CN205516449U - 一种多功能陪伴型机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能陪伴型机器人，包括机器人骨骼、功能模块安装骨架、控制中心板、听音辩位模块、声音输出模块、表情模块、关节机电控制模块、摄像头和显示屏，其中控制中心板与云端服务器连接。本实用新型的多功能陪伴型机器人能够实现听音辩位、智能回复、智能表情和智能行走等功能。

Description

一种多功能陪伴型机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种多功能陪伴型机器人。

背景技术

随着人们生活水平的提高，玩具是孩子童年生活不可缺少的一部分。孩子的身心发展是在活动中实现的，玩具可以任意为孩子自由地摆弄、操纵和运用，符合孩子的心理爱好和能力水平，可以满足他们活动的需要，提高活动的积极性。玩具具有娱乐性、教育性、安全性等多个基本特征。玩具在发展感觉与运动能力的同时不仅丰富了孩子的感性知识，而且有助于巩固孩子在生活中获得的印象。当孩子未能广泛接触现实生活时，他们是通过玩具来认识世界的。

玩具能发展运动能力，训练知觉，激发想象，唤起好奇心，为孩子身心发展提供了物质条件。因此玩具的设计不仅需要能给孩子带来欢乐，同时也需要开发孩子的智力。目前市场供孩子使用的视频播放设备均为成人化产品，使用时需直视发光源(屏幕)，易对尚未发育成熟的孩子视网膜及视神经造成刺激和压迫，长期使用势必将会对孩子视力造成永久性伤害。

机器人技术是科学技术发展和人类生产生活的综合性结果，同时也是对社会经济发展产生重大影响的一门科学技术。经过半个世纪的发展，人类在机器人技术方面取得了长足的进步。然而市面上大部分机器人跟孩子的互动只是简单的语音互动或用手机控制进行简单肢体运动，且语音对话也达不到 顺畅的程度。另外，现在不少机器人实现“陪伴”的方式只是讲故事，教育内容和交互方式都偏于单调和匮乏。

实用新型内容

陪伴型机器人的设计难点不在于结构和外观上，而在于如何使机器人具有情感交互的能力以及机器人的自学习能力。本实用新型提供的多功能陪伴型机器人针对以上问题做出了显著改进。

为实现上述目的，本实用新型提出了如下技术方案：

所述多功能陪伴型机器人，包括机器人骨骼、功能模块安装骨架、控制中心板、听音辩位模块、声音输出模块、表情模块、关节机电控制模块、摄像头和显示屏等组成部分。此外还可以包括仿人肢体。

所述机器人骨骼高0.6-1.2m，优选0.8-1.0m，为3-8岁儿童身高设计。适当的机器人骨骼高度能够给孩子心理上提供伙伴的感觉。

所述功能模块安装骨架为连接机器人骨骼和各功能模块的支架，其固定于机器人骨骼上，用于固定所述机器人的各种功能模块。

所述控制中心板相当于所述机器人的大脑，采用ARM内核结构，带有无线通讯模块，并与云端服务器连接，用于处理所述机器人产生的各类语音、图片、视频数据，以及控制所述机器人的关节运动、表情等动作。在一个优选实施方案中，所述控制中心板通过移动网络或Wi-Fi与云端服务器连接。在另一个实施方案中，所述控制中心板通过以太网与云端服务器连接。

在一个优选实施方案中，所述控制中心板至少采用友善之臂控制中心板；在另一个优选实施方案中，所述控制中心板至少为友善之臂cortex A9tiny4412。

在一个优选实施方案中，所述云端服务器采用结构化的存储模式，使用mysql作为数据库引擎，在数据库中保存了本体库数据和人机交互文档的记录信息。

在一个优选实施方案中，所述云端服务器接收到机器人发送的请求后，对提问者发出的问题的文本先进行NLP处理，结合问题上下文，初步理解问题的基本含义，通过本体库中知识图谱进行关联查询，如果查询到则直接将回复内容返回给机器人；否则通过爬虫从搜索引擎抓取结果，从抓取的结果中选择合适的回答返回给机器人，从而实现对问题的智能回复。

所述听音辩位模块相当于所述机器人的耳朵，其通过安装于其上的四个方向的声音子模块判别音源距离所述机器人的方位，提高与孩子的交互体验。所述听音辩位模块还可进行声音的录入。

所述声音输出模块相当于所述机器人的嘴巴，其可以根据所述控制中心板的指令进行发音，并可以个性化定制音调、音色等，例如模仿妈妈、爸爸、老师或小朋友等的声音。

所述表情模块相当于所述机器人的脸，通过机器人后端分析出来的语气等或通过从云端服务器获取的信息如个性化偏好等，给表情模块出命令字，表情模块根据给出的命令字进行显示。

