CN211867816U - 新型多功能家庭服务机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，提供一种新型多功能家庭服务机器人，包括基座、机械臂机构以及控制箱；基座包括基座外壳、行走组件以及清扫组件；机械臂机构包括依序设置并连接的转动组件、第一摆动组件、第二摆动组件以及夹持组件，转动组件设置在控制箱上；控制箱包括箱体、控制器以及多个监控组件，多个监控组件等间距间隔地设置在箱体的周向外壁上，箱体具有用于容置控制器的容置腔，行走组件、清扫组件、转动组件、第一摆动组件、第二摆动组件、夹持组件以及多个监控组件分别与控制器电连接；该家庭服务机器人结构简单，可灵活地进行路径规划并自主扫地，同时，能够360度全方位监控家中动态，利用率及性价比高，用户体验佳。

Description

新型多功能家庭服务机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体而言，是涉及一种新型多功能家庭服务机器人。

背景技术

近年来，我国人口老龄化的问题愈发明显，人口老龄化所等带来的重大社会服务问题亦愈发凸显；自动辅助老年人的日常生活，减少社会对护理人员的需求，是迫切需要解决的问题。机器人技术进军家庭领域不是偶然、孤立的，它的发展与电子技术、智能技术、通信技术等多学科的发展息息相关；若能将服务机器人(包括清洁机器人、康复机器人、护理机器人、家用机器人、消防机器人等)大规模应用于生活中，将大大缓解社会对护理人员的需求。

目前，服务机器人虽种类繁多，但功能较为单一，结构复杂，成本较高；设计一款高性价比的家庭服务机器人，对家庭娱乐，家庭服务和助老、助残等均具有重大意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型多功能家庭服务机器人，旨在解决现有技术中由于服务机器人结构复杂、功能单一，导致其利用率及性价比低的技术问题。

为达此目的，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种新型多功能家庭服务机器人，包括基座、机械臂机构以及连接于所述基座与所述机械臂机构之间的控制箱；所述基座包括基座外壳、行走组件以及清扫组件，所述基座外壳具有内部空间，所述行走组件及所述清扫组件均设置在所述内部空间中；所述机械臂机构包括依序连接的转动组件、第一摆动组件、第二摆动组件以及夹持组件，所述转动组件设置在所述控制箱上；所述控制箱包括箱体、控制器以及多个监控组件，多个所述监控组件等间距间隔地设置在所述箱体的周向外壁上，所述箱体具有用于容置所述控制器的容置腔，所述行走组件、所述清扫组件、所述转动组件、所述第一摆动组件、所述第二摆动组件、所述夹持组件以及多个所述监控组件分别与所述控制器电连接。

进一步地，所述转动组件包括第一啮合盘和用于使所述第一啮合盘转动的第一驱动件，所述第一驱动件位于所述第一啮合盘与所述箱体之间；所述第一摆动组件包括设置在所述第一啮合盘上的安装条、枢接在所述安装条上的第一摆臂以及用于使所述第一摆臂相对所述安装条摆动的第二驱动件；所述第二摆动组件包括枢接在所述第一摆臂上的第二摆臂和用于使所述第二摆臂相对所述第一摆臂摆动的第三驱动件；所述夹持组件包括设置在所述第二摆臂上的夹持件和用于使所述夹持件聚拢和松开的第四驱动件；所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件、所述第四驱动件分别与所述控制器电连接。

进一步地，所述第一驱动件包括第一电机和安装在所述第一电机的输出轴上的第二啮合盘，所述第一啮合盘与所述第二啮合盘啮合连接。

进一步地，所述安装条具有间隔设置的两个第一板和连接在两个所述第一板之间的第二板，所述第二板安装在所述第一啮合盘上；两个所述第一板与所述第二板围合形成一容置槽，所述第二驱动件包括设置在所述容置槽内的连接块、枢接在所述连接块上的第一气缸件以及连接在所述第一气缸件上的第一活塞杆，所述第一活塞杆的外端枢接在所述第一摆臂上。

进一步地，所述连接块和所述第一摆臂分别通过枢轴连接在所述安装条上；所述安装条的两个所述第一板上分别形成有供所述枢轴插入的多个调节孔，两个所述第一板上的多个所述调节孔分别一一对应。

进一步地，所述第三驱动件包括枢接在所述第一摆臂上的第二气缸件以及连接在所述第二气缸件上的第二活塞杆，所述第二活塞杆的外端枢接在所述第二摆臂上。

进一步地，所述第一摆臂和所述第二摆臂均为伸缩摆臂。

进一步地，其特征在于，所述行走组件包括前置轮、两个后置轮以及用于使两个所述后置轮转动的两个第二电机，所述前置轮、两个所述后置轮均安装在所述内部空间中；两个所述后置轮和两个所述第二电机分别一一对应，每一所述后置轮均设置在与该后置轮对应的第二电机的输出轴上；所述基座外壳上分别形成有供所述前置轮以及两个所述后置轮由所述内部空间穿出的第一孔槽。

