CN204546536U - 一种家庭服务机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种稳定、灵活的家庭服务机器人。包括底座，底座底部连有转向轮，底座上方与驱架相连，驱架上连有伸缩杆，伸缩杆顶部与头部摄像头相连，驱架上连有放置平台、手部摄像头和体感，驱架上还设有竖直丝杆，竖直丝杆由动力装置驱动，与竖直丝杆配合的螺母固定在机械手机构上。本实用新型采用四个独立的转向轮，运动时稳定性和灵活性较好。设置激光雷达和超声波传感器，能够避开室内障碍，通过伸缩杆带动头部摄像头、机械手机构上下移动，头部摄像头、手部摄像头能够全方位进行观察，机械手机构能够抓取不同高度的物品。与现有技术的家用机器人相比，本实用新型更加灵活、稳定，且结构简单。

Description

一种家庭服务机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别是指一种家庭用机器人。

背景技术

近些年来由于社会的高速发展以及人们工作的方式改变，年轻人都出外工作，家中的老人和残疾人士的照顾就比较短缺。为了照顾这类人群，已经发展用机器人协助人们进行一些简单的操作，以便于进行快速服务、照顾老人和急救。这类机器人在市面上已经出现成熟产品，在各种文献中已经提到过很多次，但是多数家用机器人的稳定性及灵活控制有待改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种稳定、灵活的家庭服务机器人。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种家庭服务机器人，包括底座，底座底部连有转向轮，底座上方与驱架相连，驱架上连有伸缩杆，伸缩杆顶部与头部摄像头相连，驱架上连有放置平台、手部摄像头和体感，驱架上还设有竖直丝杆，竖直丝杆由动力装置驱动，与竖直丝杆配合的螺母固定在机械手机构上。

所述底座是横截面为正八边形的柱体，底座的顶部连有激光雷达，底座的侧面上连有超声波传感器。

所述底座底部连有前、后、左、右四个转向轮，左右两个转向轮驱动独立，前后两个转向轮驱动独立。

所述机械手机构包括支架，支架上固定的螺母与竖直丝杆配合，支架上设有电机，电机与水平丝杆相连，水平丝杆与中间块上的螺母配合，中间块与连接杆的下端铰接，连接杆的上端与机械手指铰接，两个机械手指下部铰接在连接台上。

所述伸缩杆是气泵式伸缩杆。

本实用新型采用四个独立的转向轮，运动时稳定性和灵活性较好。设置激光雷达和和超声波传感器，能够避开室内障碍，通过伸缩杆带动头部摄像头、机械手机构上下移动，头部摄像头、手部摄像头能够全方位进行观察，机械手机构能够抓取不同高度的物品。与现有技术的家用机器人相比，本实用新型更加灵活、稳定，且结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型的立体示意图。

图2是本实用新型的主视示意图。

图3是图2的左视示意图。

图4是机械手机构闭合状态示意图。

图5是机械手机构打开状态示意图。

其中：1. 转向轮，2. 底座，3. 驱架，4. 伸缩杆，5. 头部摄像头，6. 放置平台，7. 机械手机构，7-1. 机械手指，7-2. 连接台，7-3. 连接杆，7-4. 中间块，7-5. 水平丝杆，7-6. 电机，8. 竖直丝杆，9. 激光雷达，10. 手部摄像头，11. 体感，12. 超声波传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1~3所示，一种家庭服务机器人，包括底座2，底座2底部连有转向轮1，底座2上方与驱架3相连，驱架3上连有伸缩杆4，伸缩杆4顶部与头部摄像头5相连，驱架3上连有放置平台6、手部摄像头10和体感11，驱架3上还设有竖直丝杆8，竖直丝杆8由动力装置驱动，与竖直丝杆8配合的螺母固定在机械手机构7上。

其中，头部摄像头5是一个全景摄像头，可以实现上下、左右180°角旋转，能够结合伸缩杆实现整体对人脸的查找和识别。放置平台6上放置音响和笔记本电脑，音响能够为机器人的语音交互做好准备，而笔记本供使用者设定程序、调节软件。驱架3主要起到支撑作用，能够支撑竖直丝杆8和伸缩杆4。体感11主要是一种可体感外设模块，可对人体骨骼进行建模并以图片流形式传送给电脑接收端，并根据动作作出相应的回应及服务。底座2主要是支持上层部分，手部摄像头10主要是为了手部服务：可以识别门把手及简单的握手姿势等，配合机械手机构部完成简单任务。竖直丝杆8可以实现机械手机构的上升和下降，结合底座的左右移动完成开门和握手动作。所述伸缩杆4可采用气泵式伸缩杆。

