TWI615773B

TWI615773B - 結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統

Info

Publication number: TWI615773B
Application number: TW101145004A
Authority: TW
Inventors: 徐業良; 陳意欣; 王竹安; 林怡錦
Original assignee: 元智大學
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2018-02-21
Also published as: TW201421361A

Abstract

一種結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，此機器人系統包括一本體、一承載設備以及一連接器。此本體配置有一無線傳輸設備，其中無線傳輸設備係使用一無線傳輸協定以進行通訊。承載設備配置並連接於本體，用以承載本體。連接器配置於本體上方，包括一觸發元件。當行動裝置放上連接器時，觸發元件被觸發。當觸發元件被觸發時，進行多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統的初始化，之後，無線傳輸設備透過無線傳輸協定與行動裝置進行通訊，並啟動該行動裝置內部的一內建控制軟體。

Description

結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統

本發明是有關於一種結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，且特別是有關於一種與行動裝置結合之結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統。

機器人是自動控制機器(Robot)的俗稱，自動控制機器包括一切模擬人類行為或思想與模擬其他生物的機械(如機器狗，機器貓等)。狹義上對機器人的定義還有很多分類法及爭議，有些電腦程序甚至也被稱為機器人。在當代工業中，機器人指能自動執行任務的人造機器裝置，用以取代或協助人類工作。

今天，對人類來說，太髒太累、太危險、太精細、太粗重或太反覆無聊的工作，常常由機器人代勞。從事製造業的工廠里的生產線就應用了很多工業機器人，其他應用領域還包括：射出成型業、建築業、石油鑽探、礦石開採、太空探索、水下探索、毒害物質清理、搜救、醫學、軍事領域等。

然，以目前技術來說，機器人僅限於單機上的使用，讓機器人的功能與應用大大地受限。在目前平板電腦與智慧型手機廣泛使用的時代，機器人與行動裝置的結合將創造更多機器人應用的可能性。

本發明提供一種結合行動裝置之結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，用以透過與行動裝置結合，讓使用者可以透過行動裝置與結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統進行互動，並且使結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統的應用更加多元化。

本發明提出一種結合行動裝置之結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，此結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統包括一本體、一承載設備以及一連接器。此本體配置有一無線傳輸設備，其中無線傳輸設備係使用一無線傳輸協定以進行通訊。承載設備配置並連接於本體，用以承載並移動本體。連接器配置於本體上方，包括一觸發元件。當行動裝置放上連接器時，觸發元件被觸發。當觸發元件被觸發時，進行結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統的初始化，之後，無線傳輸設備透過無線傳輸協定與行動裝置進行通訊，並啟動該行動裝置內部的一內建控制軟體。

本發明的精神主要是設計一種結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，此結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統可與行動裝置結合並具有可行動性，使得結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統的動作與表情更加多元化。另外，此結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統透過無線傳輸介面接收行動裝置的資訊與控制指令，讓使用者可以透過行動裝置中的內建控制軟體與結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統互動，增加結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統的功能與應用。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

在下文中，將藉由圖式說明本發明之實施例來詳細描述本發明，而圖式中的相同參考數字可用以表示類似的元件。

第一實施例

圖1繪示為本發明第一實施例的結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統之示意圖。請參考圖1，結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統受控裝置(以下簡稱為機器人系統)100包括本體110、承載設備120以及連接器130。其中，承載設備120與本體110連接，用來承載並或移動本體110與連接器130。本體110內配置有一無線傳輸設備，使得本體110可以透過一無線傳輸協定進行通訊。另外，該本體具有一控制電路，用以接收無線傳輸設備之資訊，並且控制整個受控裝置結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統100之動作。本發明之結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統100可以是具有移動性或不具移動性，因此，上述承載設備120可以僅例如是一基座用以承載本體110。或者，承載設備120也可以具有可移動性的裝置，例如輪胎、履帶或機械腳等等。

連接器130與本體110連接，配置於本體110之上方。連接器130包括一觸發元件135。在本實施例中，連接器130例如為一基座，用以放置一行動裝置140。而連接器130之觸發元件135可以例如為一按壓式開關，並配置於連接器130的下方。當一行動裝置140放置於連接器130時，行動裝置140將觸碰到按壓式開關，以觸發機器人系統100。

當行動裝置140放上連接器130時，觸發元件135被觸發，本體110內的控制電路將接收到來自連接器130的觸發訊號，用以啟動機器人系統100並進行初始化。此時，本體110內的無線傳輸設備透過無線傳輸協定與行動裝置140進行通訊，並行動裝置140內部的一內建控制軟體將被啟動。使用者可以透過內建控制軟體操控機器人系統100，行動裝置140透過無線傳輸協定傳輸控制訊號給機器人系統100。