进一步地，所述清扫组件包括两个清扫刷和用于使两个所述清扫刷转动的两个第三电机，两个所述清扫刷与两个所述第三电机分别一一对应；所述基座外壳上分别形成有供两个所述清扫刷由所述内部空间穿出的第二孔槽。

进一步地，所述清扫组件包括两个清扫刷、位于两个所述清扫刷之间且用于使其中一个清扫刷转动的传动轴以及用于使另一个清扫刷及所述传动轴同时转动的第三电机；所述基座外壳上分别形成有供两个所述清扫刷由所述内部空间穿出的第二孔槽。

本实用新型提供的新型多功能家庭服务机器人的有益效果在于：与现有技术对比，本实用新型提出的一种新型多功能家庭服务机器人，包括基座、机械臂机构以及控制箱；基座包括基座外壳以及设置在基座外壳上的行走组件和清扫组件，通过设置行走组件、清扫组件使得家庭服务机器人具备移动扫地机器人的功能，远程控制即可使其灵活地进行路径规划式自主扫地；机械臂机构包括依序连接的转动组件、第一摆动组件、第二摆动组件以及夹持组件，通过控制转动组件转动，第一摆动组件、第二摆动组件摆动以及夹持组件取放，即可使得家庭服务机器人具备基本的服务能力，实用性强；控制箱上设有多个所述监控组件，其等间距间隔地设置在箱体的周向外壁上，可360度全方位监控家中动态，结构简单，利用率及性价比高，用户体验佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的新型多功能家庭服务机器人的立体示意图；

图2是本实用新型实施例提供的新型多功能家庭服务机器人的正视示意图；

图3是本实用新型实施例提供的新型多功能家庭服务机器人的左视示意图；

图4是本实用新型实施例提供的新型多功能家庭服务机器人的俯视示意图；

图5是本实用新型实施例提供的基座外壳的立体示意图；

图6是本实用新型实施例提供的基座(不包括基座外壳)的立体示意图；

图7是本实用新型实施例提供的机械臂机构的立体示意图。

其中，图中各附图标记：

1：基座 11：基座外壳

12：行走组件 13：清扫组件

10：内部空间 121：前置轮

122：后置轮 123：第二电机

120：第一孔槽 131：清扫刷

132：第三电机 130：第二孔槽

133：传动轴

2：机械臂机构 21：转动组件

22：第一摆动组件 23：第二摆动组件

211：第一啮合盘 212：第一驱动件

221：安装条 222：第一摆臂

223：第二驱动件 231：第二摆臂

232：第三驱动件 224：第一板

225：第二板 220：容置槽

226：连接块 227：第一气缸件

228：第一活塞杆 20：调节孔

213：枢轴 233：第二气缸件

234：第二活塞杆

3：控制箱 31：箱体

32：监控组件

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图7所示，为本实用新型提供的一较佳实施例。

本实施例提供的一种新型多功能家庭服务机器人，集成了扫地清洁、机械手辅助帮助、监控摄像头于一体，用于家庭服务，旨在针对社会日趋老龄化问题，便于辅助和照顾老年人的日常生活，减少社会对护理人员的需求；具体地，家庭服务机器人包括基座1、机械臂机构2以及连接于基座1与机械臂机构2之间的控制箱3；基座1包括基座外壳11、行走组件12以及清扫组件13，基座外壳11具有内部空间10，行走组件12及清扫组件13均设置在内部空间10中；机械臂机构2包括依序连接的转动组件21、第一摆动组件22、第二摆动组件23以及夹持组件，转动组件21设置在控制箱3上；控制箱3包括箱体31、控制器(图未示)以及多个监控组件32，控制器可选为ARM11三星处理器，采用PWM、PID等算法进行编程，实现服务机器人的各项功能，整个系统设计简单易行，运行稳定可靠；多个监控组件32等间距间隔地设置在箱体31的周向外壁上，在本实施例中，箱体31大致呈长方体，监控组件32的数量为四个，分别设置在箱体31的四个侧面上；箱体31具有用于容置控制器的容置腔，行走组件12、清扫组件13、转动组件21、第一摆动组件22、第二摆动组件23、夹持组件以及多个监控组件32分别与控制器电连接。

本实用新型提出的家庭服务机器人，通过设置行走组件12、清扫组件13使得家庭服务机器人具备移动扫地机器人的功能，远程控制即可使其灵活地进行路径规划式自主扫地；机械臂机构2包括依序设置并连接的转动组件21、第一摆动组件22、第二摆动组件23以及夹持组件(图未示)，通过控制转动组件21转动，第一摆动组件22、第二摆动组件23摆动以及夹持组件取放，即可使得家庭服务机器人具备基本的服务能力，实用性强；控制箱3上设有多个所述监控组件32，其等间距间隔地设置在箱体31的周向外壁上，可360度全方位监控家中动态，结构简单，利用率及性价比高，用户体验佳。

