CN209755230U - 一种吊轨式生活服务机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吊轨式生活服务机器人，其包括吊轨，吊轨上设置有若干通孔，吊轨上设置有至少一个机器人；每个机器人均包括与吊轨相连接的悬吊机构；悬吊机构的上端设置有用于检测通孔的光电传感器；悬吊机构的下端设置有装配基座，装配基座的下端设置有至少一个升降机构和至少一个云台机构；云台机构的下端设置有传感器模组。本实用新型可在特制的吊轨轨道上移动，吊轨铺设于建筑物内的顶部，所以机器人的运行不会妨碍正常的生活活动开展，同时具备全天候运行、上帝视角拍摄的能力，解决了地面服务机器人占用生活空间的问题。

Description

一种吊轨式生活服务机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种吊轨式生活服务机器人。

背景技术

随着机器人相关核心技术的日新月异，以及人们对智能生活的不断追求，服务机器人的形式和功能都在不断的变化和革新。生活服务作为服务机器人的主要应用之一，被广泛关注。

目前，面向生活服务的机器人还处于研究初期，真正走进人们生活的机器人种类依然较少，且功能较为单一。特别地，在诸如家庭、超市、餐厅、养老院等生活场所，机器人要在复杂的环境中实现路径规划以及移动，需要利用激光雷达或者摄像机进行环境建图、定位、导航，然而上述技术目前尚未完全成熟，大多数机器人依然采用的是地面定轨方式进行导航，如电磁导航和磁条导航，或者固定式，而然这种方式太占用生活使用空间，不利于正常的生活活动开展。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种吊轨式生活服务机器人解决了现有地面行走机器人占用生活使用空间的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种吊轨式生活服务机器人，其包括吊轨，吊轨上设置有若干通孔，吊轨上设置有至少一个机器人；每个机器人均包括与吊轨相连接的悬吊机构；悬吊机构的上端设置有用于检测通孔的光电传感器；悬吊机构的下端设置有装配基座，装配基座的下端设置有至少一个升降机构和至少一个云台机构；云台机构的下端设置有传感器模组。

进一步地，悬吊机构包括安装基座，安装基座的上端设置有至少一个吊轮，吊轮活动设置在吊轨内；安装基座的上端还设置有两个顶架；每个顶架的侧面均通过轴承横向设置有摩擦轮；摩擦轮与吊轨相接触；至少一个摩擦轮通过联轴器与牵引电机相连接；牵引电机设置在安装基座上。

进一步地，安装基座的下端设置有十字轴三角支架，十字轴三角支架上设置有推力球轴承，推力球轴承内接有十字轴轴承上半支架；十字轴轴承上半支架的下端与十字轴轴承的一个相对端相连接，十字轴轴承的另外一个相对端与十字轴轴承下半支架相连接；十字轴轴承下半支架的下端与装配基座相连接。

进一步地，顶架设置有摩擦轮的一侧与安装基座铰接，顶架远离摩擦轮的一侧与安装基座之间设置有第一弹簧。

进一步地，悬吊机构上还设置有刹车部件，刹车部件包括制动电机，制动电机的转动轴与舵盘相连接，舵盘与刹车顶杆铰接，刹车顶杆的上端设置有刹车片。

进一步地，刹车顶杆的上端设置有刹车顶头，刹车顶头与刹车片之间设置有第二弹簧。

进一步地，升降机构包括与装配基座相连接的第一升降框架，第一升降框架的一侧设置有第二升降框架，第二升降框架与第一升降框架之间设置有升降驳盘，升降驳盘上绕有线缆，线缆的一端与升降驳盘扣相连接，升降驳盘扣设置在升降驳盘上；升降驳盘通过传动齿轮与升降电机相连接；传动齿轮设置在第一升降框架的侧面；第二升降框架的侧面还设置有与升降驳盘相连接的编码器。

