CN211682150U - 一种服务机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种服务机器人，该机器人具有迎宾、物品传送和安防三种状态，其包括机身、机器人底座、电池组件和控制板组件，机器人底座设有用于行走的轮组，机身设有机械臂组件、传物柜、置物台、烟雾传感器以及交互屏幕组件；机器人底座安装有超声波组件和相机组件Ⅰ；机械臂组件包括固定架和臂体，固定架包括与机身固定的上固定板、与机身固定的下固定板、连接于上固定板和下固定板之间的机械臂Z轴，臂体包括依次传动连接的肩体、大臂、小臂以及手腕工具接口件，肩体安装于机械臂Z轴，并能通过纵向移动机构沿机械臂Z轴上下移动；交互屏幕组件、烟雾传感器、纵向移动机构、超声波组件以及相机组件Ⅰ均与控制板组件电性连接。

Description

一种服务机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种服务机器人。

背景技术

随着机械、电子、控制、材料、计算机、传感器等多门学科的发展，机器人技术也不断发展，并被广泛地应用于生产、生活的各个方面。机器人通常被分为工业机器人和服务机器人两类，工业机器人参与工业生产；而服务机器人则从事工业生产外的为人和单位完成的服务工作，诸如家庭服务、维护、运输、监护、办公等。办公领域的服务机器人在很多环境下都有用武之地，比如在银行、医院、政务部门、企业、展厅等场景下，服务机器人可以完成迎宾、业务介绍、信息咨询、自助业务办理、文件传递、安防等工作。在办公领域，往往存在人流量大、空间大、部门多、信息繁杂、人与人交互不方便等问题，现有的服务机器人功能结构太少，不能满足要求。

实用新型内容

本实用新型在于提供一种服务机器人，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本实用新型采取的技术方案如下：

本实用新型提供了一种服务机器人，包括机身、机器人底座、电池组件和控制板组件，所述机身设有机械臂组件，所述机身支撑安装于所述机器人底座上，所述机器人底座设有用于行走的轮组，所述机身设有传物柜、置物台、烟雾传感器以及交互屏幕组件；所述机器人底座安装有超声波组件和相机组件Ⅰ；所述超声波组件有多个，且围绕所述机器人底座均匀布置；所述机械臂组件包括固定架和臂体，所述固定架包括与机身固定的上固定板、与机身固定的下固定板、连接于上固定板和下固定板之间的机械臂Z轴，所述臂体包括依次传动连接的肩体、大臂、小臂以及手腕工具接口件，所述肩体安装于所述机械臂Z轴，并能通过纵向移动机构沿所述机械臂Z轴上下移动；所述交互屏幕组件、所述烟雾传感器、所述纵向移动机构、所述超声波组件以及所述相机组件Ⅰ均与所述控制板组件电性连接。

本技术方案的技术效果是：能够实现迎宾、物品传送和安防，可对来访人员进行识别、登记、信息引导、自助办理业务、传送文件、送水招待等服务，简化客人办理流程；并可以实现自主巡逻，提高办公场所安全性；最终达到减轻工作人员负担，提高办公效率，提升客户体验、增加安保力量的目标。

进一步地，所述传物柜为内嵌于所述机身内部的中空结构，所述置物台为位于所述传物柜上方的平板结构；所述交互屏幕组件位于所述置物台上方。

本技术方案的技术效果是：传物柜及置物台的结构简单，易于装配。

进一步地，所述电池组件、所述相机组件Ⅰ、所述超声波组件以及所述控制板组件均为可拆卸地固定在所述机器人底座的底板上。

本技术方案的技术效果是：位置布局合理，而且便于分开维修各个部件。

更进一步地，所述机器人底座的底板为平面板状结构，其侧边部设有若干缺口，所述轮组一一对应的安装于各缺口部。

更进一步地，所述电池组件位于所述机器人底座的底板中心位，其包括电池固定架、安装于电池固定架的三组蓄电池，所述电池固定架由型材和板材拼接而成；所述超声波组件有8个，且通过L形支撑板均匀安装于所述机器人底座的前、后、左、右四侧。

本技术方案的技术效果是：电池组件以及超声波组件的布局合理，超声波组件能够检测到机器人四周的障碍环境信息。

更进一步地，所述机身安装有用于为电池组件充电的充电装置、用于无线接收指令的遥控模块，所述遥控模块均与所述控制板组件电性连接。

本技术方案的技术效果是：能在不拆卸电池组件的情况下给智能服务机器人充电，且具有遥控及烟雾感知功能。

进一步地，所述机身的顶部设置有机器人头部，所述机器人头部设有扬声器、云台、安装于云台的相机组件Ⅱ，所述扬声器、所述云台以及所述相机组件Ⅱ均与所述控制板组件电性连接。

