WO2017012225A1 - 一种家居监控服务机器人 - Google Patents

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王丽峰
陈磊
倪琳轩
涂国栋
张孝勇
杨宛璐
史小露
曹雄伟
陈林杰
万贻辉
唐珑
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Definitions

  • a first permanent magnet is fixedly disposed at a top end of the floating body in a vertical direction
  • a second permanent magnet is fixedly disposed at a bottom of the floating body in a vertical direction
  • the support body comprises:
  • the floating body is suspended on the support body by magnetic force, and is controlled to rotate around its own central axis perpendicular to the horizontal plane.
  • the monitoring device is disposed on the floating body and can follow the floating body to rotate. The monitoring of the predetermined state information around the floating body makes the monitoring range wider and the safety performance is higher, and the monitoring of the rotation is not required by human control, so that the all-round monitoring mode is more intelligent.
  • the number of the fourth permanent magnets 34 may include a plurality of blocks in the present embodiment, preferably four blocks, and the four fourth permanent magnets 34 are symmetrically arranged in the fourth axis with the central axis of the floating body as an axis.
  • the circumference of the permanent magnet 34 makes the rotation control more sensitive and the stability is better.

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Abstract

一种家居监控服务机器人，包括：水平设置的支撑体（1）；浮体（2），为中心对称结构，通过浮力作用悬浮设置在该支撑体（1）上，且受控地绕自身的垂直于水平面的中心轴线转动；监控设备，固定设置在该浮体（2）上，跟随该浮体（2）转动，用于对该浮体（2）周围的预定状态信息进行监控；在该家居监控服务机器人中，监控设备能够跟随浮体（2）转动，从而能够对浮体（2）周围的预定状态信息进行监控，使得监控的范围更广，安全性能更高，并且，不需要通过人为控制转动监控，使得这种全方位的监控方式更加智能化。