需要说明的是，基座1的内部空间10中还可设置红外避障传感器(图未示)以实现机器人自主避障；还可设置毫米波雷达传感器(图未示)以实现机器人室内地图构建，这样，机器人可自主规划路径扫地，另外，箱体31上还可放置超声波测距传感器(图未示)，用于检测桌子、柜子等较高的物体实现避障功能，使机器人在作业过程中遇到此类障碍物能自行避开；另外，机器人还可设置智能交互界面(图未示)，以实现简单的问候以及特定的语言提醒，监控终端是手机APP移动端，以便于无时无刻监控家中老人的状况，用户体验佳。

在本实施例中，请参阅图1至图4，转动组件21包括第一啮合盘211和用于使第一啮合盘211转动的第一驱动件212，第一驱动件212位于第一啮合盘211与箱体31之间，第一驱动件212优选为直流电机，第一啮合盘211优选为圆柱齿轮，第一啮合盘211和套设在第一驱动件212的输出轴上；第一摆动组件22包括设置在第一啮合盘211上的安装条221、枢接在安装条221上的第一摆臂222以及用于使第一摆臂222相对安装条221摆动的第二驱动件223；第二摆动组件23包括枢接在第一摆臂222上的第二摆臂231和用于使第二摆臂231相对第一摆臂222摆动的第三驱动件232；夹持组件包括设置在第二摆臂231上的夹持件和用于使夹持件聚拢和松开的第四驱动件；第一驱动件212、第二驱动件223、第三驱动件232、第四驱动件分别与控制器电连接；该结构简单易装配，机械臂机构2可通过螺栓连接在箱体31上部，机械臂机构2装有夹持组件可用于处理日常事物，如端水杯、抓取物体等，该机械臂机构2具有易控制、移动速度快的优点，箱体31可设置为升降式结构，结合行走组件12即可实现机器人空间多维度作业，实用性强，利用率高。

在本实施例中，第一驱动件212包括第一电机(图未示)和安装在第一电机的输出轴上的第二啮合盘(图未示)，第一啮合盘211与第二啮合盘啮合连接；此处的第二啮合盘优选为圆柱齿轮。

在本实施例中，请参阅图7，安装条221具有间隔设置的两个第一板224和连接在两个第一板224之间的第二板225，第二板225安装在第一啮合盘211上；两个第一板224与第二板225围合形成一容置槽220，优选地，该容置槽220的横截面形状大致为U形；第二驱动件223包括设置在容置槽220内的连接块226、枢接在连接块226上的第一气缸件227以及连接在第一气缸件227上的第一活塞杆228，第一活塞杆228的外端枢接在第一摆臂222上，优选地，连接块226可拆除地设置在容置槽220内。

进一步地，请继续参阅图7，连接块226和第一摆臂222分别通过枢轴213连接在安装条221上；安装条221的两个第一板224上分别形成有供枢轴213插入的多个调节孔20，两个第一板224上的多个调节孔20分别一一对应，这样即可根据实际需求调节连接块226及第一摆臂222的安装位置，灵活性高。

在本实施例中，请参阅图7，第三驱动件232包括枢接在第一摆臂222上的第二气缸件233以及连接在第二气缸件233上的第二活塞杆234，第二活塞杆234的外端枢接在第二摆臂231上；在本实施例中，作为进一步地优化，第一摆臂222和第二摆臂231均为伸缩摆臂；优选地，第一摆臂222和第二摆臂231均为可自动伸缩的摆臂，具体自动伸缩的实现可通过电机带动丝杠螺母机构(图未示)，此处不作唯一限定。

在本实施例中，请参阅图5及图6，行走组件12包括前置轮121、两个后置轮122以及用于使两个后置轮122转动的两个第二电机123，前置轮121、两个后置轮122均安装在内部空间10中；两个后置轮122和两个第二电机123分别一一对应，每一后置轮122均设置在与该后置轮122对应的第二电机123的输出轴上，当然，后置轮122与第二电机123之间可加装轴套(图未示)；基座外壳11上分别形成有供前置轮121以及两个后置轮122由内部空间10穿出的第一孔槽120。

在本实施例中，请继续参阅图5及图6，清扫组件13包括两个清扫刷131和用于使两个清扫刷131转动的两个第三电机132，两个清扫刷131与两个第三电机132分别一一对应；基座外壳11上分别形成有供两个清扫刷131由内部空间10穿出的第二孔槽130。

