CN204156975U - 可移动的远程替身视频通讯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可移动的远程替身视频通讯装置，包括可移动底座、信息输入与输出装置和支撑系统；信息输入与输出装置包括设置有传感器、摄像头、麦克风和立体扬声器的显示屏；支撑系统包括垂直升降装置、垂直旋转装置以及水平旋转装置；垂直升降装置的下端固定在可移动底座，垂直升降装置的上端设置水平旋转装置，水平旋转装置上设置垂直旋转装置，垂直旋转装置上设置显示屏；可移动底座包括电子控制模块、动力电池、电机、通信模块以及驱动轮；电子控制模块分别与显示屏等装置信号连接；电机的输出轴与驱动轮相固定；动力电池分别与显示屏等耗电装置电连接。

Description

可移动的远程替身视频通讯装置

技术领域

本实用新型涉及一种通讯设备，尤其是一种在开展远程多人会议中使用的可移动的远程替身视频通讯装置。

背景技术

社会在发展，时代在进步，互联网自从1969年开始在美国出现之后，一直处于快节奏的发展之中，直到上个世纪90年代，由互联网带来信息大爆炸，从此，全世界范围内的信息交流得以加速。而现在的企业由于逐渐的全球化，在全球化过程中，一个企业内全球范围内的信息交流显得十分重要，所以现在的企业对远程交流和合作的需求越来越大。

为了能与远距离办公的员工和团队时刻保持更有效率地共同协作，仅仅进行电话信号的通讯往往已经不能满足现在的信息交流，继而，在这种对渴望进一步进行信息交流的基础上，90年代里出现了可视电话项目、之后发展了电话电视会议项目等等；然而，由于当时的网络技术发展，使得当时出现的可视通讯装置基本都保持了一种静止的可视通讯状态，甚至只能在特定的房间内才能使用，这显然是不可能满足人们对于可视通讯的需求的。

而随着本世纪内无线通讯技术的越发成熟，以及苹果手机的出现，使得无线手持终端的功能越发的强大起来，继而苹果的Facetime、微软的Skype、微信、QQ、Facebook、人人客户端等可以实现无线的视频信息交流的APP越加多了起来，而这些APP的出现使得手持终端的灵活性和手持终端内多传感器组的多功能性相互结合，带来了视频通讯方面的极大变革。

然而，相对于企业用户来说，在进行视频会议的时候，往往需要进行的肢体动作较多，继而，手持终端由于其体积、灵活性等原因，极大地限制了手持终端上的信息输入与输出装置的功能，其麦克风系统必须要将嘴紧贴手持终端才能输入信号，如其摄像头系统，由于体积很小，所以其感光元件很小，会导致成像的边缘产生磁化抖动或模糊的现象。这种限制对于企业级会议中配备的大型显示设备来说，简直就是一场灾难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单的可移动的远程替身视频通讯装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种可移动的远程替身视频通讯装置，包括可移动底座，所述可移动底座上设置有信息输入与输出装置，所述信息输入与输出装置与可移动底座之间通过支撑系统相连接；所述信息输入与输出装置包括设置有传感器、摄像头、麦克风和立体扬声器的显示屏；所述支撑系统包括垂直升降装置、垂直旋转装置以及水平旋转装置；所述垂直升降装置的下端固定在可移动底座，所述垂直升降装置的上端设置水平旋转装置，所述水平旋转装置上设置垂直旋转装置，所述垂直旋转装置上设置显示屏；所述可移动底座包括电子控制模块、动力电池、电机、通信模块以及驱动轮；所述电子控制模块分别与动力电池、电机、通信模块、水平旋转装置、垂直升降装置、垂直旋转装置、传感器、显示屏、摄像头、麦克风和立体扬声器相互信号连接；所述电机的输出轴与驱动轮相固定；所述动力电池分别与电子控制模块、电机、通信模块以及驱动轮；所述电子控制模块分别与动力电池、电机、通信模块、水平旋转装置、垂直升降装置、垂直旋转装置、传感器、显示屏、摄像头、麦克风和立体扬声器电连接。

作为对本实用新型所述的可移动的远程替身视频通讯装置的改进：所述显示屏为触控式显示屏；所述传感器为红外线追踪装置；所述立体扬声器在触控式显示屏的正下方；所述麦克风包括主麦克风、左麦克风以及右麦克风；所述主麦克风在触控式显示屏的正下方，所述左麦克风以及右麦克风分别设置在触控式显示屏的的左侧和右侧；所述摄像头和红外线追踪装置分别设置在触控式显示屏的正上方。