Description

一种家居监控服务机器人 技术领域
本发明涉及机器人设计领域，具体涉及一种家居监控服务机器人。
背景技术
机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。机器人既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动；任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
近些年，随着机器人的不断发展，家庭服务机器人也随之产生；家庭服务机器人能够作为人类服务的特种机器人，主要从事家庭服务，例如清洗、监护、安全监控等工作。但是，目前的特别是用于安全监控在家庭服务机器人，存在监控范围较局限以及控制不够智能化等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种家居监控服务机器人，以解决上述至少一个技术问题。
本发明的技术方案是：
一种家居监控服务机器人，包括：
水平设置的支撑体；
浮体，为中心对称结构，通过磁力作用悬浮设置在所述支撑体上，且受控地绕自身的垂直于水平面的中心轴线转动；
监控设备，固定设置在所述浮体上，跟随所述浮体转动，用于对所述浮体周围的预定状态信息进行监控。
可选地，在所述浮体垂直方向的顶端固定设置有第一永磁体，在所述浮体垂直方向的底部固定设置有第二永磁体；
在所述浮体顶部的所述支撑体上设置有第三永磁体，所述第三永磁体与 所述第一永磁体位于同一垂直轴线上，且所述第三永磁体与所述第一永磁体相向面的磁性相反；
在所述浮体底部的所述支撑体上设置有第一电磁铁，所述第一电磁铁与所述第二永磁体位于同一垂直轴线上，且所述第一电磁铁与所述第二永磁体相向面的磁性相同。
可选地，所述的家居监控服务机器人还包括：
霍尔元件，设置在所述浮体垂直下方，用于监测所述浮体的纵向位置信息，并根据所述纵向位置信息控制所述第一电磁铁的磁力大小，以使得所述浮体始终保持磁悬浮状态。
可选地，在所述浮体底部设置有第四永磁体，所述第四永磁体位于所述第二永磁体侧面；
在所述浮体底部的所述支撑体上设置有第二电磁铁，所述第二电磁铁位于所述第一电磁铁侧面，当所述第四永磁体跟随所述浮体转动至预定位置时，所述第四永磁体一个面与所述第二电磁铁的一个面相向，且相向的面的磁性相同；
在所述浮体底部的所述支撑体上设置有接近传感器，用于监测所述第四永磁体的位置，当所述第四永磁体转动至所述预定位置时，控制所述第二电磁铁通电。
可选地，所述第四永磁体包括四块，以所述浮体的中心轴线为轴线，对称设置在所述第二永磁体的四周。
可选地，所述支撑体包括：
下箱体，所述第一电磁铁、所述第二电磁铁均固定设置在所述下箱体的顶部；
上箱体，通过支撑杆固定设置在所述下箱体的垂直上方，所述第三永磁体固定设置在所述上箱体的底部。
可选地，所述浮体呈圆球状，所述监控设备位于所述浮体的中心轴线的轴向中点位置处。
可选地，所述监控设备为摄像头。
可选地，所述的家居监控服务机器人还包括：
信息收发装置，用于接收所述监控设备的监控信息、接收远程控制终端发送的用于控制所述监控设备的控制信息以及向所述远程控制终端发送所述监控信息；
中央处理器，用于控制所述信息收发装置、根据所述霍尔元件的监测信息控制所述第一电磁铁以及根据所述接近传感器的监测信息控制所述第二电磁铁。
可选地，所述远程控制终端发送的控制信息控制信息用于控制所述监控设备开启或关闭。
可选地，所述中央处理器用于仅在所述监控信息处于预定状态时，控制所述信息收发装置将所述监控信息发送至所述远程控制终端。
可选地，所述的家居监控服务机器人还包括：
设置在所述下箱体上的温度传感器和湿度传感器，分别用于监测所述浮体周围的温度信息和湿度信息，所述信息收发装置还用于受控地将所述温度信息和湿度信息发送至所述远程控制终端。
本发明的有益效果：
本发明的家居监控服务机器人中，浮体是通过磁力作用悬浮设置在支撑体上，且受控地绕自身的垂直于水平面的中心轴线转动，监控设备设置在浮体上，能够跟随浮体转动，从而能够对浮体周围的预定状态信息进行监控，使得监控的范围更广，安全性能更高，并且，不需要通过人为控制转动监控，使得这种全方位的监控方式更加智能化。
附图说明
图1是本发明家居监控服务机器人的一种优选实施例的结构示意图；
图2是本发明家居监控服务机器人的一种优选实施例的控制系统部分的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
如图1和图2所示，本发明提供了一种家居监控服务机器人，主要属于家庭服务机器人，用于对家庭环境进行监控，例如安全监控、温度、湿度、防火监控等等。
本发明的家居监控服务机器人可以包括支撑体1、浮体2以及监控设备。
支撑体1可以根据需要设置为多种适合的形状，水平设置在需要监控的家居房间中的适合的位置，例如地面上或者桌子上。
浮体2为中心对称结构，例如圆形、椭圆形等，浮体2通过磁力作用悬浮设置在支撑体1上，且受控地绕自身的垂直于水平面的中心轴线转动。
监控设备可以包括根据需要进行适合的选择，例如可以选择为摄像头、红外探测器等；监控设备固定设置在浮体2上，跟随浮体2转动，用于对浮体2周围(指浮体2旋转一周时，相应的监控设备能够监测到的范围)的预定状态信息(指不同监控设备相对应的例如图像、红外线等信息)进行监控。
本发明的家居监控服务机器人中，监控设备设置在浮体2上，能够跟随浮体2转动，从而能够对浮体2周围的预定状态信息进行监控，使得监控的范围更广，安全性能更高，并且，不需要通过人为控制转动监控，使得这种全方位的监控方式更加智能化。
本发明的家居监控服务机器人中，要使浮体2处于磁悬浮状态可以采用多种适合的结构形布局状；在本发明的一个优选实施例中，是在浮体2垂直方向的顶端固定设置有第一永磁体31，在浮体2垂直方向的底部固定设置有第二永磁体32，第一永磁体31和第二永磁体32都包括两个磁极；另外，后续描述的永磁体结构均相同。进一步，在浮体2顶部的支撑体1上设置有第三永磁体33，第三永磁体33与第一永磁体31位于同一垂直轴线(即浮体2的中心轴线)上，且第三永磁体33与第一永磁体31相向面(即相向的磁极) 的磁性相反，使得两块永磁体之间异性相吸，从而给浮体2提供向上的吸力。
