CN210893163U - 步行智能导航机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种步行智能导航机器人，包括导航系统、壳体、底座和螺旋桨，导航系统具有微控制器，壳体呈球形，螺旋桨、壳体和底座自上而下布置，壳体转动地安装在底座上，壳体内安装有用于驱动壳体在底座上旋转运动的第一驱动装置，壳体内侧的顶部上安装有第二驱动装置，第二驱动装置的动力输出轴穿过壳体顶部与螺旋桨拆卸连接；导航系统还具有激光灯，激光灯的发光面裸露于壳体外；激光灯电连接微控制器的相应输出端。本实用新型步行智能导航机器人，其不仅能够进行规划通往目的路线，而且能时刻准确指示出步行前行的方向，同时还具有吹风功能，外表、时尚漂亮且美观。

Description

步行智能导航机器人

技术领域

本实用新型涉及日常出行导航设备领域，具体涉及的是一种步行智能导航机器人。

背景技术

现在导航仪是一般都安装在车上，由于交通道路比较单一，行车规则固定，道路也不会有太多障碍物。针对车行的交通主干道和普通进行路线规划和指引车辆按相应车行道行驶。人行走的路线多变，没有行车规则，如果不能及时快速作出路线指规划和指引，易造成绕路，而人体体能有限，不能像车子那样持续继续行走。所以现有导航仪不适合人行走进行导航。现有技术中，还没有一种能够做到时刻指示出路线正确方向并适用于步行的导航设备。

再者，现有导航仪不具有送风功能，在步行中易感觉闷热，外形不时尚，不美观，难以吸引消费者。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种步行智能导航机器人，其不仅能够进行规划通往目的路线，而且能时刻准确指示出步行前行的方向，同时还具有吹风功能，外表、时尚漂亮且美观。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种步行智能导航机器人，包括导航系统和壳体，导航系统具有微控制器，还包括底座和螺旋桨，所述壳体呈球形，所述螺旋桨、所述壳体和所述底座自上而下布置，所述壳体转动地安装在所述底座上，所述壳体内安装有用于驱动所述壳体在所述底座上旋转运动的第一驱动装置，所述壳体内侧的顶部上安装有第二驱动装置，所述第二驱动装置的动力输出轴穿过所述壳体顶部与所述螺旋桨拆卸连接；所述导航系统还具有激光灯，所述激光灯的发光面裸露于所述壳体外；所述微控制器固定安装在所述壳体内，所述激光灯电连接所述微控制器相应输出端，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置电连接所述微控制器的相应输出端。

所述第一驱动装置包括减速电机，所述减速电机的输出轴与所述底座固定连接，所述微控制器与所述减速电机控制连接。

所述第二驱动装置包括第一电机、旋桨固定座和帽体，所述第一电机固定安装在所述壳体内，所述第一电机的输出轴朝上，并且穿出所述壳体的顶部，所述第一电机的输出轴穿出所述壳体的部分上设置有螺纹段，所述螺旋桨中部开设有供所述第一电机的输出轴穿过的通孔，所述旋桨固定座和所述帽体通过螺纹固定在所述第一电机的输出轴上，所述螺旋桨中部处所述旋桨固定座和所述帽体之间，所述微控制器与所述第一电机控制连接。

所述壳体内一体成型有水平的隔板，所述隔板将所述壳体内分为相连通的上腔室和下腔室，所述减速电机处于所述下腔室内，所述减速电机固定在所述隔板的下表面上，所述微控制器安装在所述隔板的上表面上，所述底座包括圆盘体和连接在圆盘体上圆柱体，所述下腔室开设有供所述圆柱体伸入所述下腔室内的通孔，所述下腔室内对应于所述通孔处固定安装有轴承，所述圆柱体上端穿设于所述轴承的内圈上，所述减速电机的输出轴与所述圆柱体连接，并驱动所述壳体旋转。

所述导航系统还还具有摄像头、扬声器和蓄电池，所述的摄像头的采集端裸露于所述壳体外，所述摄像头与所述微控制器的输入端连接，所述摄像头和所述激光灯在所述壳体上自上而下布置，所述扬声器为两个，且分别位于所述摄像头的左右两侧，所述壳体上对应所述扬声器的位置开设有出声孔。