更进一步地，所述相机组件Ⅱ以及所述相机组件Ⅰ的相机均为双目立体相机；所述相机组件Ⅱ固定于所述机器人底座的正前方。

进一步地，所述肩体包括肩体主机架、大臂转动电机和同步带传动机构Ⅰ，所述大臂包括大臂主机架、小臂转动电机和同步带传动机构Ⅱ，所述小臂包括小臂主机架、手腕转动电机和同步带传动机构Ⅲ；所述肩体主机架通过同步带传动机构Ⅰ与所述大臂主机架传动连接，所述大臂转动电机的转矩输出轴与所述同步带传动机构Ⅰ的转矩输入轴连接；所述大臂主机架通过同步带传动机构Ⅱ与所述小臂转动电机传动连接，所述小臂转动电机的转矩输出轴与所述同步带传动机构Ⅱ的转矩输入轴连接；所述小臂转动电机通过同步带传动机构Ⅲ与所述手腕工具接口件传动连接，所述手腕转动电机的转矩输出轴与同步带传动机构Ⅲ的转矩输入轴连接。

本技术方案的技术效果是：机械臂前中后三端结构之间能够易于实现相对转动，不会出现卡死的情况，同步传动机构可靠性高。

更进一步地，所述肩体主机架、大臂主机架、小臂主机架为条形槽板，且均设有用于安装转动电机和同步带传动系统的孔槽。

本技术方案的技术效果是：条形槽板结构设计，易于布置传动结构。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是服务机器人的整体结构示意图；

图2是服务机器人底座结构示意图；

图3是服务机器人机械臂组件结构示意图；

图4是服务机器人机械臂的结构示意图；

图中：101.机器人底座，102.传物柜，103.机械臂组件，104.机器人头部，105.交互屏幕组件，106.置物台，201.相机组件，202.电池组件，203.轮组，204.控制板组件，205.超声波组件，301.上固定板，302.机械臂Z轴，303.大臂，304.下固定板，305.手腕工具接口，306.小臂，307.肩体，401.小臂主机架，402.手腕转动电机，403.大臂主机架，404.小臂转动电机，405.肩体主机架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1～图4，本实施例提供了一种服务机器人，包括机身、机器人底座101、电池组件202和控制板组件204，机身设有机械臂组件103，机身支撑安装于机器人底座101上，机器人底座101设有用于行走的轮组203，机身设有传物柜102、置物台106以及交互屏幕组件105；机器人底座101安装有超声波组件205和相机组件Ⅰ201；超声波组件205有多个，且围绕机器人底座101均匀布置；机械臂组件103为SCARA型结构，其包括固定架和臂体，固定架包括与机身固定的上固定板301、与机身固定的下固定板304、连接于上固定板301和下固定板304之间的机械臂Z轴302，臂体包括依次传动连接的肩体307、大臂303、小臂306以及手腕工具接口件305，肩体307安装于机械臂Z轴302，并能通过纵向移动机构沿机械臂Z轴302上下移动；交互屏幕组件105、纵向移动机构、超声波组件205以及相机组件Ⅰ201均与控制板组件204电性连接。

在本实施例中，纵向移动机构包括驱动电机、滚珠丝杠、深沟球轴承、推力球轴承、光电开关，通过光电开关反馈肩体307在机械臂Z轴302的上下位置信息给控制板组件204，控制板组件204控制纵向移动机构的驱动电机动作，带动滚珠丝杠转动，直至肩体307在机械臂Z轴302上达到目标位置。

在本实施例中，传物柜102为内嵌于机身内部的中空结构，置物台106为位于传物柜102上方的平板结构；交互屏幕组件105位于置物台106上方。

传物柜102用于存放较大的文件、材料等，传物柜102位于机器人底座101上方型材搭建的骨架中；传物柜102以薄板封装，其位于机器人正面一侧的薄板露出机器人壳体并可打开；传物柜102背部为控制板组件、电机、扬声器、屏幕和相机的走线，走线为纵向走线。