然而，本領域具通常知識者應當知道，本實施例的觸發元件135也可以是一重量偵測裝置，用以偵測其承載之重量。當重量偵測裝置偵測出重量超過一預設值時，發出一觸發訊號，以啟動機器人系統100。換句話說，機器人系統100自動偵測頭部重量，藉以確認行動裝置140是否被放置在連接器上面。另外，為了避免重量偵測所需的電力消耗，機器人系統100更包括一開關，當開關開啟時，該重量偵測裝置開始進行偵測，當該開關關閉時，該重量偵測裝置停止偵測。

在本實施例中，機器人系統100之外型例如為機器人或機器寵物等等。而連接於機器人系統100的行動裝置140之螢幕可以作為機器人系統100的頭部，用以顯示臉部表情例如快樂、痛苦或悲傷等等。承載設備120例如為多個滾輪裝置、履帶裝置或機械腳等等。另外，無線傳輸協定例如為藍芽、Zigbee與IEEE 802.11b/g等等。行動裝置140例如為平版電腦或智慧型手機等等。

第二實施例

為了方便說明如何具體實施本發明，在本實施例中，假設機器人系統為一機器人，如圖2A、2B與2C所示。圖2A繪示為本發明第二實施例之機器人的3D立體圖。圖2B繪示為本發明第二實施例之機器人的正視圖。圖2C繪示為本發明第二實施例之機器人的側視圖。請同時參考圖2A、2B與2C，機器人包括本體210、承載設備220、連接器230以及一對機械手臂250。另外，圖2A、2B與2C中所繪示之機器人的連接器230上已放置一行動裝置240，此時，機器人已被觸發，並透過無線傳輸協定與行動裝置進行溝通。連接器230例如為一基座，用以放置行動裝置240。由於本實施例的連接器230之設計與上述第一實施例相同，故在此不再詳加贅述行動裝置與機器人的連接以及觸發之設計方式。

本實施例之行動裝置240例如為一平板電腦。平板電腦內已安裝一內建控制軟體，使用者透過內建控制軟體與機器人進行互動，並且，使用者也可以透過內建控制軟體，輸出控制指令給機器人。另外，行動裝置240之螢幕可以作為機器人之頭部，並顯示機器人之臉部表情。

機器人的機械手臂250包括多個伺服馬達，用以進行機械手臂250之動作，例如握手或揮手等等。承載設備220包括一平台、全向輪(圖2中例如為三個滾輪)與滾輪驅動裝置，使機器人能夠進行360度的移動。其中，滾輪驅動裝置例如為伺服馬達，用以驅動滾輪，而機械手臂250與承載設備220內的伺服馬達皆與本體210連接，並且本體210內的控制電路將驅動伺服馬達。

為了方便說明本實施例，本體210內的電路方塊圖如圖3所示。請參考圖3，本體210的電路包括控制單元310、無線通訊模組320與電源模組330。其中，控制單元310與連接器230連接，用以控制各連接部件的動作。另外，控制單元310與機械手臂250與承載設備220內的伺服馬達連接，以完成機器人之動作。當連接器230被放上行動裝置240時，控制單元310將接收到連接器230所發出的觸發信號，將進行機器人之初始化。

無線通訊模組320用以傳送與接收無線傳輸協定之封包。本實施例中，使用者所下達給機器人的控制指令可以透過無線傳輸協定之封包傳送。無線通訊模組320接收封包內的控制資訊輸出給控制單元310。控制單元310依據無線封包內的控制資訊，控制其連接之各部件。舉例來說，若控制指令為握手，控制單元310接收到控制資訊後，將控制機械手臂250中之伺服馬達，以舉起機器人之手臂。

另外，控制單元310中還包括一電源模組330，用以提供機器人之電力。在本實施例中，若行動裝置240並未放置於機器人之連接器230時，控制單元310可以控制電源模組330不提供電力給機器人，以節省待機時的電力消耗。當連接器230偵測到行動裝置240並發出觸發訊號給控制單元310時，控制單元310啟動電源模組330之電源供應，以將電力提供給機器人內的各部件。另外，當行動裝置240放置於機器人之連接器230時，電源模組330可以對行動裝置240進行充電的動作。

另外，在一較佳實施例中，機器人具有一居家照顧之功能，機器人內包括一生理訊號檢測裝置，用以檢測使用者的一生理訊號。生理訊號的檢測結果可以用圖表或數字的方式顯示於行動裝置240之螢幕。