本实用新型的有益的效果是：使用时导航系统实时获取当前方位信息并根据作出当前行人行走方向的信号指示，此信号指示得到后微控制器控制激光灯发光，和控制第一驱动装置工作，带动壳体旋转，使得激光灯发出光线的方向与行人所需行走方向相同，人们只需根据激光灯指示的光线方向进行前行，保证人们时刻行走在正确的路线上，避免走反方向或多绕路，导致人们能消耗和浪费时间情况，实现轻松快速行走到达目的，节约了时间。也能解决避免传统手机地图软件上指示方向不清楚，不易看懂，导致走反方向或多绕路情况。

另外，在步行导航过程中或平时不用步行导航时，微控制器可控制第二驱动装置工作，第二驱动装置工作带动螺旋桨转动，进行送出凉风，在步行导航行走中给人们送凉风，起到降暑的作用。再者，壳体呈球形，螺旋桨、壳体和底座自上而下布置外形上更加独特且美观，也更能让人留下深刻印象，更能吸引消费者。因此，本实用新型步行智能导航机器人，其不仅能够进行规划通往目的路线，而且能时刻准确指示出步行前行的方向，同时还具有吹风功能，外表、时尚漂亮且美观，能给留下美好印象，更能吸引消费者购买和使用。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施方式及附图作以详细描述。

图1为本实用新型步行智能导航机器人的主视图。

图2为本实用新型步行智能导航机器人的侧视图。

图3为本实用新型步行智能导航机器人的后视图。

图4为本实用新型步行智能导航机器人的剖视图(图中省略电路连接线)。

图5为本实用新型步行智能导航机器人与手机APP连接的原理框图。

图中：

壳体-1；隔板-101；底座-2；圆盘体-21；圆柱体-22；螺旋桨-3；减速电机-4；第一电机-5；旋桨固定座-6；帽体-7；充电口-8；开关按钮-9；摄像头-01；激光灯-02；光线感应器-03；微控制器-04；GPS 模块-05；蓝牙通信模块-06；蓄电池-07；小喇叭-08；内存卡-09；SD读写模块-011；轴承-111。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1-5所示，本实用新型的步行智能导航机器人，包括壳体1、底座2、螺旋桨3和导航系统，所述壳体1呈球形，所述螺旋桨3、所述壳体1和所述底座2自上而下布置，所述壳体1转动地安装在所述底座2上，所述壳体1内安装有用于驱动所述壳体1在所述底座2 上旋转运动的第一驱动装置，所述壳体1内侧的顶部上安装有第二驱动装置，所述第二驱动装置的动力输出轴穿过所述壳体1顶部与所述螺旋桨3拆卸连接；在携带时，可以将螺旋桨3从第二驱动装置的动力输出轴上拆下来，减少空间占用，方便携带。