另外，在浮体2底部的支撑体1上设置有第一电磁铁4；第一电磁铁4可以采用常规的结构，包括铁芯、线圈、电磁电路以及电源等，不再赘述，同样，后续描述的电磁铁结构均相同；第一电磁铁4与第二永磁体32位于同一垂直轴线上，且第一电磁铁4与第二永磁体32相向面的磁性相同，使得第一电磁铁4与第二永磁体32之间产生斥力，相应地给第二永磁体32提供了向上(参照图1的视图方向)的推力。因此，通过第三永磁体33与第一永磁体31的吸力以及第一电磁铁4与第二永磁体32之间推力共同作用，在磁力与浮体2的重力相等时，能够使得浮体2处于磁悬浮状态。
进一步，为了使得浮体2的磁悬浮状态更加稳定，在本实施例中，还包括霍尔元件41；霍尔元件41设置在浮体2垂直下方，用于监测浮体2的纵向位置信息及位置的变化信息，并根据纵向位置信息控制第一电磁铁4中的电路，使电磁铁线圈的励磁电流变化，从而改变磁力大小，以使得浮体2始终保持磁悬浮状态；例如，当浮体2的磁悬浮的纵向位置有所下沉，通过控制使电磁铁线圈的励磁电流增大，此时斥力增大，浮体2停止下沉。其中，根据纵向位置信息进行控制可以通过单独设置的处理器来进行，也可以通过后续将要描述的中央处理器73进行处理。
本发明的家居监控服务机器人中，要使处于磁悬浮状态的浮体2绕自身的垂直于水平面的中心轴线转动，同样可以通过多种适合的方式；在本发明实施例中，在浮体2底部设置有第四永磁体34，第四永磁体34位于第二永磁体32侧面(即不在浮体2的中心轴线上)。另外，在浮体2底部的支撑体1上设置有第二电磁铁5，第二电磁铁5位于第一电磁铁4侧面，当第四永磁体34跟随浮体2转动至预定位置时，第四永磁体34一个面与第二电磁铁5的一个面相向，且相向的面的磁性相同，使得第二电磁铁5与第四永磁体34之间产生排斥力，提供浮体2旋转力源，从而推动浮体2转动；当然，第二电磁铁5与第四永磁体34之间产生排斥力大小可以进行适合的选择，以避免磁力作用导致浮体2发送横向的位移，破坏磁悬浮状态。另外，为了使得产生的 斥力更便于推动浮体2转动，可以将第四永磁体34以及第二电磁铁5之间相向面偏离一个角度，使得它们之间产生的斥力尽量偏离浮体2的中心轴线，使得浮体2偏转更容易，也能够进一步确保浮体2的稳定性。
为了便于进一步提高控制的智能化，还在浮体2底部的支撑体1上设置有接近传感器51，接近传感器51可放置在第二电磁铁5的电磁线圈的外侧或内侧；接近传感器51用于监测第四永磁体34的位置，当第四永磁体34转动至预定位置时，控制第二电磁铁5通电。同样，可以单独设置的处理器，来根据接近传感器51监测第四永磁体34的位置信息对第二电磁铁5进行控制，也可以通过后续将要描述的中央处理器73进行处理控制。
本发明的家居监控服务机器人中，上述第四永磁体34数量可以包括多块本实施例中，优选为四块，四块第四永磁体34以浮体的中心轴线为轴线，对称设置在第四永磁体34的四周，使得转动控制更加灵敏，稳定性更好。
本发明的家居监控服务机器人中，支撑体1可以采用多种适合的结构；本实施例中，支撑体1包括下箱体11、上箱体12以及支撑杆13。
上箱体12通过支撑杆13固定设置在下箱体11的垂直上方；第一电磁铁4、第二电磁铁5均固定设置在下箱体11的顶部，第三永磁体33固定设置在上箱体12的底部；支撑杆13的体积尽量小，以避免对此区域的造成过多遮挡，影响监控效果。
本发明的家居监控服务机器人中，浮体2呈稳定性较强的圆球状；监控设备位于浮体2的中心轴线的轴向中点位置处，同样可以提高整体结构的稳定性。进一步，监控设备优选为摄像头61，通过浮体2的转动，对浮体2周围的图像进行监控。
本发明的家居监控服务机器人中，还可以包括中央处理器73、信息收发装置71以及存储器(未示意图)等。
信息收发装置71用于接收监控设备的监控信息，可以通过有线或者无线方式进行接收存储(通过存储器)，本实施例中，是将信息收发装置71设置在支撑体1，即通过较方便的有线方式进行连接。
信息收发装置71还用于通过例如网络接收模块74接收远程控制终端72发送的用于控制监控设备的控制信息，以及用于向远程控制终端72发送监控信息；其中，远程控制终端72可以采用已知的多种适合的终端，例如PC机或其他手持设备，可以通过Internet利用网页等方式对嵌入式WEB服务器进行访问。
中央处理器73用于控制信息收发装置71接收接收并存储监控设备的监控信息；中央处理器73还用于根据霍尔元件41的监测信息调节第一电磁铁4磁力大小，从而保证浮体2处于磁悬浮状态；进一步，中央处理器73还可以用于根据接近传感器51的监测信息控制第二电磁铁5通断，从而控制浮体2转动。还需要说明的是，当存在多个家居监控服务机器人(或者其他家居设备)时，可以通过本发明的一个中央处理器73通过有线或者无线方式同时控制，以方便进行管理，具体结构不再赘述。
进一步，在本发明的家居监控服务机器人中，中央处理器73还可以设置成，仅在监控信息处于预定状态时，控制信息收发装置71将监控信息发送至远程控制终端72，其余状态下仅将监控信息进行存储。上述预定状态可以是指，例如当摄像头拍摄的图像信息中存在的位移信息，此时可以将此图像信息传递至对应的远程控制终端72，使得持有者能够第一时间查看监控情况，使得更加智能化，安全性更高。
另外，在本发明的家居监控服务机器人中，除了上述需要跟随浮体2一起转动的监控设备外，还可以包括其他一些可以处于静止状态下而对相应环境信息进行检测的设备，例如可以包括温度传感器62和湿度传感器63。温度传感器62和湿度传感器63可以固定设置在下箱体11上，分别用于监测所述浮体2周围的温度信息和湿度信息，上述信息收发装置71还用于受控地将温度信息和湿度信息发送至远程控制终端72，受控地是指可以采用全部自动发送或者进行相应状态(类似上述监控信息的预定状态)后发送，不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

