CN209919930U - 一种双足自主行走智能机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双足自主行走智能机器人，包括机器人本体，其特征在于，所述机器人本体包括主控制模块，所述主控制模块电连接有安全防护子系统、网络通讯模块、前方障碍物检测单元、信号处理子系统、信号指示单元、人机交互界面。优点在于：工作人员是否为该岗位的工作人员，有效的防止外界人员操作本系统导致机器人在行走产生程序紊乱，极大的降低了机器人的运行过程中损坏的几率；本实用新型中同步轮在弹簧的作用下始终与锥形辊相抵，使得锥形辊转动必然带动同步轮转动，同步轮通过两个万向节带动轴套转动，轴套通过同步槽部分结构实现轴套可相对第三转轴滑动，但无法产生相对转动，而使得锥形辊能够稳定的带动第一直齿轮转动。

Description

一种双足自主行走智能机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种双足自主行走智能机器人。

背景技术

随着社会的不断进步，机器人越来越多的出现在人们的生活中，在各种餐馆中甚至出现了用于点餐、上菜的机器人，但这些机器人功能较为单一，难以实现较为复杂的功能，尤其是在餐馆类儿童较多的场所中，很多人出于好奇心会主动上前跟机器人打招呼甚至对其进行操作，现有的机器人很容易在非专业人士的操作下产生损坏，导致不必要的财产损失。

现有机器人的行走和转向往往需要使用大量的机械零件实现，而机械零件的复杂带来的最主要的问题就是易损坏，为此我们提出一个一种不易损坏的双足自主行走智能机器人。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种双足自主行走智能机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种双足自主行走智能机器人，包括机器人本体，其特征在于，所述机器人本体包括主控制模块，所述主控制模块电连接有安全防护子系统、网络通讯模块、前方障碍物检测单元、信号处理子系统、信号指示单元、人机交互界面；

所述主控模块由内嵌式微处理器及数据存储卡构成，所述网络通讯模块包括基于Ziggbee技术的无线通讯装置，用于与远程服务器实现数据通讯；所述安全防护子系统包括安全控制模块和警报模块，所述安全控制模块与主控制模块直接电连接，所述安全控制模块与警报模块电连接，用于异常情况的警报工作；

所述主控模块与人机交互界面相连，以显示自动加工子系统和机器人本体的工作状态数据，所述人机交互界面与外界的可Web服务器连接，用于工作人员远程监控人机交互界面，实现远程监控及控制，远程用户通过计算机或手机访问Web服务器，获取机器人的运行情况；

所述前方障碍物检测单元包括对所述机器人本体前方所存在障碍物的距离进行实时检测的距离检测单元、对所述障碍物的方位进行实时检测的方位检测单元、和对所述障碍物的大小进行实时检测的障碍物大小检测单元，所述距离检测单元、方位检测单元和障碍物大小检测单元均与主控制模块电连接；

在上述的双足自主行走智能机器人中，所述信号处理子系统包括信号服务器和信号收发装置，所述信号服务器与主控制模块互联，所述信号服务器与信号收发装置互联，所述信号服务器获取所述信号提交请求中包含的用户标识，并根据所述用户标识判断主控制模块是否提交过信号提交请求，所述主控制模块未提交过信号提交请求，则所述信号服务器通过web服务器提示主控制模块重新开始信息提交，若所述主控制模块提交的信号符合信号类型，则所述信号服务器发送信号到网页端保存，所述信号收发装置电连接有行走机构。

在上述的双足自主行走智能机器人中，所述信号指示单元电连接有显示装置，所述显示装置固定设置在机器人本体的正侧面，用于向外界传递简单的信息。

在上述的双足自主行走智能机器人中，所述行走机构设置在机器人本体中，所述行走机构包括电机，所述电机的输出端固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮螺纹连接有两个第二锥齿轮，每个所述第二锥齿轮均同心设置有一个第一转轴，每个所述第一转轴均使用轴承转动连接在机器人本体的内壁，每个所述第一转轴上均固定连接有一个锥形辊。