作为对本实用新型所述的可移动的远程替身视频通讯装置的进一步改进：所述红外线追踪装置由至少三个红外线传感器构成，所述任意红外线传感器均以不同角度设置。

作为对本实用新型所述的可移动的远程替身视频通讯装置的进一步改进：所述垂直升降装置包括配置垂直升降步进电机的螺旋升降机构和伸缩杆，所述螺旋升降机构的丝杆上固定伸缩杆；所述水平旋转装置包括水平旋转步进电机，所述伸缩杆的上端固定水平旋转步进电机；所述垂直旋转装置包括支撑杆和垂直旋转步进电机，所述支撑杆的一端与水平旋转步进电机的输出轴相固定，所述支撑杆的另外一端固定垂直旋转步进电机；所述垂直旋转步进电机的输出轴通过显示屏支架固定显示屏；所述电子控制模块分别与垂直升降步进电机、水平旋转步进电机和垂直旋转步进电机信号连接；动力电池分别与垂直升降步进电机、水平旋转步进电机和垂直旋转步进电机电连接。

作为对本实用新型所述的可移动的远程替身视频通讯装置的进一步改进：所述支撑杆与水平旋转步进电机的输出轴之间以七十五度的角度固定。

作为对本实用新型所述的可移动的远程替身视频通讯装置的进一步改进：所述显示屏的上端设置有摄像头旋转架和摄像头旋转步进电机，所述摄像头旋转步进电机的输出轴与摄像头旋转架相固定；所述摄像头旋转架上分别设置传感器和摄像头；所述电子控制模块与摄像头旋转步进电机信号连接；动力电池与摄像头旋转步进电机电连接。

作为对本实用新型所述的可移动的远程替身视频通讯装置的进一步改进：所述可移动底座的正下方设置有无线充电模块与动力电池相连接。

作为对本实用新型所述的可移动的远程替身视频通讯装置的进一步改进：所述可移动底座还设置有相应的传感器组；所述传感器组包括测距雷达、温度和湿度传感器、红外线装置以及烟雾探测装置；所述测距雷达、温度和湿度传感器、红外线装置以及烟雾探测装置分别与电子控制模块信号连接，所述测距雷达、温度和湿度传感器、红外线装置以及烟雾探测装置分别与动力电池电连接。

作为对本实用新型所述的可移动的远程替身视频通讯装置的进一步改进：所述电子控制模块的主芯片采用基于ARM构架、配有主频在600MHz以上的中央处理器；显示屏以及集成在显示屏上的其他设备与电子控制模块之间通过HDMI高清线转USB总线的形式进行信号连接；电子控制模块通过GPIO以及PWM控制电机的运行；通信模块均通过USB总线或者串行接口与电子控制模块信号连接。

而本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置集成了众多的传感器设备，并且通过这些传感器实现对目标的辨认以及追踪等，基本实现自动化的功能。本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置上，用于对信息输入与输出装置进行支撑的支撑系统是在基于使用习惯的基础上，经过长时间的创造性工作后设计的一种新型支撑系统，该系统可以进行上、下0到30厘米范围调整、水平0±90度角范围调整以及垂直0±15度角范围调整等，通过这样的多角度多方位的调整，可以实现将信息输入与输出装置调整到通话与拍摄的最佳角度。而通过其他的传感器部件的设置实现距离的测量，并实现本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置与使用者保持最佳的使用距离，而进一步的，通过对显示器上的麦克风以及立体扬声器的位置设置，增强语音输入输出的功能，克服了现有技术中，如果麦克风与使用者距离较远(如本实用新型的最佳使用距离四十厘米)会造成声频输入信号较弱，而造成输入故障。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本实用新型的主要结构示意图；

图2是垂直升降装置20、垂直旋转装置21以及水平旋转装置22的主要结构示意图；

图3是水平旋转装置22的主要结构示意图；

图4是可移动底座1内的所有装置的位置结构示意图。

具体实施方式

实施例1、图1～图4给出了一种可移动的远程替身视频通讯装置，包括可移动底座1，可移动底座1上设置有信息输入与输出装置3，所述信息输入与输出装置3与可移动底座1之间通过支撑系统2相连接。