  1. 一种家居监控服务机器人，其特征在于，包括：
    水平设置的支撑体(1)；
    浮体(2)，为中心对称结构，通过磁力作用悬浮设置在所述支撑体(1)上，且受控地绕自身的垂直于水平面的中心轴线转动；
    监控设备，固定设置在所述浮体(2)上，跟随所述浮体(2)转动，用于对所述浮体(2)周围的预定状态信息进行监控。
  2. 根据权利要求1所述的家居监控服务机器人，其特征在于，在所述浮体(2)垂直方向的顶端固定设置有第一永磁体(31)，在所述浮体(2)垂直方向的底部固定设置有第二永磁体(32)；
    在所述浮体(2)顶部的所述支撑体(1)上设置有第三永磁体(33)，所述第三永磁体(33)与所述第一永磁体(31)位于同一垂直轴线上，且所述第三永磁体(33)与所述第一永磁体(31)相向面的磁性相反；
    在所述浮体(2)底部的所述支撑体(1)上设置有第一电磁铁(4)，所述第一电磁铁(4)与所述第二永磁体(32)位于同一垂直轴线上，且所述第一电磁铁(4)与所述第二永磁体(32)相向面的磁性相同。
  3. 根据权利要求2所述的家居监控服务机器人，其特征在于，还包括：
    霍尔元件(41)，设置在所述浮体(2)垂直下方，用于监测所述浮体(2)的纵向位置信息，并根据所述纵向位置信息控制所述第一电磁铁(4)的磁力大小，以使得所述浮体(2)始终保持磁悬浮状态。
  4. 根据权利要求3所述的家居监控服务机器人，其特征在于，在所述浮体(2)底部设置有第四永磁体(34)，所述第四永磁体(34)位于所述第二永磁体(32)侧面；
    在所述浮体(2)底部的所述支撑体(1)上设置有第二电磁铁(5)，所述第二电磁铁(5)位于所述第一电磁铁(4)侧面，当所述第四永磁体(34)跟随所述浮体(2)转动至预定位置时，所述第四永磁体(34)一个面与所述第二电磁铁(5)的一个面相向，且相向的面的磁性相同；
    在所述浮体(2)底部的所述支撑体(1)上设置有接近传感器(51)，用于监测所述第四永磁体(34)的位置，当所述第四永磁体(34)转动至所述预定位置时，控制所述第二电磁铁(5)通电。
  5. 根据权利要求4所述的家居监控服务机器人，其特征在于，所述支撑体(1)包括：
    下箱体(11)，所述第一电磁铁(4)、所述第二电磁铁(5)均固定设置在所述下箱体(11)的顶部；
    上箱体(12)，通过支撑杆(13)固定设置在所述下箱体(11)的垂直上方，所述第三永磁体(33)固定设置在所述上箱体(12)的底部。
  6. 根据权利要求5所述的家居监控服务机器人，其特征在于，所述浮体(2)呈圆球状，所述监控设备位于所述浮体(2)的中心轴线的轴向中点位置处。
  7. 根据权利要求1至6任一项所述的家居监控服务机器人，其特征在于，所述监控设备为摄像头(61)。
  8. 根据权利要求7所述的家居监控服务机器人，其特征在于，还包括：
    信息收发装置(71)，用于接收所述监控设备的监控信息、接收远程控制终端(72)发送的用于控制所述监控设备的控制信息以及向所述远程控制终端(72)发送所述监控信息；
    中央处理器(73)，用于控制所述信息收发装置(71)、根据所述霍尔元件(41)的监测信息控制所述第一电磁铁(4)以及根据所述接近传感器(51)的监测信息控制所述第二电磁铁(5)。
  9. 根据权利要求8所述的家居监控服务机器人，其特征在于，所述中央处理器(73)用于仅在所述监控信息处于预定状态时，控制所述信息收发装置(71)将所述监控信息发送至所述远程控制终端(72)。
  10. 根据权利要求8所述的家居监控服务机器人，其特征在于，还包括：
    设置在所述下箱体(11)上的温度传感器(62)和湿度传感器(63)，分别用于监测所述浮体(2)周围的温度信息和湿度信息，所述信息收发装置(71) 还用于受控地将所述温度信息和湿度信息发送至所述远程控制终端(72)。
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