CN214394207U - 服务机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种服务机器人，包括：移动底盘、设置于移动底盘上的驱动控制装置、导航定位装置以及与驱动控制装置和导航定位装置电连接的车载终端，其中驱动控制装置用于根据从车载终端接收的控制信号，控制移动底盘的移动；导航定位装置包括分别与车载终端电连接的激光雷达传感器和IMU传感器；车载终端用于控制服务机器人的移动和收集服务机器人的状态信息。

Description

服务机器人

技术领域

本申请涉及机器人领域，特别是涉及一种服务机器人。

背景技术

教学机器人作为机器人中的一种特殊机器人，其除用于参加各种比赛外，还可用于学科教学与课外兴趣拓展，提高学生设计、开发、应用机器人的能力和创新能力。但是，在教学方向，目前缺少一种综合嵌入式开发、深度学习和机器人操作系统的智能机器人，在实验室环境，学生无法学习地图构建、自主导航、语音交互、视觉跟随以及物联网互联等工作原理。

实用新型内容

本实用新型提供了一种服务机器人，目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请，提供了一种服务机器人，包括：移动底盘、设置于移动底盘上的驱动控制装置、导航定位装置以及与驱动控制装置和导航定位装置电连接的车载终端，其中驱动控制装置用于根据从车载终端接收的控制信号，控制移动底盘的移动；导航定位装置包括分别与车载终端电连接的激光雷达传感器和 IMU传感器；车载终端用于控制服务机器人的移动和收集服务机器人的状态信息。

可选地，服务机器人还包括与驱动控制装置电连接的音频播放装置，并且车载终端内设置有音频模块，其中音频模块用于向音频播放装置发送音频信号。

可选地，服务机器人还包括与驱动控制装置电连接的显示装置。

可选地，服务机器人还包括与车载终端电连接的图像采集装置，用于采集服务机器人周围环境的图像。

可选地，移动底盘包括全向轮组件和传动装置，其中全向轮组件与传动装置的输出轴固定连接；并且驱动控制装置包括箱体以及设置于箱体内的控制板，其中控制板与传动装置电连接，用于控制传动装置。

可选地，全向轮组件包括互成120°设置的三个全向轮，并且传动装置包括分别与三个全向轮连接的三个传动组件。

可选地，控制板上设置有用于与三个传动组件连接的三个传动组件接口。

可选地，控制板上设置有用于接收车载终端发送的控制信号的信号输入接口，并且车载终端上设置有与信号输入接口对应的信号输出接口。

可选地，驱动控制装置还包括设置于箱体内的电池以及电压转换板，其中电池与电压转换板电连接，电压转换板与控制板电连接，并且电池通过电压转换板向控制板提供电源。

可选地，箱体上设置有与电池连接的充电接口以及分别与电压转换板电连接的电量显示模块和电源开关，其中电量显示模块用于显示电池的电量，电源开关用于控制电池和电压转换板之间的电连接。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请实施例所述的服务机器人的一个示意性结构图；

图2是根据本申请实施例所述的服务机器人的又一个示意性结构图；

图3是图1所示的移动底盘和驱动控制装置的示意性结构图；以及

图4是根据本申请实施例所述的服务机器人的控制流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1示例性的示出了本实施例所述的服务机器人的一个结构图。参照图1 所示，在本实施例中，服务机器人，包括：移动底盘1、设置于移动底盘1上的驱动控制装置2、导航定位装置3以及与驱动控制装置2和导航定位装置3 电连接的车载终端4，其中驱动控制装置2用于根据从车载终端4接收的控制信号，控制移动底盘1的移动；导航定位装置3包括分别与车载终端4电连接的激光雷达传感器31和IMU传感器32；车载终端4用于控制服务机器人的移动和收集服务机器人的状态信息。

具体地，本实施所提出的服务机器人通过导航定位装置3中的激光雷达传感器31和IMU传感器32构建服务机器人所在的空间的地图，然后根据所构建的地图定位自身在该空间中的位置，并将地图信息和位置信息发送至所述车载终端4。其中，激光雷达传感器31能够进行360度无障碍扫描，IMU传感器 32能够提高所确定的位置的精度。进一步地，车载终端4根据接收到的地图信息和位置信息，生成相应的控制指令并发送至驱动控制装置2，使得驱动控制装置2根据该控制指令控制移动底盘1进行移动，从而控制服务机器人的移动和收集机器人的状态信息。通过这种方式，方便学生学习地图构建和自主导航等工作原理。