进一步地，线缆包括手机充电线和一端设置有拉手的绳索。

进一步地，每个云台机构均包括竖直设置在装配基座下端的第一转向电机，第一转向电机的转轴与云台悬臂相连接，云台悬臂上设置有走线槽，云台悬臂的下端水平设置有第二转向电机；第二转向电机的转轴与传感器模组相连接；传感器模组上设置有摄像头、补光灯和红外传感器。

进一步地，装配基座上还设置有热红外阵列传感器、陀螺仪、加速度计、烟雾传感器、麦克风和扬声器，以及WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、ZigBee模块和蓝牙模块中的至少一种。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型的吊轨可根据需求铺设于建筑物内顶部，机器人可通过吊轨到达预设的位置，吊轨上设置的通孔可通过光电传感器进行里程计算和定位，传感器模组可以根据需求搭载多种传感器，便于使用者从建筑物的顶部获取相应的数据；升降机构可以根据需求携带使用者所预设的物品，通过机器人在吊轨上的移动来将物品送至有需求的地方，并从顶部放下。本实用新型不占用人的活动空间，可将需求的物品送至吊轨所铺设的任意位置，解决了电磁导航、磁条导航或者固定式占用生活空间的问题。

2、本实用新型的悬吊机构的下端具备三个方向的轴自由旋转能力，可大幅度提高其过弯能力。

3、本实用新型通过第一弹簧来将摩擦轮推向吊轨，可保证摩擦轮与吊轨的有效接触，避免因摩擦轮的磨损造成机器人无法运动的问题。

4、本实用新型设置的刹车部件可辅助机器人停车，减缓摩擦轮制动带来的磨损，提高摩擦轮的使用周期，同时还能进一步固定机器人的位置，避免机器人移动。

5、本实用新型的升降机构可通过编码器记录升降的高度，可通过编码器的数据来避免升降电机过度升降，提高升降机构的有效使用率。

6、当本机器人使用在餐厅等服务性场所时，线缆设置为手机充电线可为顾客充电；当本机器人设置在医院场所时，线缆的末端设置拉手可辅助病人使用药物或进行行走、坐卧等。

7、本实用新型的云台机构可进行左右和上下角度调整，便于传感器模组上的传感器获取数据。设置在传感器模组上的摄像头可捕捉图像数据，图像数据可用于目标跟踪、跌倒检测、烟雾检测、移动目标检测、手势识别、人脸识别和生活记录等；补光灯可进行光线补充；红外传感器可检测室内温度信息，温度信息可用于火灾预警。

8、可通过设置在装配基座上的陀螺仪和加速度计获取机器人的姿态，可用于机器人的运动控制以及运行状态检测。烟雾传感器可与热红外阵列传感器所得的热红外图像组合成火灾预警系统。扬声器可用于向使用者播报声音信息。麦克风可用于对声源进行定位、获取使用者的语音数据，便于外置数据处理装置对语音数据的识别。WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、ZigBee模块和蓝牙模块可进行数据传输，使本实用新型与互联网连接，或接入物联网。

