据控制系统指令行走、取送物品实施服务。

[0013] 本服务机器人可以单独应用1台,也可以用多服务台机器人在同一场所运行。当多台服务机器人在同一场所运行时,基站控制系统实施群控,合理布局各台机器人的位置, 调整其间距和行进速度;通过无线传输系统,机器人的具体位置会在基站电子地图上动态显不。

[0014] 本实用新型与现有服务机器人相比,构思巧妙,结构合理,以美学比例设计,运送、 服务动作协调、可靠、方便,可应用于餐厅、医院等场所。

四、附图说明:

[0015] 图1为本实用新型整体结构示意图的主视图;

[0016] 图2为本实用新型的手臂结构示意图;

[0017] 图3为本实用新型端送物品动作形态示意图。

[0018] 附图标记:

[0019] 1、头部组件 1-1、视觉传感器 1-2、头部壳体 1-3、颈部回转装置 2、手臂组件 2-1、大臂壳体 2-2、电动推杆 2-2-1、铰链 2-2-2、铰链 2_3、小臂壳体 2_3_1、小臂杠杆 2-3-2、铰链 2-4、摆动轴 2-5、摆杆 3、机器人手臂驱动机构 3_1、微型电机 3-2、小齿轮 3-3、大齿轮 3-4、传动轴 3-5、偏心轮 3_6、锁紧销子 4、主体支架 4-1、轴承 5、行走轮装置 5-1、驱动电机 5-2、驱动轮 5-3、链条 5_4、万向轮 5_5、 基座5-6、红外传感器6、控制系统7、触摸屏显示器

五、具体实施方式:

[0020] 结合附图详细叙述本实用新型的实施过程。

[0021] 如图1、图2、图3所示:

[0022] 设计高度为140cm-170cm。头部组件1可以用不锈钢或非金属做壳体1_2,外罩用彩色橡胶制作的各种面貌的头套进行面部及嘴巴、耳朵装饰。机器人身体外罩符合服务场合的壳体或服装。视觉传感器1-1可以选购市场现有的器件,语音系统、控制器件选购市场现有的器件,按照本实用新型的需要编制、选用软件。颈部回转装置1-3可用电机带动蜗轮蜗杆机构或直接安装微型电机,或选用市场现有的回转装置。

[0023] 主体支架4选择刚性材料制作,固定在行走轮装置5的基座5-5上。两肩部壳体内与机器人手臂组件连接部位匹配安装滚动轴承4-1,轴承内环安装摆动轴2-4。

[0024] 机器人手臂2是由大臂壳体2-1和小臂壳体2-3构成;大臂壳体2_1是用刚性材料金属或非金属板材做两条支撑,在两条支撑之间安装电动推杆2-2,两条支撑连接在摆动轴2-4上,电动推杆2-2的一端通过铰链2-2-1与摆动轴2-4链接;大臂壳体2_1的两条支撑的另一端与小臂壳体2-3用铰链连2-3-2接,小臂壳体2-3上有小臂杠杆2_3_1,小臂杠杆2-3-1与电动推杆2-2的另一端用铰链2-2-2连接;摆动轴2_4上安装手臂摆杆2_5,手臂摆杆2-5与机器人手臂驱动机构3的偏心轮3-5用锁紧销子3-6连接;机器人手臂驱动机构3是由两台微型电机3-1及小齿轮3-2、大齿轮3-3、、传动轴3-4、偏心轮3_5构成。在主体支架4上对应两肩部位置分别安装微型电机3-1作为两机器人手臂的驱动电机,微型电机动力输出轴上安装小齿轮3-2并与传动轴3-4上的大齿轮3-3啮合,传动轴3-4的另一端安装偏心轮3-5,偏心轮3-5上有沟槽,在沟槽上安装锁紧销子3-6,锁紧销子3-6连接摆杆2-5,在沟槽内调整锁紧销子3-6的位置可以改变摆杆2-5的摆动幅度,实现调整大臂壳体2-1的摆动幅度。行走轮装置5是由两个驱动电机5-1、两个驱动轮5-2、链条5-3、两个万向轮5-4和红外传感器5-6构成并安装在基座5-5上;驱动电机5-1动力输出轴和两个驱动轮5-2轴上有链轮,链条5-3分别安装在驱动电机5-1和驱动轮轴上的链轮上,将动力传递给两个驱动轮5-2。语音系统、无线传输系统可以安装在控制柜内或外。

[0025] 行走轮装置两个驱动电机5-1、颈部回转装置1-3的回转电机、红外传感器5-6、视觉传感器1-1、机器人手臂驱动机构的2台微型电机3-1、电动推杆2-2、及语音系统、无线传输系统与控制系统6相连接;控制系统6通过控制器件与随机附带的蓄电池或接通区域固定电源电源相连接。