可选地，服务机器人还包括与驱动控制装置2电连接的音频播放装置5，并且车载终端4内设置有音频模块，其中音频模块用于向音频播放装置5发送音频信号。

具体地，参照图1所示，车载终端4可以与所在空间中的其他传感器通信连接，然后从所连接的传感器中接收各个检测信息，并根据该检测信息判断是否需要与服务对象进行相应的语音交互和接收服务对象口令。示例性的，在实验室环境，模拟服务机器人所在的场所是一家养老院，需要通过语音交互的方式提醒老人按时服药或者按时休息。以提醒老人按时服药为例，每到预定的提示时间，服务机器人根据上述的激光雷达传感器31和IMU传感器32不断的构建地图并定位当前所在位置，从而自动导航至指定房间。在达到一个指定房间后，车载终端4根据预设的提示信息，生成对应的提示音频，并通过音频模块将该音频信息发送至音频播放装置5，通过音频播放装置5播放该音频信息，从而达到了与服务对象进行语音交互的目的。通过这种方式，方便学生学习地图构建、自主导航以及语音交互等工作原理。

从设置于窗帘和灯上的传感器接收到检测信息，根据该检测信息判定窗帘和灯是否关上。在判定窗帘和灯未关上的情况下，生成相应的控制指令，通过物联网模块将该控制指令发送至窗帘和灯的控制装置，使得窗帘和灯的控制装置能够根据该控制指令控制窗帘和灯关上。在完成相应的物联网控制后，车载终端4根据从导航定位装置3接收到的地图信息和当前的定位信息，自动生成与达到下一个房间对应的导航指令，并将该导航指令发送至驱动控制装置2，使得驱动控制装置2根据该控制指令控制移动底盘1进行移动，从而控制服务机器人移动至下一个房间，并执行上述的物联网互联操作。

可选地，服务机器人还包括与驱动控制装置2电连接的显示装置6。

具体地，参照图1所示，可以通过显示装置6显示激光雷达传感器31和 IMU传感器32所构建的地图信息和所确定的位置信息，从而方便学生学习相关的知识。

可选地，服务机器人还包括与车载终端4电连接的图像采集装置7，用于采集服务机器人周围环境的图像。

具体地，参照图1所示，可以通过图像采集装置7采集服务机器人周围环境的图像，并采集到的图像发送至车载终端4，由车载终端4对接收到的图像进行图像处理，然后将处理后的图像发送至显示装置6，从而不断的向学生展示服务机器人周围环境的图像，便于学生学习视觉跟随的工作原理。

可选地，移动底盘1包括全向轮组件11和传动装置12，其中全向轮组件 11与传动装置12的输出轴固定连接；并且驱动控制装置2包括箱体21以及设置于箱体21内的控制板22，其中控制板22与传动装置12电连接，用于控制传动装置12。

具体地，图2示例性的从另一个角度示出了本实施例所述的服务机器人的结构图。参照图1和2所示，移动底盘1包括全向轮组件11和传动装置12。其中传动装置12可以为电机。此外，参照图3所示，箱体21内设置有用于控制电机的转速的控制板22。其中，全向轮组件11可以在任意方向和任意角度运动。通过全向轮组件11和传动装置12，实现服务机器人能够沿任意方向和任意角度移动。

在一个优选实施例中，参照图2所示，全向轮组件11包括互成120°设置的三个全向轮11a、11b、11c，并且传动装置12包括分别与三个全向轮11a、 11b、11c连接的三个传动组件12a、12b、12c。在移动底盘底部设计相互垂直设置的三个全向轮11a、11b、11c，保证了服务机器人不易侧翻或倾斜的同时，大大提高了服务机器人的移动速度。需要特别说明的是，关于全向轮和传动组件的数量，用户可以根据实际应用场景进行添加或者删减，此处不做具体的限定。

可选地，参照图3所示，控制板22上设置有用于与三个传动组件12a、12b、 12c连接的三个传动组件接口221a、221b、221c。从而，在控制板22接收到车载终端4发送的控制信号后，可以通过三个传动组件接口221a、221b、221c 将控制指令分别发送至三个传动组件12a、12b、12c，由三个传动组件12a、12b、 12c根据控制指令分别控制三个全向轮11a、11b、11c进行移动。