在又一实施例中，请继续参阅图5及图6，清扫组件13包括两个清扫刷131、位于两个清扫刷131之间且用于使其中一个清扫刷131转动的传动轴133以及用于使另一个清扫刷131及传动轴133同时转动的第三电机132；具体地，清扫刷131上可设置啮合传动部件(图未示)，传动轴133上可设置与啮合传动部件相啮合的啮合配合部件(图未示)；基座外壳11上分别形成有供两个清扫刷131由内部空间10穿出的第二孔槽130。

优选地，基座外壳11、箱体31以及机械臂机构2均为铝合金材质结构，质量轻，不易锈蚀，便于运输和使用。

综上所述，本实用新型提出的家庭服务机器人优势如下：

1、本发明下部为轮式扫地机器人，能路径规划式作业；

2、移动底盘上搭载机械手，可以完成物品抓取等任务；

3、与物联网技术融合，可移动终端监控家庭动态。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，包括基座、机械臂机构以及连接于所述基座与所述机械臂机构之间的控制箱；所述基座包括基座外壳、行走组件以及清扫组件，所述基座外壳具有内部空间，所述行走组件及所述清扫组件均设置在所述内部空间中；所述机械臂机构包括依序连接的转动组件、第一摆动组件、第二摆动组件以及夹持组件，所述转动组件设置在所述控制箱上；所述控制箱包括箱体、控制器以及多个监控组件，多个所述监控组件等间距间隔地设置在所述箱体的周向外壁上，所述箱体具有用于容置所述控制器的容置腔，所述行走组件、所述清扫组件、所述转动组件、所述第一摆动组件、所述第二摆动组件、所述夹持组件以及多个所述监控组件分别与所述控制器电连接；

所述转动组件包括第一啮合盘和用于使所述第一啮合盘转动的第一驱动件，所述第一驱动件位于所述第一啮合盘与所述箱体之间；所述第一摆动组件包括设置在所述第一啮合盘上的安装条、枢接在所述安装条上的第一摆臂以及用于使所述第一摆臂相对所述安装条摆动的第二驱动件；所述第二摆动组件包括枢接在所述第一摆臂上的第二摆臂和用于使所述第二摆臂相对所述第一摆臂摆动的第三驱动件；所述夹持组件包括设置在所述第二摆臂上的夹持件和用于使所述夹持件聚拢和松开的第四驱动件；所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述第三驱动件、所述第四驱动件分别与所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，所述第一驱动件包括第一电机和安装在所述第一电机的输出轴上的第二啮合盘，所述第一啮合盘与所述第二啮合盘啮合连接。

3.根据权利要求2所述的新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，所述安装条具有间隔设置的两个第一板和连接在两个所述第一板之间的第二板，所述第二板安装在所述第一啮合盘上；两个所述第一板与所述第二板围合形成一容置槽，所述第二驱动件包括设置在所述容置槽内的连接块、枢接在所述连接块上的第一气缸件以及连接在所述第一气缸件上的第一活塞杆，所述第一活塞杆的外端枢接在所述第一摆臂上。

4.根据权利要求3所述的新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，所述连接块和所述第一摆臂分别通过枢轴连接在所述安装条上；所述安装条的两个所述第一板上分别形成有供所述枢轴插入的多个调节孔，两个所述第一板上的多个所述调节孔分别一一对应。

5.根据权利要求4所述的新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，所述第三驱动件包括枢接在所述第一摆臂上的第二气缸件以及连接在所述第二气缸件上的第二活塞杆，所述第二活塞杆的外端枢接在所述第二摆臂上。

6.根据权利要求5所述的新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，所述第一摆臂和所述第二摆臂均为伸缩摆臂。

7.根据权利要求1～6任一项所述的新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，所述行走组件包括前置轮、两个后置轮以及用于使两个所述后置轮转动的两个第二电机，所述前置轮、两个所述后置轮均安装在所述内部空间中；两个所述后置轮和两个所述第二电机分别一一对应，每一所述后置轮均设置在与该后置轮对应的第二电机的输出轴上；所述基座外壳上分别形成有供所述前置轮以及两个所述后置轮由所述内部空间穿出的第一孔槽。

8.根据权利要求7所述的新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，所述清扫组件包括两个清扫刷和用于使两个所述清扫刷转动的两个第三电机，两个所述清扫刷与两个所述第三电机分别一一对应；所述基座外壳上分别形成有供两个所述清扫刷由所述内部空间穿出的第二孔槽。

9.根据权利要求7所述的新型多功能家庭服务机器人，其特征在于，所述清扫组件包括两个清扫刷、位于两个所述清扫刷之间且用于使其中一个清扫刷转动的传动轴以及用于使另一个清扫刷及所述传动轴同时转动的第三电机；所述基座外壳上分别形成有供两个所述清扫刷由所述内部空间穿出的第二孔槽。

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