CN213370485U

CN213370485U - 一种物联网智能理发机器人

Info

Publication number: CN213370485U
Application number: CN202021965140.XU
Authority: CN
Inventors: 王勇
Original assignee: Shanghai Maiteng Iot Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Maiteng Iot Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2030-09-10

Abstract

本实用新型公开了一种物联网智能理发机器人，其包括：座椅本体；支架，自所述座椅本体延伸而出；两侧分别有第一机械手臂和第二机械手臂，各固定在所述座椅本体，第一机械手臂装有一个剪发装置，第二机械手臂装有一个头发固定装置；四个摄像头，装在所述座椅本体上侧，可以从四个角度拍摄用户；人机交互单元，通过连接件固定在所述座椅前侧；控制单元，所述控制单元内置于所述座椅本体。本实用新型实现了准确检测头部的三维空间坐标，精确驱动机械手臂实现理发操作。

Description

一种物联网智能理发机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种物联网智能理发机器人。

背景技术

理发是一项传统人工手艺，随着人工成本和房租不断升高，理发的价格也越来越高；而且随着经济的快速发展和生活节奏的加快，24小时不间断服务对现代人也愈加有吸引力。而机器人和人工智能技术的发展也使得物联网智能理发机器人变得有可能，会大幅降低理发和理发店的成本，让人们随时随地以较低的成本享受到方便快捷的理发服务。

在中国专利申请公开说明书CN201620878003.X中，该实用新型专利公开了一种3D智能理发机器人，但该申请仅提到用摄像头采集的数据计算三维空间数据，而且所用的摄像头为单摄像头。机器视觉中通常要使用的搭建的视觉测量系统对一个物体的尺寸、形变、以及三维形貌进行测量。一般按照摄像机的个数以及组成部分分为三类测量方法。分别为单目测量、双目(大于2为多目)测量、以及结构光测量。在不移动摄像机的情况下，静止的单摄像头是无法取得到像点的三维空间坐标的，自然也无法准确地驱动相应的机械手臂完成理发操作。

在另外一份中国专利申请公开说明书中CN202010195125.X中，该专利申请公开了一种视觉机器人的视觉追踪装置，但该装置仅有两个摄像头，无法从多角度来观察用户人头，也影响到用户头部三维空间坐标计算的准确性。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题在于如何为理发机器人准确、实时地检测操作目标的三维空间坐标，并驱动执行元件完成理发操作。

本实用新型提供一种物联网智能理发机器人，包括座椅本体；支架自所述座椅本体延伸而出；所述座椅本体两侧分别有第一机械手臂和第二机械手臂固定在所述座椅本体，第一机械手臂装有一个剪发装置，第二机械手臂装有一个头发固定装置；四个摄像头，装在所述支架上，可以从四个角度拍摄用户；人机交互单元，通过连接件固定在所述座椅前侧；控制单元，所述控制单元内置于所述座椅本体；所述控制单元与所述第一机械手臂、所述第二机械手臂、所述人机交互单元、所述摄像头有电连接，所述控制单元接收所述摄像头的视频采集信号和用户的输入操作，输出控制指令至所述第一和第二机械手臂；所述人机交互单元显示可选发型，响应用户的输入选择，所述控制单元将所述摄像头将采集到的用户头部图像信号和所选发型合成为三维模型；所述四个摄像头分别实时采集用户人头图像，通过算法各自二维特征点的空间位置，然后进行多个图像合并进行三维重建，计算出人头的三维空间坐标；为并随着用户头部移动实时采集计算出用户头部空间位置坐标，驱动所述第一机械手臂和第二机械手臂，完成理发操作。