可选地，控制板22上设置有用于接收车载终端4发送的控制信号的信号输入接口222，并且车载终端4上设置有与信号输入接口222对应的信号输出接口。具体地，参照图1以及3所示，车载终端4可以通过对应的信号输出接口 (可以为USB接口)将相关的控制信号传输至控制板22上的信号输入接口 222。

可选地，驱动控制装置2还包括设置于箱体21内的电池23以及电压转换板24，其中电池23与电压转换板24电连接，电压转换板24与控制板22电连接，并且电池23通过电压转换板24向控制板22提供电源。

具体地，参照图3所示，驱动控制装置2还包括设置于箱体21内的电池23以及电压转换板24。其中，电池23与12V的外部供电设备连接。不同的设备所能承受的电源的电压不同，例如：一般输入音频播放设备5的是5V的电源，而输入车载终端4的是12V的电源。为了适应这种情况，特此设置与电池 23连接的电压转换板24，用于根据不同的需求转换电源的电压。并且，电压转换板24与控制板22电连接，使得电池23能够通过电压转换板24向控制板22提供电源。

此外，根据上述的内容，由于控制板22上设置有用于与三个传动组件12a、 12b、12c连接的三个传动组件接口221a、221b、221c，因此控制板22可以通过这三个传动组件接口221a、221b、221c将电信号传输至三个传动组件12a、 12b、12c，从而向三个传动组件12a、12b、12c供电。

可选地，箱体21上设置有与电池23连接的充电接口25以及分别与电压转换板24电连接的电量显示模块26和电源开关27，其中电量显示模块26用于显示电池23的电量，电源开关27用于控制电池23和电压转换板24之间的电连接。

具体地，参照图1以及图3所示，外部的供电设备可以通过充电接口25 向电池23传递电量。电量显示模块26用于显示电池23的电量，便于判断是否要给予电池23充电。电源开关27为服务机器人中管理电源的部分，主要用于控制电池23和电压转换板24之间的电连接，从而控制服务机器人连接供应电源和取消供应电源。

可选地，参照图1以及图3所示，电压转换板24上设置有第一电源输出接口241和第二电源输出接口242，其中电压转换板24用于转换电池23向外输出的电源的电压，第一电源输出接口241用于向车载终端4输出12V的电源，第二电源输出接口242为两个5V的电源输出接口，分别用于向音频播放装置5 和显示装置6输出5V的电源。此外，第一电源输出接口241也可以为两个12V 的电源输出接口，其中一个12V的电源输出接口用于与车载终端4连接，另外一个可以根据需求连接其他的外部设备。

可选地，参照图1以及图3所示，电压转换板24上还设置有用于与电量显示模块26连接的显示模块接口244，使得电压转换板24能够通过显示模块接口244与电量显示模块26连接。电压转换板24上还设置有用于与电源开关27 连接的开关接口245，使得电压转换板24能够通过开关接口245与电源开关27 连接。电压转换板24上还设置有用于与控制板22连接的控制板接口243，并且控制板22上设置有与控制板接口243对应的转换板接口223，使得电压转换板24能够通过控制板接口243将电量传输至控制板22上的转换板接口223，从而向控制板22供电。

可选地，参照图1所述，移动底盘1上设置有分层设置的三个承载台13a、 13b、13c，其中位于上层的承载台13a用于放置显示装置6和图像采集装置7，位于中层的承载台13b用于放置激光雷达传感器31，位于下层的承载台13c用于放置车载终端4和IMU传感器32。服务机器人采用分层设计的机构，不同的层用于放置不同的装置，从而达到了分层明确，大方美观以及便于携带、节省放置服务机器人的空间的目的。

可选地，车载终端4上设置有用于分别与激光雷达传感器31和IMU传感器32连接的两个USB接口、与音频播放装置5连接的音频播放装置接口以及与显示装置6连接的HDMI接口。具体地，车载终端4通过两个USB接口分别与激光雷达传感器31和IMU传感器32连接，从而接收激光雷达传感器31 和IMU传感器32传输过来的检测信号。此外，车载终端4还可以通过两个USB 接口将电信号发送至激光雷达传感器31和IMU传感器32，从而向激光雷达传感器31和IMU传感器32供电。