在本实施例中，电池组件202、相机组件Ⅰ201、超声波组件205以及控制板组件204均为可拆卸地固定在机器人底座101的底板上。控制板组件204用于协调控制机器人各部件、运行交互系统程序、巡逻监控系统算法，控制板组件204位于机器人底座101与传物柜102后部，控制板组件204包括单片机、单板机，负责相机、轮对电机、机械臂电机、云台电机、扬声器、交互屏幕的指令控制，控制板组件负责交互系统程序、巡逻监控系统算法的运行。巡逻监控算法负责自主巡逻与监控、环境监测、异常报警，交互程序负责记录来访人员、业务介绍、物品传达。

在本实施例中，机器人底座101的底板为平面板状结构，其侧边部设有三个缺口，三个轮组203一一对应的安装于各缺口部，轮组203用于机器人行走，其包括驱动电机、轴承、轴承座、车轮，驱动电机与控制板组件204电性连接，通过控制板组件204控制驱动电机东站，带动车轮转动，继而实现机器人行走。

在本实施例中，电池组件202位于机器人底座101的底板中心位，其包括电池固定架、安装于电池固定架的三组蓄电池，电池固定架由型材和板材拼接而成。电池组件202用于给机器人各用电部件供电。

在本实施例中，机器人安装有充电装置、烟雾传感器、WiFi/遥控模块，用于在不拆卸的情况下给电池组件202充电；烟雾传感器用于机器人巡逻时感知烟雾浓度，并在可能发生火灾时及时作出报警；WiFi/遥控模块用于接收后台的操作指令与系统更新，并发送运行状态信息到后台。

在本实施例中，超声波组件205有8个，且通过L形支撑板均匀安装于机器人底座101的前、后、左、右四侧，每个方向两个，超声波组件205用于机器人测距避障。

在本实施例中，机身的顶部设置有机器人头部104，机器人头部104设有扬声器、云台、安装于云台的相机组件Ⅱ，扬声器、云台以及相机组件Ⅱ均与控制板组件204电性连接。扬声器用于语音交互、异常报警；交互屏幕组件105用于显示业务介绍、咨询交互；置物台106用于托放文件、矿泉水等。云台包括云台电机、偏转平台、俯仰平台，能够实现相机组件Ⅱ的偏转和俯仰动作。相机组件Ⅰ201和相机组件Ⅱ用于拍照、录像、人脸识别、物品识别、环境监测。

在本实施例中，相机组件Ⅱ以及相机组件Ⅰ201的相机均为双目立体相机；相机组件Ⅱ固定于机器人底座101的正前方。

在本实施例中，肩体307包括肩体主机架405、大臂转动电机和同步带传动机构Ⅰ，大臂303包括大臂主机架403、小臂转动电机404和同步带传动机构Ⅱ，小臂306包括小臂主机架401、手腕转动电机402和同步带传动机构Ⅲ；肩体主机架405通过同步带传动机构Ⅰ与大臂主机架403传动连接，大臂转动电机的转矩输出轴与同步带传动机构Ⅰ的转矩输入轴连接；大臂主机架403通过同步带传动机构Ⅱ与小臂转动电机404传动连接，小臂转动电机404的转矩输出轴与同步带传动机构Ⅱ的转矩输入轴连接；小臂转动电机404通过同步带传动机构Ⅲ与手腕工具接口件305传动连接，手腕转动电机402的转矩输出轴与同步带传动机构Ⅲ的转矩输入轴连接。肩体主机架405、大臂主机架403、小臂主机架401为条形槽板，且均设有用于安装转动电机和同步带传动系统的孔槽，各同步带传动机构均为减速传动机构，

在本实施例中，手腕工具接口305上装有气动快速接头、电气接口；手腕工具接口305通过同步带轮、轴承座、圆锥滚子轴承、空心发兰轴、螺栓连接在小臂主机架401末端，机械臂组件103用于物品抓取、夹持等。