本实用新型的信息输入与输出装置3包括设置有传感器31、摄像头32、麦克风33和立体扬声器34的显示屏30；显示屏30为5到13寸的触控式显示屏，人体与显示屏30之间以四十厘米这个最佳的读取距离为标准，该5到13寸的显示屏30的视觉体验感最佳；麦克风33包括主麦克风331、左麦克风332以及右麦克风333；主麦克风331在显示屏30的正下方，左麦克风332以及右麦克风333分别设置在显示屏30的左侧和右侧；立体扬声器34包括左扬声器341和右扬声器342，左扬声器341和右扬声器342分别设置在显示屏30的左、右两侧；传感器31为红外线追踪装置(以上所述的红外线追踪装置由三到五个不同角度的红外线传感器构成，根据三到五个红外线传感器收集到的信号强度差异可判断目标的方向)，可以实时的扫描设备周边的使用环境，并通过获取的数据推测出人体的位置；摄像头32和传感器31(红外线追踪装置)分别设置在显示屏30的正上方(即、显示屏30的正上方固定摄像头旋转步进电机，该摄像头旋转步进电机的输出轴上固定有摄像头旋转架，该摄像头旋转架上固定摄像头32和传感器31，通过该摄像头旋转步进电机驱动摄像头旋转架在垂直方向上进行180度的转动)；固定在显示屏30上，摄像头32对显示屏30正前方进行即时拍摄，而由于其可以进行180度的垂直转向，所以在使用者面对着显示屏30的时候，摄像头也可以进行其他周围环境的拍摄，比如正对着使用者正前方。

支撑系统2包括垂直升降装置20、垂直旋转装置21以及水平旋转装置22；垂直升降装置20的下端固定在可移动底座1上，垂直升降装置20的上端设置水平旋转装置22，水平旋转装置22上设置垂直旋转装置21，垂直旋转装置21上设置显示屏30；垂直升降装置20包括配置垂直升降步进电机的螺旋升降机构202和垂直升降装置201，螺旋升降机构202的丝杆上固定垂直升降装置201，螺旋升降机构202通过垂直升降步进电机进行驱动；水平旋转装置22包括水平旋转步进电机，垂直升降装置201的上端固定水平旋转步进电机；垂直旋转装置21包括支撑杆211和垂直旋转步进电机，支撑杆211的一端与水平旋转步进电机的输出轴相固定，支撑杆211的另外一端固定垂直旋转步进电机；垂直旋转步进电机的输出轴通过显示屏支架212固定显示屏30。

可移动底座1包括外壳10，在外壳10的左右两侧分别设置有驱动轮11(或者三角履带)，在外壳10内设置有电子控制模块12、动力电池13(高性能锂离子电池组、电池管理模块)、电机14、传感器组15(热敏传感器、测距传感器151和红外传感器152)以及通信模块16；动力电池13为本设备的主要供电系统，采用高性能锂离子电池组，在电池组内配套有电池管理模块(作用是平衡电池电量；读取电流、电压和热敏传感器信息)、热敏传感器(实时收集电池组内的温度信息，电池管理模块根据此信息在温度过高时停止电池组的放电，并发出声光电警报)，通过这些配置可以确保电池组能够高效且安全的运行；在外壳10内的下方空间内设置有无线充电模块17；测距传感器151(超声波雷达传感器等)和红外传感器152分别设置在外壳10内空间的前端位置，在本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置运行的时候，前端的测距传感器151和红外传感器152可以正确获取机器人前进道路上的障碍物；电机14包括左电机141和右电机142，左电机141和右电机142均采用的是直流电机，而左电机141和右电机142的输出轴分别对应固定于外壳10左侧的驱动轮11和外壳10右侧的驱动轮11；通信模块16采用无线通讯模块，包括WIFI模块、4G模块、3G模块以及局域网模块等。

以上所述的电子控制模块12分别与电机14(包括左电机141和右电机142)、传感器组15(热敏传感器、测距传感器151和红外传感器152)、动力电池13(高性能锂离子电池组、电池管理模块)、通信模块16(WIFI模块和4G模块、3G模块等)、垂直升降装置20的垂直升降步进电机、垂直旋转装置21的垂直旋转步进电机、水平旋转装置22的水平旋转步进电机、显示屏30、传感器31、摄像头32、麦克风33以及立体扬声器34信号连接；以上所述的动力电池13的高性能锂离子电池组分别与电机14(包括左电机141和右电机142)、传感器组15(热敏传感器、测距传感器151和红外传感器152)、通信模块16(WIFI模块和4G模块、3G模块等)、垂直升降装置20的垂直升降步进电机、垂直旋转装置21的垂直旋转步进电机、水平旋转装置22的水平旋转步进电机、显示屏30、传感器31、摄像头32、麦克风33以及立体扬声器34电连接。