可选地，车载终端4内设置有物联网模块。

示例性的，参照图1至图4所示，在实验室环境，模拟服务机器人所在的场所是一家养老院，养老院的窗帘和灯上均设置有传感器，用于检测窗帘和灯的开关。每到夜间休息时间，服务机器人根据上述的激光雷达传感器31和IMU 传感器32不断的构建地图并定位当前所在位置，在达到一个指定房间后，车载终端4根据从设置于窗帘和灯上的传感器接收到检测信息，根据该检测信息判定窗帘和灯是否关上。在判定窗帘和灯未关上的情况下，生成相应的控制指令，通过物联网模块将该控制指令发送至窗帘和灯的控制装置，使得窗帘和灯的控制装置能够根据该控制指令控制窗帘和灯关上。在完成相应的物联网控制后，车载终端4根据从导航定位装置3接收到的地图信息和当前的定位信息，自动生成与达到下一个房间对应的导航指令，并将该导航指令发送至驱动控制装置 2，使得驱动控制装置2根据该控制指令控制移动底盘1进行移动，从而控制服务机器人移动至下一个房间，并执行上述的物联网互联操作。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种服务机器人，其特征在于，包括：移动底盘(1)、设置于所述移动底盘(1)上的驱动控制装置(2)、导航定位装置(3)以及与所述驱动控制装置(2)和所述导航定位装置(3)电连接的车载终端(4)，其中

所述驱动控制装置(2)用于根据从所述车载终端(4)接收的控制信号，控制所述移动底盘(1)的移动；

所述导航定位装置(3)包括分别与所述车载终端(4)电连接的激光雷达传感器(31)和IMU传感器(32)；

所述车载终端(4)用于控制所述服务机器人的移动和收集所述服务机器人的状态信息；并且其中，

所述服务机器人还包括与所述驱动控制装置(2)电连接的音频播放装置(5)，并且所述车载终端(4)内设置有音频模块，其中所述音频模块用于向所述音频播放装置(5)发送音频信号。

2.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述服务机器人还包括与所述驱动控制装置(2)电连接的显示装置(6)。

3.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述服务机器人还包括与所述车载终端(4)电连接的图像采集装置(7)，用于采集所述服务机器人周围环境的图像。

4.根据权利要求1所述的服务机器人，其特征在于，所述移动底盘(1)包括全向轮组件(11)和传动装置(12)，其中所述全向轮组件(11)与所述传动装置(12)的输出轴固定连接；并且

所述驱动控制装置(2)包括箱体(21)以及设置于所述箱体(21)内的控制板(22)，其中所述控制板(22)与所述传动装置(12)电连接，用于控制所述传动装置(12)。

5.根据权利要求4所述的服务机器人，其特征在于，所述全向轮组件(11)包括互成120°设置的三个全向轮(11a、11b、11c)，并且所述传动装置(12)包括分别与所述三个全向轮(11a、11b、11c)连接的三个传动组件(12a、12b、12c)。

6.根据权利要求5所述的服务机器人，其特征在于，所述控制板(22)上设置有用于与所述三个传动组件(12a、12b、12c)连接的三个传动组件接口(221a、221b、221c)。

7.根据权利要求4所述的服务机器人，其特征在于，所述控制板(22)上设置有用于接收所述车载终端(4)发送的控制信号的信号输入接口(222)，并且所述车载终端(4)上设置有与所述信号输入接口(222)对应的信号输出接口。

8.根据权利要求4所述的服务机器人，其特征在于，所述驱动控制装置(2)还包括设置于所述箱体(21)内的电池(23)以及电压转换板(24)，其中所述电池(23)与所述电压转换板(24)电连接，所述电压转换板(24)与所述控制板(22)电连接，并且所述电池(23)通过所述电压转换板(24)向所述控制板(22)提供电源。

9.根据权利要求8所述的服务机器人，其特征在于，所述箱体(21)上设置有与所述电池(23)连接的充电接口(25)以及分别与所述电压转换板(24)电连接的电量显示模块(26)和电源开关(27)，其中所述电量显示模块(26)用于显示所述电池(23)的电量，所述电源开关(27)用于控制所述电池(23)和所述电压转换板(24)之间的电连接。

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