附图说明

图1为本实用新型的使用场景示意图；

图2为机器人的立体结构示意图；

图3为升降机构的立体结构示意图；

图4为云台机构的立体结构示意图；

图5为刹车部件的主视图；

图6为悬吊机构的立体结构示意图；

图7为悬吊机构的主视图。

其中：1、吊轮；2、刹车片；3、第一顶盖；4、顶架；5、第一弹簧；6、安装基座；7、第二顶盖；8、十字轴三角支架；9、推力球轴承；10、十字轴轴承；11、十字轴轴承下半支架；12、十字轴轴承上半支架；13、牵引电机；14、第一螺丝；15、第二螺丝；16、摩擦轮；17、轴承；18、制动电机；19、舵盘；20、刹车顶杆；21、刹车顶头；22、第二弹簧；23、云台机构；24、第一转向电机；25、第二转向电机；26、云台悬臂；27、走线槽；28、传感器模组；29、摄像头；30、补光灯；31、红外传感器；32、升降机构；33、传动齿轮；34、升降电机；35、升降驳盘；36、升降驳盘扣；37、编码器；38、第一升降框架；39、第二升降框架；40、悬吊机构；41、装配基座；42、机器人；43、吊轨。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1和图2所示，该吊轨式生活服务机器人包括吊轨43，吊轨43上设置有若干通孔，吊轨43上设置有至少一个机器人42；每个机器人42均包括与吊轨43相连接的悬吊机构40；悬吊机构40的上端设置有用于检测通孔的光电传感器；悬吊机构40的下端设置有装配基座41，装配基座41的下端设置有至少一个升降机构32和至少一个云台机构23；云台机构23的下端设置有传感器模组28。

如图6和图7所示，悬吊机构40包括安装基座6，安装基座6的上端设置有至少一个吊轮1，吊轮1活动设置在吊轨43内；安装基座6的上端还设置有两个顶架4；每个顶架4的侧面均通过轴承17横向设置有摩擦轮16；摩擦轮16与吊轨43相接触；至少一个摩擦轮16通过联轴器与牵引电机13相连接；牵引电机13设置在安装基座6上。在具体实施过程中，为了进一步固定轴承17和摩擦轮16，在轴承17的上端设置有与顶架4相连接的第一顶盖3。

安装基座6的下端设置有十字轴三角支架8，十字轴三角支架8上设置有推力球轴承9，推力球轴承9内接有十字轴轴承上半支架12；十字轴轴承上半支架12的下端与十字轴轴承10的一个相对端相连接，十字轴轴承10的另外一个相对端与十字轴轴承下半支架11相连接；十字轴轴承下半支架11的下端与装配基座41相连接。在具体实施过程中，为了进一步固定推力球轴承9与十字轴轴承上半支架12，十字轴轴承上半支架12的上端穿出推力球轴承9并通过第二螺丝15与第二顶盖7相连接，第二顶盖7扣于推力球轴承9的上端可防止十字轴轴承上半支架12脱离推力球轴承9。

安装基座6的上表面设置有耳座，顶架4设置有摩擦轮16的一侧与通过销轴与安装基座6上的耳座铰接，销轴的两端分别设置有第一螺丝14对销轴进行防脱加固，顶架4远离摩擦轮16的一侧与安装基座6之间设置有第一弹簧5。

如图5所示，悬吊机构40上还设置有刹车部件，刹车部件包括制动电机18，制动电机18的转动轴与舵盘19相连接，舵盘19与刹车顶杆20铰接，刹车顶杆20的上端设置有刹车片2。刹车顶杆20的上端铰接有刹车顶头21，刹车顶头21与刹车片2之间设置有第二弹簧22。当制动电机18启动时，舵盘19向上转动进而托高刹车顶杆20，最终使刹车片2与吊轨43接触实现刹车。刹车顶杆20的两端均采用铰接的形式，使得舵盘19转动时造成的位移差不会传递至刹车片2，进而保证刹车效果。

如图3所示，升降机构32包括与装配基座41相连接的第一升降框架38，第一升降框架38的一侧设置有第二升降框架39，第二升降框架39与第一升降框架38之间设置有升降驳盘35，升降驳盘35上绕有线缆，线缆的一端与升降驳盘扣36相连接，升降驳盘扣36设置在升降驳盘35上；升降驳盘35通过传动齿轮33与升降电机34相连接；传动齿轮33设置在第一升降框架38的侧面；第二升降框架39的侧面还设置有与升降驳盘35相连接的编码器37。线缆包括手机充电线和一端设置有拉手的绳索。

如图4所示，每个云台机构23均包括竖直设置在装配基座41下端的第一转向电机24，第一转向电机24的转轴与云台悬臂26相连接，云台悬臂26上设置有走线槽27，云台悬臂26的下端水平设置有第二转向电机25；第二转向电机25的转轴与传感器模组28相连接；传感器模组28上设置有摄像头29、补光灯30和红外传感器31。