所述导航系统采用现有导航仪内的导航系统，即导航系统包括微控制器04、GPS模块05、扬声器、SD读写模块011、内存卡09和蓄电池07，该导航系统中各部件的电连接关系为公知技术，所述导航系统还包括摄像头01、激光灯02、光线感应器03、和用于手机 APP通过蓝牙无线连接的蓝牙通信模块06，所述摄像头01、所述激光灯02和所述光线感应器03在所述壳体1上自上而下布置，且所述摄像头01的采集端、所述激光灯02的发光面及所述光线感应器03 的感应端裸露于所述壳体1外；所述微控制器04、所述GPS模块05、所述扬声器、所述蓄电池07和所述蓝牙通信模块06均固定安装在所述壳体1内，所述摄像头01、和光线感应器03分别电连接所述微控制器04相应输入端，所述激光灯02电连接所述微控制器04相应输出端，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置电连接所述微控制器 04的相应输出端，所述SD读写模块011与所述微控制器04双向连接；所述内存卡09以常规方式安装SD读写模块011上，并供所述微控制器04通过SD读写模块011读取信息或写入信息于内存卡09；所述GPS模块05通过常规方式与所述微控制器04通信连接，所述蓝牙通信模块与所述微控制器04通信连接，所述蓄电池07与所述微控制器04供电连接，所述蓄电池作为所述导航系统和所述第一驱动装置、所述第二驱动装置工作的电源。采用上述结构设置，壳体1呈球形，螺旋桨3、壳体1和底座2自上而下布置，外形上更加独特且美观，也更能让人留下深刻印象，更能吸引消费者。由于螺旋桨3是可拆卸地安装在第二驱动装置的动力输出轴，所以在步行导航过程中或平时不用步行导航时，微控制器04控制第二驱动装置工作，第二驱动装置工作带动螺旋桨3转动，进行送出凉风，在步行导航行走中给人们送来凉风，起到降暑的作用。设置的光线感应器03，主要用于与激光灯02结合使用，互补作用，可以对阻挡物及时作出反应，快速避开物体。本新型中，该第二驱动装置的驱动信号输入可采用手机APP或在壳体1上直接安装控制开关，采用手机APP时，通过在手机APP打开控制第二驱动装置工作信息，通过手机上APP的手机上的蓝牙模块与蓝牙通信模块06通讯连接，蓝牙通信模块06接收到通讯信息并传输给微控制器04，微控制器04对信息识别和处理，并控制第二驱动装置工作；采用控制开关时，直接在壳体1上安装一开关，此开关的输入端与微处理控制器的信号输入端电连接，使用时按压开关，即可使第二驱动装置工作。

上述具体的：微控制器04采用现有英飞凌科技公司生产的汽车微控制器04TC3A，或是TC39微控制器04、TC35微控制器04和TC33 微控制器04中一种。GPS模块05采用现有的GPS模块05或GPS 芯片，扬声器采用现有小喇叭08。内存卡09采用现有的CF卡、TF 卡或SD卡存储卡，SD读写模块011采用现有的SD读写模块011。光线感应器03采用现有光线感应器03，也叫做亮度感应器，本实用新型中使用的光线感应器03与现有手机上的光线感应器03相同。蓝牙通信模块06选用现有的蓝牙模块。

本实施例中，所述第一驱动装置包括减速电机4，这里减速电机 4采用现有型号为JS30减速电机，所述减速电机4的输出轴与所述底座2固定连接，所述减速电机4电连接所述微控制器04的相应输出端。采用上述结构设置，结构简单，便于安装和传动，减少电能消耗，且转动位置精确，不会出现反转，保证壳体1转动位置精确，便于激光灯02精确指路。这里减速电机4还可以采用现有型号为 GM12-15BY-n1的微型步进直流电动机，采用该型号微型步进直流电动机，主要是由于该电动机具有体积小、寿命长、低噪音、效率高、零串量、扭力大、精度高、节能、静音、高效节省电能且发热量低重量轻，安装方便。

本实施例中，所述第二驱动装置包括第一电机5、旋桨固定座6 和帽体7，所述第一电机5固定安装在所述壳体1内，所述第一电机 5的输出轴朝上，并且穿出所述壳体1的顶部，所述第一电机5的输出轴穿出所述壳体1的部分上设置有螺纹段，所述螺旋桨3中部开设有供所述第一电机5的输出轴穿过的通孔，所述旋桨固定座6中心设置有螺纹孔，所述旋桨固定座6通过螺纹配合固定在所述第一电机5 的输出轴上，所述螺旋桨3通过所述通孔套装在所述第一电机5的输出轴上，且位于所述旋桨固定座6的上方，所述帽体7中心设置有沉孔，沉孔的内壁上设置有螺纹，所述帽体7通过螺纹配合在所述第一电机5的输出轴上，并将所述螺旋桨3锁紧固定在所述旋桨固定座6 和所述帽体7之间，所述第一电机5电连接所述微控制器04的相应输出端。采用上述结构设置，在第一电机5的输出轴上直接设置螺纹段，无需其它额外连接件，结构简单，有利于降低成本。由于旋桨固定座6和帽体7都是通过螺纹配合在第一电机5的输出轴上，所以方便螺旋桨3的拆卸，减少空间占用，便于包装或携带。