进一步地，所述支架上设有导轨，摄像头可以沿导轨上下移动。

进一步地，所述第一机械手臂包括以下任一机构或组合，梳子、夹子。

进一步地，所述第二机械手臂包括以下任一机构或者组合，电动推子、电动牙剪刀、电动平剪刀和吸尘器吸口。

进一步地，还包括用户管理模块，存储用户账号信息。

进一步地，所述人机交互单元为带触摸屏的平板电脑。

进一步地，在开始理发前，人机交互单元提供预览功能，在理发过程中所述人机交互单元实时播放理发过程，所述人机交互单元包括娱乐视频播放单元。

进一步地，所述控制单元和所述摄像头、所述人机交互单元通讯均采用无线连接或者有线连接。

进一步地，包括无线通讯模块，所述无线通讯模块具有自主诊断功能，如设备工作部异常，会主动上报诊断结果至管理后台。

进一步地，人机交互单元提供预览功能包括预先模拟出发型效果图，用户觉得满意后可以进行理发，理发人可以根据自己的喜好选择发型。

基于上述内容，由于本实用新型采用了垂直方向可移动多摄像头对人头和机械手进行空间点的三维坐标定位，极大程度提高了检测头部位置的准确性，并能实时地控制执行元件完成理发操作，客服了已知技术不能准确检测位置的技术问题。本实用新型在理发过程对机械手进行三维坐标定位，使得机械手和头部保持安全距离，而且节省了测距传感器。本实用新型技术方案可靠，成本较低，使得物联网智能理发机器人成为可能，降低了理发成本，有良好的经济效益。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型的一个较佳实施例的电连接示意图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的一个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

如图1所示，控制单元和座椅本体101位于一体，为外形美观，控制单元优选位于座椅下方。控制单元还负责本实用新型电源转换和其他功能模块供电。支架102自座椅本体101延伸而出，支架102上设有导轨，摄像头103带有滑块，并可延导轨延垂直方向上下移动。

座椅本体上两侧分别装有第一机械手臂104和第二机械手臂105，机械手臂均采用多轴机械手，可以自由灵活地任意方向移动手臂，本实施例中优选采用7轴机械手。7轴机械手可实现多个角度的动作执行，基本可以模拟理发师的动作。

第一机械手臂104上装设理发需要的固定装置，包括梳子和夹子，可完成梳头并夹起头发的动作；第二机械手臂105装设剪发执行单元包括以下任一机构或者组合，电动推子、电动牙剪刀、电动平剪刀和吸尘器，可以完成不同类型的理发，完成理发工作后并开启吸尘器，将碎头发吸到吸尘装置中，保持理发过程干净清洁。电动牙剪刀可以实现不同厚度头发剪切的效果。吸尘器可以将头发碎末吸走。

人机交互单元106固定在座椅101前方，供用户选择发型，并预览发型效果，本实施例优选采用带触摸屏的平板电脑。

用户在人机交互单元106上登陆本理发机器人后，四个摄像头开始启动，摄像头在不同角度拍摄用户图像，理发机器人会控制四个摄像头103延支架102移动，对用户人头进行扫描，生成头部原始三维数据；机器人会根据生成的三维数据和机器人内部存储的发型给用户推荐发型，以供用户选择发型。人机交互单元包括娱乐视频播放单元，可以在理发时给客人提供娱乐视频。

用户选择好发型后，理发机器人根据头部三维数据和选择的发型合成目标三维空间数据，并生成三维效果图供用户预览。用户可以在触摸屏上旋转三维效果图，从而可以从多角度观察理发效果。人机交互单元提供预览功能包括预先模拟出发型效果图，用户觉得满意后可以进行理发，理发人可以根据自己的喜好选择发型。

待用户预览好效果并确认选择该发型后，智能理发机器人开始执行理发过程，多摄像头分别实时采集用户人头图像，通过算法各自二维特征点的空间位置，然后进行多个图像合并进行三维重建，计算出人头的三维空间坐标；并随着用户头部移动实时采集计算出用户头部空间位置坐标，根据预览时生成的三维头部模型，驱动第一机械手臂和第二机械手臂，完成理发操作；理发机器人还会根据实时图像实时检测机械手臂的空间坐标位置，理发过程中保持安全距离。在理发过程中，用户人头不可避免地会移动，理发机器人会实时计算人头的三维空间坐标。