在本实用新型的一个实施例中，装配基座41上还设置有热红外阵列传感器、陀螺仪、加速度计、烟雾传感器、麦克风和扬声器，以及WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、ZigBee模块和蓝牙模块中的至少一种。

本实用新型在使用过程中，本实用新型的吊轨43可根据需求铺设于建筑物内顶部，机器人42可通过吊轨43到达预设的位置，吊轨43上设置的通孔可通过光电传感器进行里程计算和定位，传感器模组28可以根据需求搭载多种传感器，便于使用者从建筑物的顶部获取相应的数据；升降机构可以根据需求携带使用者所预设的物品，通过机器人42在吊轨43上的移动来将物品送至有需求的地方，并从顶部放下。本实用新型不占用人的活动空间，可将需求的物品送至吊轨43所铺设的任意位置，解决了电磁导航、磁条导航或者固定式占用生活空间的问题。

悬吊机构40的下端具备三个方向的轴自由旋转能力，可大幅度提高其过弯能力。本实用新型通过第一弹簧5来将摩擦轮16推向吊轨43，可保证摩擦轮16与吊轨43的有效接触，避免因摩擦轮16的磨损造成机器人42无法运动的问题。刹车部件可辅助机器人42停车，减缓摩擦轮16制动带来的磨损，提高摩擦轮16的使用周期，同时还能进一步固定机器人42的位置，避免机器人42移动。升降机构可通过编码器37记录升降的高度，可通过编码器37的数据来避免升降电机34过度升降，提高升降机构的有效使用率。

当本机器人42使用在餐厅等服务性场所时，线缆设置为手机充电线可为顾客充电；当本机器人42设置在医院场所时，线缆的末端设置拉手可辅助病人使用药物或进行行走、坐卧等。本实用新型的云台机构23可进行左右和上下角度调整，便于传感器模组28上的传感器获取数据。设置在传感器模组28上的摄像头29可捕捉图像数据，图像数据可用于目标跟踪、跌倒检测、烟雾检测、移动目标检测、手势识别、人脸识别和生活记录等；补光灯30可进行光线补充；红外传感器31可检测室内温度信息，温度信息可用于火灾预警。

使用者可通过设置在装配基座41上的陀螺仪和加速度计获取机器人42的姿态，可进行机器人42的运动控制以及运行状态检测。烟雾传感器可与热红外阵列传感器所得的热红外图像组合成火灾预警系统。扬声器可用于向使用者播报声音信息。麦克风可用于对声源进行定位、获取使用者的语音数据，便于外置数据处理装置对语音数据的识别。WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、ZigBee模块和蓝牙模块可进行数据传输，使本实用新型与互联网连接，或接入物联网。

本实用新型的牵引电机13、制动电机18、第一转向电机24、第二转向电机25、补光灯30、升降电机34和扬声器可由外部控制器进行控制。传感器模组28上的传感器可通过走线槽27进行走线。摄像头29、红外传感器31、编码器37、热红外阵列传感器、陀螺仪、加速度计、烟雾传感器和麦克风的数据可通过数据线或WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、ZigBee模块和蓝牙模块中的至少一种硬件传输至外部控制器。本实用新型仅提供一种吊轨43式生活服务机器人42，其具体的使用场景和服务内容由使用者自行配置。使用者可将外部控制器搭载于装配基座41上，同时也可在装配基座41上搭载电源设备，吊轨43内可铺设滑触线对机器人42进行供电。

综上所述，本实用新型可在特制的吊轨43轨道上移动，吊轨43铺设于建筑物内的顶部，所以机器人42的运行不会妨碍正常的生活活动开展，同时具备全天候运行、上帝视角拍摄的能力，解决了地面服务机器人占用生活空间的问题。

Claims (10)