本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置的使用步骤如下：

一、视频通讯功能：

通讯信号通过通信模块16传输，并最终由电子控制模块12将信号分配到显示屏30，由显示屏30进行显示；

使用者通过摄像头32输入当前的即时场景信息，并最终由电子控制模块12将该信息以数字信息的模式通过通信模块16发出，当通信模块16接入网络的时候，该视频信号就可以通过网络传输到另外一个提升机器人终端或者其他的视频显示终端上。

二、显示屏30的自动调节功能：

在本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置给予使用者一种与真人交流的体验，而在人与人相机交流的时候，人往往会根据当前的状态调整自身的身体，以达到最佳的舒适度，所以在使用者长久站立之后，使用者会通过坐下来调整身体的状态，而在保持坐的姿势过久之后，使用者往往会选用各处走动的方式来调整自身的学院循环等；基于这点，本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置采用特殊的调节装置(垂直升降装置20的垂直升降步进电机、垂直旋转装置21的垂直旋转步进电机、水平旋转装置22的水平旋转步进电机)，通过垂直升降装置20调整显示屏30的高度，在使用者站立或者坐的时候，显示屏30的高度调整到正对人脸的位置，这种位置使得人与本实用新型的替身机器在以四十厘米的最佳体验距离的时候，使用者从嘴巴发出的声音被主麦克风331、左麦克风332以及右麦克风333同时捕捉到，使得语音输入的质量获得最佳；而立体扬声器34的位置则正对着使用者的耳廓，使得声音的传递效果获得最佳；而显示屏30通过其尺寸的，使得使用者的可视角度可以获得最佳，并且带来语音功能的增强(通过显示屏30的尺寸带来主麦克风331、左麦克风332、右麦克风333的位置分布较为旷阔的话，语音输入功能会受到影响，只有合适尺寸的显示屏30进行这样的三角设置才能带来最佳的语音输入效果)；而摄像头32与传感器31(红外线追踪装置)之间的相互配合，则可以正确捕捉使用者的人体动态，将这种人体动态输入到电子控制模块12，就可以由电子控制模块12对使用者的进一步行动进行预判，并形成相应的动作指示。

以上所述的高度调节功能也可以通过如下所述的步骤进行相应的调节：

1、切换成手动调节模式，通过使用者在显示屏30上输入调节指令，该调节指令通过电子控制模块12驱动相应的电机完成调节功能。

2、切换成远程调节模式，通过通信模块16接入网络，再通过其他的终端(如手机、PAD、计算机等设备)输入相应的调节指令，该指令通过网络发送到通信模块16，再由通信模块16传输到电子控制模块12，再由电子控制模块12驱动相应的电机完成调节功能。

三、自动跟踪调节功能：

在使用者开始移动的过程中，摄像头32与传感器31(红外线追踪装置)锁定使用者的位置，在使用者开始移动的时候，通过电子控制模块12来推测使用者的运动轨迹，并通过这运动轨迹及时调整可移动底座1的转动，确保测距传感器151和红外传感器152实时正对着使用者，而测距传感器151将获取最新的可移动的远程替身视频通讯装置与使用者之间的距离，确保该可移动的远程替身视频通讯装置与使用者保持最佳的使用距离。

而在可移动底座1内还可以温度和湿度传感器以及烟雾探测装置，通过这些传感器获取使用者使用的周边环境，在使用者使用的时候，使用者可以通过显示屏30获取最新的周边环境数据。

四、自动充电：

在本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置电量低的时候，通过红外传感器152寻找相应的充电插座，并由驱动轮11带动本实用新型的可移动的远程替身视频通讯装置到充电插座上方，由可移动底座1底部的无线充电模块17进行无线充电。

以上所述的电子控制模块12的主芯片采用基于ARM构架、配有CPU并且主频在600MHz以上的中央处理器。在这个中央处理器内可以内置入嵌入式Linux操作系统等，并且可以采用现有的WINDONWS操作系统或者FDS自制系统等运行。显示屏30以及集成在显示屏30上的其他设备(传感器31、摄像头32、麦克风33和立体扬声器34)与电子控制模块12之间通过HDMI高清线转USB总线的形式进行信号连接；电子控制模块12通过GPIO以及PWM控制电机14的运行；通信模块16(WIFI模块、4G模块、3G模块以及局域网模块等)均通过USB总线或者串行接口与电子控制模块12信号连接。本实用新型的可以选用如微软公司在XBOX系列游戏机上使用的相应软件程序，并以此完成相应的功能。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.可移动的远程替身视频通讯装置，包括可移动底座，所述可移动底座上设置有信息输入与输出装置，所述信息输入与输出装置与可移动底座之间通过支撑系统相连接；其特征是：所述信息输入与输出装置包括设置有传感器、摄像头、麦克风和立体扬声器的显示屏；