[0026] 应用时将服务机器人放置在预先划定的带有路线标志的起始路段上,行走轮组件上的红外传感器5-6对准路线标志。通过按钮或遥控传感器接通电源,在控制软件的控制下,红外传感器5-6即时将路线标志信息反馈给控制系统6,控制系统6控制行走轮装置5 上的两个驱动电机5-1带动两个驱动轮5-2转动、停止,平衡、调节运行速度和控制运行方向,沿着既定的地标线路运行,万向轮5-4随动。在语音系统的伴音下,颈部回转装置1-3

5实现头部的转动,当遇到障碍时、或既定的停机信号时,头部组件1的视觉传感器1-1及时将信息反馈给电器控制系统6控制驱动电机5-1制动停机。机器人手臂驱动机构3,在控制系统预编控制程序的控制下带动大臂壳体2摆动,摆动幅度通过调整锁紧销子5-1在偏心轮3-5沟槽内的位置实现,电动推杆2-2在控制系统6控制下推动小臂杠杆2-3-1,使小臂伸展、弯曲与大臂摆动、路线运行动作协调控制机器人完成端取、放下运送物品的程序。应用时可以在小臂壳体2-3上配置现成的机器人手或托盘。

[0027] 在以上基础上,扩展该机器人的智能服务功能时,在服务机器人体上安装触摸屏显示器7并与电器控制系统6相连接,控制服务机器人运行到客人位置时,客人可以随机触摸显示屏选择所需服务项目,选择的服务项目信息反馈到控制系统,机器人各构件根据控制系统指令行走、取送物品实施服务。按照应用的需要,应用多台服务机器人在同一场所服务时,基站控制系统实施群控,与服务机器人控制系统协调,控制多台机器人的运行节拍, 实施多台机器人的服务项目。

[0028] 该服务机器人功能齐全,性能良好,技术先进,能满足餐厅、医院等场所的需要。

Claims (2)

1. 一种服务机器人,其特征为由头部组件、主体支架、两个机器人手臂、机器人手臂驱动机构、颈部回转装置、行走轮装置、语音系统、无线传输系统、控制系统构成;头部组件由头部壳体和安装在头部壳体的两视觉传感器构成,并通过颈部回转装置安装在主体支架上;颈部回转装置可用电机带动蜗轮蜗杆机构或直接安装微型电机;主体支架是由两条立支撑和一条横支撑构成的刚性构件,并固定在行走轮装置的基座上;主体支架的横支撑为机器人的两肩部壳体,肩部壳体内安装轴承,轴承内圈安装摆动轴;机器人手臂是由大臂壳体和小臂壳体构成;大臂壳体是两条支撑,在两条支撑之间安装电动推杆,两条支撑连接在摆动轴上,电动推杆的一端通过铰链与摆动轴链接,大臂壳体两条支撑的另一端与小臂壳体用铰链连接;小臂壳体上有小臂杠杆,小臂杠杆与电动推杆的另一端用铰链连接;摆动轴上安装手臂摆杆,手臂摆杆与机器人手臂驱动机构偏心轮连接;机器人手臂驱动机构是由两台微型电机及齿轮副、传动轴、偏心轮构成;在主体支架上对应两肩部位置分别安装微型电机作为两机器人手臂的驱动电机,微型电机动力输出轴上安装齿轮并与传动轴上的齿轮啮合,传动轴的另一端安装偏心轮,偏心轮上有沟槽,在沟槽上安装锁紧销子,锁紧销子连接机器人手臂摆杆;行走轮装置是由两个驱动电机、两个驱动轮、链条、两个万向轮和红外传感器构成并安装在基座上;驱动电机动力输出轴和两个驱动轮轴上有链轮,链条分别安装在电机和驱动轮轴上的链轮上,将动力传递给两个驱动轮;控制系统由控制软件和连接件构成,并通过控制器件与电源相连接;行走轮装置两个电机、颈部回转电机、红外传感器、视觉传感器、机器人手臂驱动机构的两台微型电机、电动推杆、及语音系统、无线传输系统与控制系统相连接。
2.根据权利要求1所述的一种服务机器人,其特征为所述的电器控制系统还可以连接触摸屏显示器。
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Patentee after: Zhang Yongpei

Patentee after: Ren Chunling

Address before: 250014 No. 19, chemical fiber Factory Road, Lixia District, Shandong, Ji'nan

Patentee before: Shandong Dalu Technology Co., Ltd.

CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Yongpei

Inventor after: Ren Chunling

Inventor before: Zhang Yongpei

C53 Correction of patent for invention or patent application
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111123

Termination date: 20160111