在上述的双足自主行走智能机器人中，所述电机的两侧均设置有一个电动推杆，每个所述电动推杆的输出端均固定连接有一个挡板，每个所述挡板上均贯穿设置有一个滑柱，每个所述滑柱靠近锥形辊的一侧均固定连接有一个U型槽，所述U型槽内使用轴承转动连接有一个第二转轴，所述第二转轴上固定连接有一个同步轮，所述同步轮与对应位置的锥形辊相抵，每个所述第二转轴位于U型槽外的部分均设置有一个第一万向节，所述第一万向节上连接有一个传动轴，所述传动轴远离第一万向节的一端设置有一个第二万向节，所述第二万向节上连接有一个第三转轴，所述第三转轴使用轴承转动连接在机器人本体的侧壁；每个所述第三转轴均贯穿机器人本体的侧壁并固定连接有一个第一直齿轮，每个所述第一直齿轮的下方均设置有两个第二直齿轮，每个所述第二直齿轮均使用轴承转动连接在机器人本体的外壁，位于同一侧的所述第一直齿轮和第二直齿轮共同套设有一个齿带。

在上述的双足自主行走智能机器人中，每个所述第二万向节上均固定连接有一个轴套，每个所述轴套均套设于第三转轴的外壁，每个所述轴套的内壁均开设有一个同步槽，每个所述同步槽均滑动连接有一个滑块，所述滑块与对应位置的第三转轴固定连接。

在上述的双足自主行走智能机器人中，所述第二直齿轮的半径大于机器人本体底部距第二直齿轮轴心的距离。

在上述的双足自主行走智能机器人中，所述滑柱上套设有弹簧，所述弹簧的一端与U型槽相抵，所述弹簧的另一端与挡板相抵。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中设置有安全防护子系统，可较好的判定对机器人进行操作的工作人员是否为该岗位的工作人员，有效的防止外界人员操作本系统导致机器人在行走产生程序紊乱，极大的降低了机器人的运行过程中损坏的几率；

2、本发明中同步轮在弹簧的作用下始终与锥形辊相抵，使得锥形辊转动必然带动同步轮转动，同步轮通过两个万向节带动轴套转动，轴套通过同步槽部分结构实现轴套可相对第三转轴滑动，但无法产生相对转动，而使得锥形辊能够稳定的带动第一直齿轮转动；

3、本发明中电动推杆推动挡板运动时，同步轮与锥形辊的不同位置相抵，由于锥形辊不同位置的直径不同，使得同步轮实现不同的转速，此过程中第一万向节随其同步运动，此时轴套相对第三转轴滑动，传动轴偏转但仍然可实现带动第三转轴同步转动，故而可通过控制两个电动推杆的伸出长度实现两个第一直齿轮的不同转速，实现机器人的转向操作。

4、本发明中，当机器人在受操作时，可智能的识别操作人员是非为专业人员，并向其释放相应的权限，从而避免机器人因此产生不必要的损坏，同时本装置中设置有前方障碍物检测单元，实现了针对不同大小障碍物的分辨，可针对不同大小的障碍物进行不同的操作，并通过人机交互界面传导给外界。

附图说明

图1为本发明提出的一种双足自主行走智能机器人的原理框图；

图2为本发明提出的一种双足自主行走智能机器人的结构示意图；

图3为图2中A部分的放大示意图；

图4为图2中B部分的放大示意图；

图5为本发明提出的一种双足自主行走智能机器人中齿带部分的侧视图。

图中：1机器人本体、2显示装置、3电机、4第一锥齿轮、5第二锥齿轮、6第一转轴、7锥形辊、8同步轮、9第二转轴、10 U型槽、11滑柱、12电动推杆、13挡板、14弹簧、15第一万向节、16传动轴、17第二万向节、18第三转轴、19轴套、20同步槽、21滑块、22第一直齿轮、23第二直齿轮、24齿带。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-5，一种双足自主行走智能机器人，包括机器人本体1，机器人本体1包括主控制模块，主控制模块电连接有安全防护子系统、网络通讯模块、前方障碍物检测单元、信号处理子系统、信号指示单元、人机交互界面；

主控模块由内嵌式微处理器及数据存储卡构成，网络通讯模块包括基于Ziggbee技术的无线通讯装置，用于与远程服务器实现数据通讯；安全防护子系统包括安全控制模块和警报模块，安全控制模块与主控制模块直接电连接，安全控制模块与警报模块电连接，用于异常情况的警报工作；

主控模块与人机交互界面相连，以显示自动加工子系统和机器人本体的工作状态数据，人机交互界面与外界的可Web服务器连接，用于工作人员远程监控人机交互界面，实现远程监控及控制，远程用户通过计算机或手机访问Web服务器，获取机器人的运行情况；

前方障碍物检测单元包括对机器人本体前方所存在障碍物的距离进行实时检测的距离检测单元、对障碍物的方位进行实时检测的方位检测单元、和对障碍物的大小进行实时检测的障碍物大小检测单元，距离检测单元、方位检测单元和障碍物大小检测单元均与主控制模块电连接。