所述关节机电控制模块相当于所述机器人的四肢，其根据所述控制中心板的指令产生相应动作命令字，从而使所述机器人产生相应运动。

所述摄像头相当于所述机器人的眼睛，用于获取图片、视频信息以及实时环境信息，传输至控制中心板用于存储、处理和上传等后续操作。

所述显示屏是所述机器人的人机接口，根据所述控制中心板的指令进行显示变化，为孩子提供更加丰富的互动和交流。在一个优选的实施方案中，所述显示屏为触摸屏，可以用于输入命令行和信息，例如用于输入触摸屏指令。

本实用新型的多功能陪伴型机器人包括以下几个功能:

1.听音辩位：本实用新型的多功能陪伴型机器人可以判别音源距离所述机器人的方位，并提供相对应的响应，提高与孩子的交互体验。

2.智能回复：本实用新型的多功能陪伴型机器人提供更加贴近孩子的说话方式，更加适合孩子陪伴交流。

3.智能表情：本实用新型的多功能陪伴型机器人可根据环境、语境、对话者的表情等提供实时的机器人表情调控。

4.智能行走：本实用新型的多功能陪伴型机器人可以根据音源和命令行进行自主行走。

附图说明

图1是本实用新型一个实施方案的机器人框架结构示意图。

图2是本实用新型一个实施方案的听音辩位模块的印刷电路示意图。

图3是本实用新型一个实施方案的智能回复的处理流程图。

其中的附图标记：

100-机器人骨骼；110-功能模块安装骨架；120-控制中心板；130-听音 辩位模块；140-声音输出模块；150-表情模块；160-关节机电控制模块；170-摄像头；180-显示屏；210-通道1；220-通道2；230-通道3；240-通道4；250-声源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的多功能陪伴型机器人作进一步详尽描述：

实施例1

如图1所示，其显示了本实用新型的多功能陪伴型机器人的一个优选实施方案。

其中所述机器人包括机器人骨骼100、功能模块安装骨架110、控制中心板120、听音辩位模块130、声音输出模块140、表情模块150、关节机电控制模块160、摄像头170和显示屏180。

其中功能模块安装骨架110安装在机器人骨骼100上，并位于机器人骨骼100的“上肢部”和“下肢部”之间。

其中表情模块150和摄像头170安装于所述机器人骨骼100的“头部”，显示屏180、控制中心板120、关节机电控制模块160、听音辩位模块130和声音输出模块140设置在功能模块安装骨架110上。

该多功能陪伴型机器人通过各组成模块的功能和运行机理来控制机器人的各项活动，实现所述技术效果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (13)

1.一种多功能陪伴型机器人，包括机器人骨骼、功能模块安装骨架、控制中心板、听音辩位模块、声音输出模块、表情模块、关节机电控制模块、摄像头和显示屏，其特征在于，所述控制中心板采用ARM内核结构并与云端服务器连接，用于处理所述机器人产生的数据并控制所述机器人的动作。

2.根据权利要求1所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述控制中心板通过以太网、移动网络或Wi-Fi与所述云端服务器连接。

3.根据权利要求1或2所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述机器人骨骼的高度为0.6-1.2米。

4.根据权利要求1或2所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述功能模块安装骨架固定于所述机器人骨骼上，用于固定多个功能模块，包括显示屏、控制中心板、关节机电控制模块、听音辩位模块和声音输出模块。

5.根据权利要求1或2所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述云端服务器采用结构化的存储模式，使用mysql作为数据库引擎，在数据库中保存了本体库数据和人机交互文档的记录信息。

6.根据权利要求1或2所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述听音辩位模块通过安装于其上的四个方向的声音子模块判别音源距离所述机器人的方位。

7.根据权利要求6所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述听音辩位模块还进行声音的录入。

8.根据权利要求1或2所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述声音输出模块根据所述控制中心板的指令进行发音。

9.根据权利要求8所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述声音输出模块个性化定制音调和音色。

10.根据权利要求1或2所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述表情模块通过机器人后端分析出来的语气或通过从云端服务器获取的信息，给表情模块出命令字，表情模块根据所述命令字进行显示。

11.根据权利要求1或2所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述关节机电控制模块根据所述控制中心板的指令产生相应动作命令字，从而使所述机器人产生相应运动。

12.根据权利要求1或2所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述显示屏根据所述控制中心板的指令进行显示变化。

13.根据权利要求12所述的多功能陪伴型机器人，其特征在于，所述显示屏用于输入命令行和信息。