理发过程中，智能理发机器人在人机交互单元触摸屏实时播放四个摄像头拍摄的视频，用户可以在四个摄像头之间任意切换，也可以将触摸屏分为四部分，同时播放四个摄像头拍摄的视频；如有意外，用户可以在人机交互单元上中止理发过程。

智能理发机器人会在理发过程根据理发部位自动上下移动摄像头，使摄像头自动追踪剪发位置，更准确计算空间位置坐标；用户也可以选择人工调整摄像头位置；

智能理发机器人提供用户管理功能，理发机器人会保存用户的账号信息；用户登录后显示信息，包括计费信息、理发记录、发型偏好。不同的发型价格不同，用户通过人机交互单元缴费后才可以进行后续理发。

智能理发机器人存有预先设置发型，供用户选择；会根据用户喜好和头部特征，优先推荐发型。

控制单元101和摄像头103、第一机械手104、第二机械手105、人机交互单元106之间有电连接，控制单元101和其他部件之间有控制和数据信息交换，采用有线数据网络连接；优选地，数据连接可以采用无线通讯，简化电缆连接，有利外观美观，也可以采用有线连接。

物联网智能理发机器人及其各子部件均有自主诊断功能，如摄像头损坏、机械手臂驱动电机异常、电动剪刀工作异常等问题。

物联网智能理发机器人和远端后台有通讯功能，自助机器人可以将本机的数据和后台进行实时同步，导入最新的发型数据库；自助机器人会实时上报机器人子部件诊断错误至后台，方便运维管理；通过摄像头，智能机器人提供给后台远端监控功能，后台可以通过视频查看机器人状态，包括座椅卫生情况，与后台服务器通过无线连接。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种物联网智能理发机器人，其特征在于，包括座椅本体；支架自所述座椅本体延伸而出；所述座椅本体两侧分别有第一机械手臂和第二机械手臂固定在所述座椅本体，第一机械手臂装有一个剪发装置，第二机械手臂装有一个头发固定装置；四个摄像头，装在所述支架上，可以从四个角度拍摄用户；人机交互单元，通过连接件固定在所述座椅前侧；控制单元，所述控制单元内置于所述座椅本体；所述控制单元与所述第一机械手臂、所述第二机械手臂、所述人机交互单元、所述摄像头有电连接，所述控制单元接收所述摄像头的视频采集信号和用户的输入操作，输出控制指令至所述第一和第二机械手臂；所述人机交互单元显示可选发型，响应用户的输入选择，所述控制单元将所述摄像头将采集到的用户头部图像信号和所选发型合成为三维模型；所述四个摄像头分别实时采集用户人头图像，通过算法各自二维特征点的空间位置，然后进行多个图像合并进行三维重建，计算出人头的三维空间坐标；为并随着用户头部移动实时采集计算出用户头部空间位置坐标，驱动所述第一机械手臂和第二机械手臂，完成理发操作。

2.如权利要求1所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，所述支架上设有导轨，摄像头可以沿导轨上下移动。

3.如权利要求1所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，所述第一机械手臂包括以下任一机构或组合，梳子、夹子。

4.如权利要求1所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，所述第二机械手臂包括以下任一机构或者组合，电动推子、电动牙剪刀、电动平剪刀和吸尘器吸口。

5.如权利要求1所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，还包括用户管理模块，存储用户账号信息。

6.如权利要求1所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，所述人机交互单元为带触摸屏的平板电脑。

7.如权利要求1所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，在开始理发前，人机交互单元提供预览功能，在理发过程中所述人机交互单元实时播放理发过程；所述人机交互单元包括娱乐视频播放单元。

8.如权利要求1所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，所述控制单元和所述摄像头、所述人机交互单元通讯均采用无线连接或者有线连接。

9.如权利要求1所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，包括无线通讯模块，所述无线通讯模块具有自主诊断功能，如设备工作部异常，会主动上报诊断结果至管理后台。

10.如权利要求6或7任意一条所述的物联网智能理发机器人，其特征在于，人机交互单元提供预览功能包括预先模拟出发型效果图，用户觉得满意后可以进行理发，理发人可以根据自己的喜好选择发型。