信号处理子系统包括信号服务器和信号收发装置，信号服务器与主控制模块互联，信号服务器与信号收发装置互联，信号服务器获取信号提交请求中包含的用户标识，并根据用户标识判断主控制模块是否提交过信号提交请求，主控制模块未提交过信号提交请求，则信号服务器通过web服务器提示主控制模块重新开始信息提交，若主控制模块提交的信号符合信号类型，则信号服务器发送信号到网页端保存，信号收发装置电连接有行走机构。

信号指示单元电连接有显示装置2，显示装置2固定设置在机器人本体1的正侧面，用于向外界传递简单的信息。

行走机构设置在机器人本体1中，行走机构包括电机3，电机3的输出端固定连接有第一锥齿轮4，第一锥齿轮4螺纹连接有两个第二锥齿轮5，每个第二锥齿轮5均同心设置有一个第一转轴6，每个第一转轴6均使用轴承转动连接在机器人本体1的内壁，每个第一转轴6上均固定连接有一个锥形辊7，电机3的两侧均设置有一个电动推杆12，每个电动推杆12的输出端均固定连接有一个挡板13，每个挡板13上均贯穿设置有一个滑柱11，每个滑柱11靠近锥形辊7的一侧均固定连接有一个U型槽10，U型槽10内使用轴承转动连接有一个第二转轴9，第二转轴9上固定连接有一个同步轮8，同步轮8与对应位置的锥形辊7相抵，每个第二转轴9位于U型槽10外的部分均设置有一个第一万向节15，第一万向节15上连接有一个传动轴16，传动轴16远离第一万向节15的一端设置有一个第二万向节17，第二万向节17上连接有一个第三转轴18，第三转轴18使用轴承转动连接在机器人本体1的侧壁；

每个第三转轴18均贯穿机器人本体1的侧壁并固定连接有一个第一直齿轮22，每个第一直齿轮22的下方均设置有两个第二直齿轮23，每个第二直齿轮23均使用轴承转动连接在机器人本体1的外壁，位于同一侧的第一直齿轮22和第二直齿轮23共同套设有一个齿带24。

每个第二万向节17上均固定连接有一个轴套19，每个轴套19均套设于第三转轴18的外壁，每个轴套19的内壁均开设有一个同步槽20，每个同步槽20均滑动连接有一个滑块21，滑块21与对应位置的第三转轴18固定连接；第二直齿轮23的半径大于机器人本体1底部距第二直齿轮23轴心的距离；滑柱11上套设有弹簧14，弹簧14的一端与U型槽10相抵，弹簧14的另一端与挡板13相抵。

本发明中的主控制模块控制机器人本体1的运动，信号收发装置接收主控制模块的信号并传输至行走机构中的，使得电机3和两个电动推杆12做出相应的动作，使得机器人本体产生不同的行走动作。

本发明中，电机3带动第一柱齿轮4转动，第一锥齿轮4带动两个第二锥齿轮5转动，两个第二锥齿轮5带动同轴的锥形辊7转动，锥形辊7转动带动与其相抵的同步轮8转动，同步轮8转动带动第二转轴9转动，第二转轴9通过第一万向节15带动传动轴16转动，传动轴16转动带动轴套19转动，轴套19转动带动第三转轴18转动，第三转轴18带动其上的第一直齿轮22转动，第一直齿轮22通过齿带24带动同侧的两个第二直齿轮23同步转动，齿带24同步随其转动并与地面接触，使得机器人本体1能够在地面上行走。

尽管本文较多地使用了机器人本体1、显示装置2、电机3、第一锥齿轮4、第二锥齿轮5、第一转轴6、锥形辊7、同步轮8、第二转轴9、U型槽10、滑柱11、电动推杆12、挡板13、弹簧14、第一万向节15、传动轴16、第二万向节17、第三转轴18、轴套19、同步槽20、滑块21、第一直齿轮22、第二直齿轮23、齿带24等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种双足自主行走智能机器人，包括机器人本体（1），其特征在于，所述机器人本体（1）包括主控制模块，所述主控制模块电连接有安全防护子系统、网络通讯模块、前方障碍物检测单元、信号处理子系统、信号指示单元、人机交互界面；