作为优选，所述底座2是横截面为正八边形的柱体，底座2的顶部连有激光雷达9，底座2的侧面上连有超声波传感器12。激光雷达9可以270°方位角扫描，建立一个场景地图，可以迅速查找坐标及避开障碍物。底座2上同时排布有八个超声波传感器12，可以270°避障。超声波传感器12之间的高度和左右间距可调节，其主要作用是为了预防紧急情况，例如雷达避障损坏及雷达近距离检测误差。

所述底座2底部连有前、后、左、右四个转向轮1，左右两个转向轮驱动独立，前后两个转向轮驱动独立。四个独立驱动的伺服电机驱动四个转向轮1，能够实现机器人的360°全方位行走，十分灵活。这样的结构弥补了底座的不稳定因素，避免了运动时的抖动。

如图4和5所示，所述机械手机构7包括支架，支架上固定的螺母与竖直丝杆8配合，支架上设有电机7-6，电机7-6与水平丝杆7-5相连，水平丝杆7-5与中间块7-4上的螺母配合，中间块7-4与连接杆7-3的下端铰接，连接杆7-3的上端与机械手指7-1铰接，两个机械手指7-1下部铰接在连接台7-2上。

机械手机构7的工作原理如下：电机7-6转动的时候，带动水平丝杆7-5转动，水平丝杆7-5转动的时候，带动中间块7-4在水平方向移动，中间块7-4在移动的过程中，带动两个机械手指7-1绕着中间块7-4上的铰接轴转动，机械手指7-1在转动的同时，实现了机械手指7-1的开合，进而可以抓取或者放下物品。

本实用新型通过竖直丝杆来控制机械手机构的上升和下降，采用的是四个转向轮结构，这样的结构非常稳定不会摇晃。独立的驱动方式使得转向中心位于两驱动轮连线上，整个装置可绕该连线上的任一点处转动，转向性能最好。四个独立转向轮通过建立运动方程，可以实现全方位360度°全方位前进及后退，这样就大大减少转弯时的运动路程及转弯半径。四个转向轮采用伺服电机驱动，自带码盘测速及路程累计，可以进行室内定位及路径规划。底座的前方中部安装有激光雷达，可以实现对室内环境的记忆，帮助使用者顺利的完成任务而不会撞到人等相关障碍物。同时在底盘的270°方向上都排布有超声波传感器，这样在激光雷达出错或者检测出现误差情况下也能够躲开相关障碍；气泵式的升降杆具有良好的稳定性和升降速度，可以快速寻找人的脸部所在位置不会浪费时间；通过码盘可以实现室内的简单定位和路径规划。

本实用新型的机器人可以实现取物、开门以及对特定的主人服务，能够在超市购物、家庭服务等场合进行应用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种家庭服务机器人，包括底座（2），底座（2）底部连有转向轮（1），底座（2）上方与驱架（3）相连，其特征在于：驱架（3）上连有伸缩杆（4），伸缩杆（4）顶部与头部摄像头（5）相连，驱架（3）上连有放置平台（6）、手部摄像头（10）和体感（11），驱架（3）上还设有竖直丝杆（8），竖直丝杆（8）由动力装置驱动，与竖直丝杆（8）配合的螺母固定在机械手机构（7）上。

2.根据权利要求1所述的家庭服务机器人，其特征在于：所述底座（2）是横截面为正八边形的柱体，底座（2）的顶部连有激光雷达（9），底座（2）的侧面上连有超声波传感器（12）。

3.根据权利要求1所述的家庭服务机器人，其特征在于：所述底座（2）底部连有前、后、左、右四个转向轮（1），左右两个转向轮驱动独立，前后两个转向轮驱动独立。

4.根据权利要求1~3之一所述的家庭服务机器人，其特征在于：所述机械手机构（7）包括支架，支架上固定的螺母与竖直丝杆（8）配合，支架上设有电机（7-6），电机（7-6）与水平丝杆（7-5）相连，水平丝杆（7-5）与中间块（7-4）上的螺母配合，中间块（7-4）与连接杆（7-3）的下端铰接，连接杆（7-3）的上端与机械手指（7-1）铰接，两个机械手指（7-1）下部铰接在连接台（7-2）上。

5.根据权利要求4所述的家庭服务机器人，其特征在于：所述伸缩杆（4）是气泵式伸缩杆。