所述支撑系统包括垂直升降装置、垂直旋转装置以及水平旋转装置；所述垂直升降装置的下端固定在可移动底座，所述垂直升降装置的上端设置水平旋转装置，所述水平旋转装置上设置垂直旋转装置，所述垂直旋转装置上设置显示屏；

所述可移动底座包括电子控制模块、动力电池、电机、通信模块以及驱动轮；所述电子控制模块分别与动力电池、电机、通信模块、水平旋转装置、垂直升降装置、垂直旋转装置、传感器、显示屏、摄像头、麦克风和立体扬声器相互信号连接；所述电机的输出轴与驱动轮相固定；所述动力电池分别与电子控制模块、电机、通信模块以及驱动轮；所述电子控制模块分别与动力电池、电机、通信模块、水平旋转装置、垂直升降装置、垂直旋转装置、传感器、显示屏、摄像头、麦克风和立体扬声器电连接。

2.根据权利要求1所述的可移动的远程替身视频通讯装置，其特征是：所述显示屏为触控式显示屏；

所述传感器为红外线追踪装置；

所述立体扬声器在触控式显示屏的正下方；

所述麦克风包括主麦克风、左麦克风以及右麦克风；所述主麦克风在触控式显示屏的正下方，所述左麦克风以及右麦克风分别设置在触控式显示屏的的左侧和右侧；

所述摄像头和红外线追踪装置分别设置在触控式显示屏的正上方。

3.根据权利要求2所述的可移动的远程替身视频通讯装置，其特征是：所述红外线追踪装置由至少三个红外线传感器构成，所述任意红外线传感器均以不同角度设置。

4.根据权利要求3所述的可移动的远程替身视频通讯装置，其特征是：所述垂直升降装置包括配置垂直升降步进电机的螺旋升降机构和伸缩杆，所述螺旋升降机构的丝杆上固定伸缩杆；

所述水平旋转装置包括水平旋转步进电机，所述伸缩杆的上端固定水平旋转步进电机；

所述垂直旋转装置包括支撑杆和垂直旋转步进电机，所述支撑杆的一端与水平旋转步进电机的输出轴相固定，所述支撑杆的另外一端固定垂直旋转步进电机；

所述垂直旋转步进电机的输出轴通过显示屏支架固定显示屏；

所述电子控制模块分别与垂直升降步进电机、水平旋转步进电机和垂直旋转步进电机信号连接；动力电池分别与垂直升降步进电机、水平旋转步进电机和垂直旋转步进电机电连接。

5.根据权利要求4所述的可移动的远程替身视频通讯装置，其特征是：所述支撑杆与水平旋转步进电机的输出轴之间以七十五度的角度固定。

6.根据权利要求5所述的可移动的远程替身视频通讯装置，其特征是：所述显示屏的上端设置有摄像头旋转架和摄像头旋转步进电机，所述摄像头旋转步进电机的输出轴与摄像头旋转架相固定；

所述摄像头旋转架上分别设置传感器和摄像头；

所述电子控制模块与摄像头旋转步进电机信号连接；动力电池与摄像头旋转步进电机电连接。

7.根据权利要求6所述的可移动的远程替身视频通讯装置，其特征是：所述可移动底座的正下方设置有无线充电模块与动力电池相连接。

8.根据权利要求7所述的可移动的远程替身视频通讯装置，其特征是：所述可移动底座还设置有相应的传感器组；

所述传感器组包括测距雷达、温度和湿度传感器、红外线装置以及烟雾探测装置；所述测距雷达、温度和湿度传感器、红外线装置以及烟雾探测装置分别与电子控制模块信号连接，所述测距雷达、温度和湿度传感器、红外线装置以及烟雾探测装置分别与动力电池电连接。

9.根据权利要求8所述的可移动的远程替身视频通讯装置，其特征是：所述电子控制模块的主芯片采用基于ARM构架、配有主频在600MHz以上的中央处理器；

显示屏以及集成在显示屏上的其他设备与电子控制模块之间通过HDMI高清线转USB总线的形式进行信号连接；

电子控制模块通过GPIO以及PWM控制电机的运行；

通信模块均通过USB总线或者串行接口与电子控制模块信号连接。