雖然在本實施例中，機器人系統例如為一輪式移動機器人，但是，所屬技術領域具有通常知識者應當知道，承載設備可以根據不同設計而改變。舉例來說，機器人系統也可以是一履帶式移動機器人，且承載設備包括多個履帶以及用以驅動履帶的驅動裝置。或者，機器人系統也可以是一步行移動機器人，且承載設備包括多個機械腳以及用以驅動機械腳的驅動裝置。另外，在本實施例中，圖2A、2B與2C僅為申請人研發之原型，並非用以限定本發明之機器人系統的設計。

綜上所述，本發明的精神主要是設計一種機器人系統，此機器人系統可與行動裝置結合並具有可行動性，使得機器人系統的動作與表情更加多元化。另外，此機器人系統透過無線傳輸介面接收行動裝置的資訊與控制指令，讓使用者可以透過行動裝置中的內建控制軟體與機器人系統互動，增加機器人系統的功能與應用。

在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。

100‧‧‧結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統

110、210‧‧‧本體

120、220‧‧‧承載設備

130、230‧‧‧連接器

135‧‧‧觸發元件

140、240‧‧‧行動裝置

250‧‧‧機械手臂

310‧‧‧控制單元

320‧‧‧無線通訊模組

330‧‧‧電源模組

圖1為本發明第一實施例的結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統之示意圖。

圖2A繪示為本發明第二實施例之機器人的3D立體圖。

圖2B繪示為本發明第二實施例之機器人的正視圖。

圖2C繪示為本發明第二實施例之機器人的側視圖。

圖3為本發明第二實施例之本體的電路方塊圖。

110‧‧‧本體

120‧‧‧承載設備

130‧‧‧連接器

135‧‧‧觸發元件

140‧‧‧行動裝置

Claims

一種結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，包括：一本體，配置有一無線傳輸設備，其中該無線傳輸設備係使用一無線傳輸協定以進行通訊；一承載設備，配置並連接於該本體，用以承載或移動該本體；以及一連接器，配置於該本體上方，用以承載一行動裝置，其中該連接器包括一觸發元件；該行動裝置為一平板電腦或一智慧型手機；該觸發元件為一重量偵測裝置；一開關，用以直接控制該重量偵測裝置；其中，當該行動裝置放置於該連接器時，該重量偵測裝置被觸發；其中，當該重量偵測裝置被觸發時，進行該多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統的初始化，之後，該無線傳輸設備透過該無線傳輸協定與該行動裝置進行通訊，並啟動該行動裝置內部的一內建控制軟體；以及當該開關開啟時，該重量偵測裝置開始進行偵測，當該開關關閉時，該重量偵測裝置停止偵測。
如申請專利範圍第1項所述的結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，其中該多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統是一承載設備，且該承載設備包括：多個馬達，用以驅動機械手臂；以及多個燈號，用以顯示電池電量、機器人情緒、或作為光源。
如申請專利範圍第1項所述的結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，該多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統是一輪式移動機器人、履帶式移動機器人或一步行移動機器人，其中，當該多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統是該輪式移動機器人，該承載設備包括：多個滾輪；以及多個馬達，用以驅動該滾輪；其中，當該多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統是該履帶式移動機器人，該承載設備包括：多個履帶；以及一履帶驅動裝置，用以驅動該些履帶，其中，當該多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統是該步行移動機器人，該承載設備包括：多個機械腳；以及一機械腳驅動裝置，用以驅動該些機械腳。
如申請專利範圍第1項所述的結合行動裝置多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，其中，當啟動該行動裝置內部的一內建控制軟體時，該行動裝置的一平面顯示面板顯示一臉部表情。
如申請專利範圍第1項所述的結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，其中，當啟動該行動裝置內部的該內建控制軟體時，一使用者藉由該內建控制軟體，操控該結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統。
如申請專利範圍第1項所述的結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，更包括：一生理訊號檢測裝置，用以檢測一生理訊號，並顯示於該行動裝置之螢幕。
如申請專利範圍第1項所述的結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，其中該本體包括：一控制單元，耦接於該連接器，當該行動裝置放置於該連接器時，該控制單元接收來自該連接器的一觸發信號，進行初始化並啟動電源。
如申請專利範圍第1項所述的結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統，其中該本體包括：一電源模組，用以提供該結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統的電力，當該行動裝置放置於該連接器時，該結合行動裝置之多元人際互動溝通遠端臨場機器人系統藉由該電源模組對該行動裝置進行充電。