本实施例中，所述壳体1内一体成型有水平的隔板101，所述隔板101将所述壳体1内分为相连通的上腔室和下腔室，所述减速电机 4处于所述下腔室内，所述减速电机4固定在所述隔板101下侧面上，所述蓄电池07、所述微控制器04、GPS模块05和所述蓝牙通信模块06固定安装在所述隔板101上侧面上，所述底座2包括圆盘体21和连接在圆盘体21上圆柱体22，所述下腔室开设有供所述圆柱体22 伸入所述下腔室内的通孔，所述下腔室内对应于所述通孔处固定安装有轴承111，所述圆柱体22上端穿设于所述轴承111的内圈上，所述减速电机4的输出轴与所述圆柱体22连接，并驱动所述壳体1旋转。采用上述结构设置，通过隔板101将壳体1内部有空间分为相连通的上腔室和下腔室，主要便于壳体1内部空间合理利用，优化壳体1内部空间，同时方便减速电机4、蓄电池07、所述微控制器04、GPS 模块05和所述蓝牙通信模块06固定和安装。

本实施例中，当壳体1空间足够大，足够充裕时，减速电机4也可以替换为现有小型的第二电机和减速器的组合，所述第二电机和所述减速器均固定安装在所述壳体1内，所述第二电机的输出轴与所述减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与所述底座2固定连接。所述第二电机和所述减速器固定在所述隔板101上，所述减速器的输出轴与所述圆柱体22连接，并驱动所述壳体1旋转。

本实施例中，所述壳体1上设置有供所述蓄电池07充电的充电口8，所述壳体1上安装有控制所述蓄电池07通断供电的开关按钮9，所述开关按钮9连接于所述蓄电池07与所述微控制器04供电总线上，通过开关按钮9启闭控制所述蓄电池07与所述微控制器04电路的通断。所述开关按钮9位于所述充电口8的下方，所述摄像头01、所述激光灯02和所述光线感应器03与所述充电口8和开关按钮9在所述壳体1上成前后布置，所述扬声器为两个，且分别位于所述摄像头01的左右两侧，所述壳体1上对应所述扬声器的位置开设有出声孔。采用上述结构设置，使得摄像头01、激光灯02、光线感应器03、开关按钮9、充电口8和扬声器在壳体1上布置合理，外形更加美观时尚。具体的，这里充电口8，主要用于与外部充电器的输出端连接，充电口8通过导线与蓄电池07连接，直接为蓄电池07充电。所述扬声器采用现有小喇叭08。

本实用新型步行智能导航机器人的使用过程如下：

使用时，先在手机APP(即指安装有APP的手机)上输入目的地信息并将地图信息(即手机APP的通过手机上的蓝牙模块与蓝牙通信模块06通讯连接)，蓝牙通信模块06接收到通讯信息并传输给微控制器04，微控制器04识别和处理信息，并将目的地信息并将地图信息通过SD读写模块011存储在内存卡09内，微控制器04通过GPS 模块05捕获现在位置在地图上的位置信息，微控制器04通过SD读写模块011读取内存卡09上将目的地信息并将地图信息，并且微控制器04控制摄像头01摄像工作，微控制器04对摄像图片信息、目的地信息、地图信息和GPS模块05捕获现在位置在地图上的位置信息，综合处理读取、比对和处理，快速分辨出道路线，自动规划更加准确到目的地达路线。

然后，直接本实用新型捧在手掌上或直接抓握底座2，微控制器 04控制激光灯02发光，微控制器04控制第一驱动装置工作时带动壳体1旋转，使得激光灯02发出光线进行指示出行走正确方向，微控制器04控制供给扬声器电流波动，扬声器根据电流波动振动，发出指导路线的导航指路的语音。人们只需根据激光灯02指示的光线方向结合扬声器发出导航指路的语音进行前行，保证人们时刻行走在正确的路线上，避免走反方向或多绕路，导致人们能消耗和浪费时间情况，实现轻松快速行走到达目的，节约了时间。

需要说的是：本实用新型步行智能导航机器人，也能解决避免传统手机地图软件上指示方向不清楚，不易看懂，导致走反方向或多绕路情况。在行走过程中，本实用新型步行智能导航机器人内微控制器 04将行走剩余路程信息，通过蓝牙通信模块06将剩余路程信息发给手机，通过手机APP也可以直接查看。