所述主控制模块由内嵌式微处理器及数据存储卡构成，所述网络通讯模块包括基于Ziggbee技术的无线通讯装置，用于与远程服务器实现数据通讯；所述安全防护子系统包括安全控制模块和警报模块，所述安全控制模块与主控制模块直接电连接，所述安全控制模块与警报模块电连接，用于异常情况的警报工作；

所述主控制模块与人机交互界面相连，以显示自动加工子系统和机器人本体的工作状态数据，所述人机交互界面与外界的可Web服务器连接，用于工作人员远程监控人机交互界面，实现远程监控及控制，远程用户通过计算机或手机访问Web服务器，获取机器人的运行情况；

所述前方障碍物检测单元包括对所述机器人本体前方所存在障碍物的距离进行实时检测的距离检测单元、对所述障碍物的方位进行实时检测的方位检测单元、和对所述障碍物的大小进行实时检测的障碍物大小检测单元，所述距离检测单元、方位检测单元和障碍物大小检测单元均与主控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种双足自主行走智能机器人，其特征在于，所述信号处理子系统包括信号服务器和信号收发装置，所述信号服务器与主控制模块互联，所述信号服务器与信号收发装置互联，所述信号服务器获取信号提交请求中包含的用户标识，并根据所述用户标识判断主控制模块是否提交过信号提交请求，所述主控制模块未提交过信号提交请求，则所述信号服务器通过web服务器提示主控制模块重新开始信息提交，若所述主控制模块提交的信号符合信号类型，则所述信号服务器发送信号到网页端保存，所述信号收发装置电连接有行走机构。

3.根据权利要求1所述的一种双足自主行走智能机器人，其特征在于，所述信号指示单元电连接有显示装置（2），所述显示装置（2）固定设置在机器人本体（1）的正侧面，用于向外界传递简单的信息。

4.根据权利要求2所述的一种双足自主行走智能机器人，其特征在于，所述行走机构设置在机器人本体（1）中，所述行走机构包括电机（3），所述电机（3）的输出端固定连接有第一锥齿轮（4），所述第一锥齿轮（4）螺纹连接有两个第二锥齿轮（5），每个所述第二锥齿轮（5）均同心设置有一个第一转轴（6），每个所述第一转轴（6）均使用轴承转动连接在机器人本体（1）的内壁，每个所述第一转轴（6）上均固定连接有一个锥形辊（7）。

5.根据权利要求4所述的一种双足自主行走智能机器人，其特征在于，所述电机（3）的两侧均设置有一个电动推杆（12），每个所述电动推杆（12）的输出端均固定连接有一个挡板（13），每个所述挡板（13）上均贯穿设置有一个滑柱（11），每个所述滑柱（11）靠近锥形辊（7）的一侧均固定连接有一个U型槽（10），所述U型槽（10）内使用轴承转动连接有一个第二转轴（9），所述第二转轴（9）上固定连接有一个同步轮（8），所述同步轮（8）与对应位置的锥形辊（7）相抵，每个所述第二转轴（9）位于U型槽（10）外的部分均设置有一个第一万向节（15），所述第一万向节（15）上连接有一个传动轴（16），所述传动轴（16）远离第一万向节（15）的一端设置有一个第二万向节（17），所述第二万向节（17）上连接有一个第三转轴（18），所述第三转轴（18）使用轴承转动连接在机器人本体（1）的侧壁；

每个所述第三转轴（18）均贯穿机器人本体（1）的侧壁并固定连接有一个第一直齿轮（22），每个所述第一直齿轮（22）的下方均设置有两个第二直齿轮（23），每个所述第二直齿轮（23）均使用轴承转动连接在机器人本体（1）的外壁，位于同一侧的所述第一直齿轮（22）和第二直齿轮（23）共同套设有一个齿带（24）。

6.根据权利要求5所述的一种双足自主行走智能机器人，其特征在于，每个所述第二万向节（17）上均固定连接有一个轴套（19），每个所述轴套（19）均套设于第三转轴（18）的外壁，每个所述轴套（19）的内壁均开设有一个同步槽（20），每个所述同步槽（20）均滑动连接有一个滑块（21），所述滑块（21）与对应位置的第三转轴（18）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种双足自主行走智能机器人，其特征在于，所述第二直齿轮（23）的半径大于机器人本体（1）底部距第二直齿轮（23）轴心的距离。

8.根据权利要求6所述的一种双足自主行走智能机器人，其特征在于，所述滑柱（11）上套设有弹簧（14），所述弹簧（14）的一端与U型槽（10）相抵，所述弹簧（14）的另一端与挡板（13）相抵。

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