本实施例所述服务机器人，主要具有三种状态，分别为迎宾状态、物品传送状态和安防状态。在迎宾状态，智能服务机器人识别到客户时自主迎接，并通过交互屏幕和语音表示对客户的欢迎，并引导客户进行信息登记；交互屏幕显示所有可选功能：宣传视频、业务简介、办理流程、部门导航等，并等待客户反馈后给出相应的应答；无客户状态超过一定时限后自动切换至安防状态。在物品传送状态，智能服务机器人根据与客户的交互或后台指令，在客户与各工作部门之间进行物品传送；传物柜102中可放置客户文件、会议资料、财务文件等，置物台106上可放置宣传册、矿泉水等；该状态下所述机械臂组件103配合将物品放入传物柜102、置物台(06，自主避障、定位导航系统配合将物品送到指定地点；送达后通过屏幕和语音提醒工作人员或客户。在安防状态，智能服务机器人在机器预定或人为设定的区域内自主巡逻，通过超声波组件、双目立体相机组件获取环境信息，据此信息实现自动避障，并通过烟雾传感器实时对环境烟雾浓度监测，通过双目立体相机与预先设定的各项指标阈值对环境安全状况进行监测，发生预警事件后通过扬声器报警，通过WiFi模块向后台发送报警信息，并在交互屏幕上显示报警信息。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种服务机器人，包括机身、机器人底座(101)、电池组件(202)和控制板组件(204)，所述机身设有机械臂组件(103)，所述机身支撑安装于所述机器人底座(101)上，所述机器人底座(101)设有用于行走的轮组(203)，其特征在于，所述机身设有传物柜(102)、置物台(106)、烟雾传感器以及交互屏幕组件(105)；所述机器人底座(101)安装有超声波组件(205)和相机组件Ⅰ(201)；所述超声波组件(205)有多个，且围绕所述机器人底座(101)均匀布置；所述机械臂组件(103)包括固定架和臂体，所述固定架包括与机身固定的上固定板(301)、与机身固定的下固定板(304)、连接于上固定板(301)和下固定板(304)之间的机械臂Z轴(302)，所述臂体包括依次传动连接的肩体(307)、大臂(303)、小臂(306)以及手腕工具接口件(305)，所述肩体(307)安装于所述机械臂Z轴(302)，并能通过纵向移动机构沿所述机械臂Z轴(302)上下移动；所述交互屏幕组件(105)、所述烟雾传感器、所述纵向移动机构、所述超声波组件(205)以及所述相机组件Ⅰ(201)均与所述控制板组件(204)电性连接。

2.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述传物柜(102)为内嵌于所述机身内部的中空结构，所述置物台(106)为位于所述传物柜(102)上方的平板结构；所述交互屏幕组件(105)位于所述置物台(106)上方。

3.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述电池组件(202)、所述相机组件Ⅰ(201)、所述超声波组件(205)以及所述控制板组件(204)均为可拆卸地固定在所述机器人底座(101)的底板上。

4.根据权利要求3所述的服务机器人，其特征在于，所述机器人底座(101)的底板为平面板状结构，其侧边部设有若干缺口，所述轮组(203)一一对应的安装于各缺口部。

5.根据权利要求3所述的服务机器人，其特征在于，所述电池组件(202)位于所述机器人底座(101)的底板中心位，其包括电池固定架、安装于电池固定架的三组蓄电池，所述电池固定架由型材和板材拼接而成；所述超声波组件(205)有8个，且通过L形支撑板均匀安装于所述机器人底座(101)的前、后、左、右四侧。

6.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述机身安装有用于为电池组件(202)充电的充电装置、用于无线接收指令的遥控模块，所述遥控模块均与所述控制板组件(204)电性连接。

7.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述机身的顶部设置有机器人头部(104)，所述机器人头部(104)设有扬声器、云台、安装于云台的相机组件Ⅱ，所述扬声器、所述云台以及所述相机组件Ⅱ均与所述控制板组件(204)电性连接。

8.根据权利要求7所述的服务机器人，其特征在于，所述相机组件Ⅱ以及所述相机组件Ⅰ(201)的相机均为双目立体相机；所述相机组件Ⅱ固定于所述机器人底座(101)的正前方。

9.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述肩体(307)包括肩体主机架(405)、大臂转动电机和同步带传动机构Ⅰ，所述大臂(303)包括大臂主机架(403)、小臂转动电机(404)和同步带传动机构Ⅱ，所述小臂(306)包括小臂主机架(401)、手腕转动电机(402)和同步带传动机构Ⅲ；所述肩体主机架(405)通过同步带传动机构Ⅰ与所述大臂主机架(403)传动连接，所述大臂转动电机的转矩输出轴与所述同步带传动机构Ⅰ的转矩输入轴连接；所述大臂主机架(403)通过同步带传动机构Ⅱ与所述小臂转动电机(404)传动连接，所述小臂转动电机(404)的转矩输出轴与所述同步带传动机构Ⅱ的转矩输入轴连接；所述小臂转动电机(404)通过同步带传动机构Ⅲ与所述手腕工具接口件(305)传动连接，所述手腕转动电机(402)的转矩输出轴与同步带传动机构Ⅲ的转矩输入轴连接。

10.根据权利要求9所述的服务机器人，其特征在于，所述肩体主机架(405)、大臂主机架(403)、小臂主机架(401)为条形槽板，且均设有用于安装转动电机和同步带传动系统的孔槽。

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