通过手机APP能够控制本实用新型步行智能导航机器人内光线感应器03的开启或关闭(手机APP与本实用新型步行智能导航机器人通过蓝牙通信连接，信息可以传递给微控制器04，微控制器04接收到手机APP控制信息，微控制器04控制光线感应器03开启或关闭)，光线感应器03与激光灯02结合使用，能够起互补作用。

当光线感应器03感受到遮挡时，光线感应器03被触发，电路导通微控制器04收到电信号，微控制器04控制扬声器发出提醒语音，与此同时，微控制器04立马通过摄像头01拍照，微控制器04读取照片信息，进行处理后，并规划处避让路线，微控制器04立马控制减速电机4工作，对激光灯02进行指示避让路线，微控制器04再次控制扬声器发出避让行走语音提醒，做到及时提醒人们避开物体。实现对阻挡物及时作出反应，帮助人们快速避开物体。使得本实用新型适合盲人或视力非常差人员使用。

本实用新型中，导航系统也无需与手机APP配合使用，直接所述底座2的底面上安装导航系统的触摸显示屏，导航系统采用与手机 APP配合使用，使对导航系统能够得到最新的地图。采用触摸显示屏时，则无法让导航系统能够得到最新的地图。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (5)

1.一种步行智能导航机器人，包括导航系统和壳体，导航系统具有微控制器，其特征在于：还包括底座和螺旋桨，所述壳体呈球形，所述螺旋桨、所述壳体和所述底座自上而下布置，所述壳体转动地安装在所述底座上，所述壳体内安装有用于驱动所述壳体在所述底座上旋转运动的第一驱动装置，所述壳体内侧的顶部上安装有第二驱动装置，所述第二驱动装置的动力输出轴穿过所述壳体顶部与所述螺旋桨拆卸连接；

所述导航系统还具有激光灯，所述激光灯的发光面裸露于所述壳体外；所述微控制器固定安装在所述壳体内，所述激光灯电连接所述微控制器相应输出端，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置电连接所述微控制器的相应输出端。

2.根据权利要求1所述的一种步行智能导航机器人，其特征在于：所述第一驱动装置包括减速电机，所述减速电机的输出轴与所述底座固定连接，所述微控制器与所述减速电机控制连接。

3.根据权利要求1所述的一种步行智能导航机器人，其特征在于：所述第二驱动装置包括第一电机、旋桨固定座和帽体，所述第一电机固定安装在所述壳体内，所述第一电机的输出轴朝上，并且穿出所述壳体的顶部，所述第一电机的输出轴穿出所述壳体的部分上设置有螺纹段，所述螺旋桨中部开设有供所述第一电机的输出轴穿过的通孔，所述旋桨固定座和所述帽体通过螺纹固定在所述第一电机的输出轴上，所述螺旋桨中部处所述旋桨固定座和所述帽体之间，所述微控制器与所述第一电机控制连接。

4.根据权利要求2所述的一种步行智能导航机器人，其特征在于：所述壳体内一体成型有水平的隔板，所述隔板将所述壳体内分为相连通的上腔室和下腔室，所述减速电机处于所述下腔室内，所述减速电机固定在所述隔板的下表面上，所述微控制器安装在所述隔板的上表面上，所述底座包括圆盘体和连接在圆盘体上圆柱体，所述下腔室开设有供所述圆柱体伸入所述下腔室内的通孔，所述下腔室内对应于所述通孔处固定安装有轴承，所述圆柱体上端穿设于所述轴承的内圈上，所述减速电机的输出轴与所述圆柱体连接，并驱动所述壳体旋转。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种步行智能导航机器人，其特征在于：所述导航系统还还具有摄像头、扬声器和蓄电池，所述的摄像头的采集端裸露于所述壳体外，所述摄像头与所述微控制器的输入端连接，所述摄像头和所述激光灯在所述壳体上自上而下布置，所述扬声器为两个，且分别位于所述摄像头的左右两侧，所述壳体上对应所述扬声器的位置开设有出声孔。

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