1.一种吊轨式生活服务机器人，其特征在于：包括吊轨(43)，所述吊轨(43)上设置有若干通孔，所述吊轨(43)上设置有至少一个机器人(42)；每个所述机器人(42)均包括与所述吊轨(43)相连接的悬吊机构(40)；所述悬吊机构(40)的上端设置有用于检测所述通孔的光电传感器；所述悬吊机构(40)的下端设置有装配基座(41)，所述装配基座(41)的下端设置有至少一个升降机构(32)和至少一个云台机构(23)；所述云台机构(23)的下端设置有传感器模组(28)。

2.根据权利要求1所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：所述悬吊机构(40)包括安装基座(6)，所述安装基座(6)的上端设置有至少一个吊轮(1)，所述吊轮(1)活动设置在所述吊轨(43)内；所述安装基座(6)的上端还设置有两个顶架(4)；每个所述顶架(4)的侧面均通过轴承(17)横向设置有摩擦轮(16)；所述摩擦轮(16)与吊轨(43)相接触；至少一个所述摩擦轮(16)通过联轴器与牵引电机(13)相连接；所述牵引电机(13)设置在所述安装基座(6)上。

3.根据权利要求2所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：所述安装基座(6)的下端设置有十字轴三角支架(8)，所述十字轴三角支架(8)上设置有推力球轴承(9)，所述推力球轴承(9)内接有十字轴轴承上半支架(12)；所述十字轴轴承上半支架(12)的下端与十字轴轴承(10)的一个相对端相连接，所述十字轴轴承(10)的另外一个相对端与十字轴轴承下半支架(11)相连接；所述十字轴轴承下半支架(11)的下端与所述装配基座(41)相连接。

4.根据权利要求2所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：所述顶架(4)设置有摩擦轮(16)的一侧与安装基座(6)铰接，所述顶架(4)远离摩擦轮(16)的一侧与安装基座(6)之间设置有第一弹簧(5)。

5.根据权利要求1所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：所述悬吊机构(40)上还设置有刹车部件，所述刹车部件包括制动电机(18)，所述制动电机(18)的转动轴与舵盘(19)相连接，所述舵盘(19)与刹车顶杆(20)铰接，所述刹车顶杆(20)的上端设置有刹车片(2)。

6.根据权利要求5所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：所述刹车顶杆(20)的上端设置有刹车顶头(21)，所述刹车顶头(21)与刹车片(2)之间设置有第二弹簧(22)。

7.根据权利要求1所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：所述升降机构(32)包括与装配基座(41)相连接的第一升降框架(38)，所述第一升降框架(38)的一侧设置有第二升降框架(39)，所述第二升降框架(39)与第一升降框架(38)之间设置有升降驳盘(35)，所述升降驳盘(35)上绕有线缆，所述线缆的一端与升降驳盘扣(36)相连接，所述升降驳盘扣(36)设置在所述升降驳盘(35)上；所述升降驳盘(35)通过传动齿轮(33)与升降电机(34)相连接；所述传动齿轮(33)设置在第一升降框架(38)的侧面；所述第二升降框架(39)的侧面还设置有与所述升降驳盘(35)相连接的编码器(37)。

8.根据权利要求7所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：所述线缆包括手机充电线和一端设置有拉手的绳索。

9.根据权利要求1所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：每个所述云台机构(23)均包括竖直设置在装配基座(41)下端的第一转向电机(24)，所述第一转向电机(24)的转轴与云台悬臂(26)相连接，所述云台悬臂(26)上设置有走线槽(27)，所述云台悬臂(26)的下端水平设置有第二转向电机(25)；所述第二转向电机(25)的转轴与传感器模组(28)相连接；所述传感器模组(28)上设置有摄像头(29)、补光灯(30)和红外传感器(31)。

10.根据权利要求1所述的吊轨式生活服务机器人，其特征在于：所述装配基座(41)上还设置有热红外阵列传感器、陀螺仪、加速度计、烟雾传感器、麦克风和扬声器，以及WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块、ZigBee模块和蓝牙模块中的至少一种。