本發(fā)明涉及智能機器人領(lǐng)域，具體涉及一種用于陪伴兒童游戲、學(xué)習(xí)及成長、可交互運動的智能機器人。

背景技術(shù)：

智能機器人是一種以自動化和計算機技術(shù)為主體，有機融合各種現(xiàn)代化信息技術(shù)的系統(tǒng)集成和應(yīng)用的設(shè)備，它具有以下三個特點：1、具有類人功能(如作業(yè)功能、感知功能、行走功能等)的機械電子裝置或者自動化裝置；2、能完成各種指定的動作；3、根據(jù)人類的編程自動進行工作，并可通過編程調(diào)整工作、動作的對象或者要求。

近年來，機器人發(fā)展迅速，民用機器人的發(fā)展更偏向于人工智能化，用于兒童陪伴、成長和教育類的兒童智能機器人越來越多的出現(xiàn)在市場上，如申請?zhí)枮閏n201611242029.6的中國發(fā)明專利，公開了一種智能機器人，包含外殼的仿真卡通造型，設(shè)置在外殼內(nèi)的語音輸入輸出組件、觸控輸入輸出組件、顯示組件、采集處理器、gps定位裝置、控制組件以及內(nèi)容存儲播放模塊，所述的采集處理器均與相連接的語音輸入輸出組件、觸控輸入輸出組件和顯示組件連接在一起，所述的控制組件分別與采集處理器和gps定位裝置相連接，所述的內(nèi)容存儲播放模塊與采集處理器相連接。該發(fā)明運用于學(xué)齡前兒童的教育和看管，給予使用者良好的使用體驗，可以提高陪伴目標(biāo)的使用興趣，并通過遠(yuǎn)程無線進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)智能機器人的陪伴功能，同時還具有早教的功能，節(jié)省家長在陪伴兒童方面花費的精力和時間。

申請?zhí)枮?01710085684.3中國發(fā)明專利，公開了一種幼兒早教智能機器人，包含仿真卡通造型的機器人本體和設(shè)置在機器人本體上的微型掃描儀，所述的機器人本體包括頭部、軀體和腳輪，所述的微型掃描儀分別設(shè)置在頭部的眼睛內(nèi)，所述的頭部和軀體之間還設(shè)置有連接軸，所述的頭部通過連接軸相較于軀體進行旋轉(zhuǎn)活動，旋轉(zhuǎn)角度為180-300度，還包括學(xué)習(xí)顯示屏，所述的學(xué)習(xí)顯示屏呈矩形結(jié)構(gòu)設(shè)置在軀體的正面并與微型掃描儀相連接。通過上述方式，本發(fā)明運用于學(xué)齡前兒童的教育和看管，具有早教的功能，同時還具備單獨掃描功能，可將常用的書籍掃描至學(xué)習(xí)顯示屏內(nèi)并進行顯示，并可通過學(xué)習(xí)顯示屏轉(zhuǎn)換為語音讀出來，十分方便，節(jié)省家長在陪伴兒童方面花費的精力和時間。

這些智能機器人主要通過語音和視頻交互與兒童進行互動，達(dá)到學(xué)習(xí)和娛樂的目的，但是他們運動功能欠佳，不能實現(xiàn)多維運動，無法與兒童一起進行游戲互動或運動交互。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的兒童機器人不能實現(xiàn)多維運動，無法與兒童一起進行游戲互動或運動交互的缺陷，從而提供一種智能機器人。

一種智能機器人，無線連接于外部的移動終端，包括微控制器、頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)、頭部及腰部伸縮機構(gòu)、手臂擺動機構(gòu)以及底盤行走機構(gòu)，其中，所述微控制器與所述移動終端交互，其接收所述移動終端的指令，驅(qū)動所述頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)、頭部及腰部伸縮機構(gòu)、手臂擺動機構(gòu)以及底盤行走機構(gòu)中的一個或多個同時或分別動作。

優(yōu)選地，所述頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)動軸座以及分別與所述微控制器連接的第一舵機和第二舵機；所述轉(zhuǎn)動軸座內(nèi)水平穿設(shè)有頭部支撐軸，所述頭部支撐軸上連接有向上延伸的擺桿，所述擺桿與智能機器人的頭部外殼固定連接；所述第一舵機的輸出軸與所述轉(zhuǎn)動軸座相連接，并控制所述轉(zhuǎn)動軸座在水平面上進行旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)動軸座控制所述擺桿進行旋轉(zhuǎn)，完成所述頭部的旋轉(zhuǎn)動作；所述第二舵機的輸出軸與所述頭部支撐軸軸向連接，所述頭部支撐軸隨所述第二舵機輸出軸進行旋轉(zhuǎn)并帶動所述擺桿進行擺動，完成所述頭部的俯仰動作。

進一步地：頭部及腰部伸縮機構(gòu)包括上軸座、下軸座和用于安裝所述上軸座和所述下軸座的固定架，所述上軸座與所述轉(zhuǎn)動軸座相連接，所述下軸座與腰部外殼相連接，所述固定架由上支撐板、下支撐板和支撐柱組成，所述固定架的下支撐板上分別設(shè)有帶動所述上軸座伸縮的第一升降機構(gòu)以及帶動所述下軸座伸縮的第二升降機構(gòu)，所述第一升降機構(gòu)與所述第二升降機構(gòu)間設(shè)有聯(lián)動裝置。

更進一步地：所述聯(lián)動裝置包括：

驅(qū)動機構(gòu)，設(shè)于所述第一升降機構(gòu)和所述第二升降機構(gòu)之間的下支撐板上，并與所述微控制器線路連接；

主動齒輪，與所述驅(qū)動機構(gòu)相連接；

第一從動齒輪，與所述主動齒輪相嚙合，安裝于所述下支撐板的下表面并帶動所述第一升降機構(gòu)進行運動；

第二從動齒輪，與所述第一從動齒輪相嚙合，安裝于所述下支撐板的下表面并帶動所述第二升降機構(gòu)進行運動。

再進一步地：所述第一升降機構(gòu)包括第一升降螺旋桿以及與所述第一升降螺旋桿相配合的第一螺母，所述第一升降螺旋桿穿過所述下支撐板與所述第一從動齒輪相嚙合，所述第一螺母與所述上軸座固定連接；所述第一升降旋螺桿隨所述第一從動齒輪進行旋轉(zhuǎn)，所述第一螺母隨所述第一升降螺旋桿的旋轉(zhuǎn)進行升降運動，從而帶動所述上軸座進行伸縮；

所述第二升降機構(gòu)包括第二升降螺旋桿以及與所述第二升降螺旋桿相配合的第二螺母，所述第二升降螺旋桿穿過所述下支撐板與所述第二從動齒輪相嚙合，所述第二螺母與所述下軸座固定連接；所述第二升降螺旋桿隨所述第二從動齒輪進行旋轉(zhuǎn)，所述第二螺母隨所述第二升降螺旋桿的旋轉(zhuǎn)進行升降運動，從而帶動所述下軸座進行伸縮。

更進一步地：所述固定架的上支撐板與下支撐板間還設(shè)有分別與所述上軸座相連接的第一導(dǎo)向軸以及與所述下軸座相連接的第二導(dǎo)向軸，所述第一導(dǎo)向軸用以支撐并引導(dǎo)所述上軸座進行直線運動，所述第二導(dǎo)向軸用以支撐并引導(dǎo)所述下軸座進行直線運動。

更進一步地：所述固定架的上下兩側(cè)分別設(shè)有與所述微控制器線路連接的第一光耦和第二光耦，所述上軸座上設(shè)有一與所述第一光耦和所述第二光耦相配合的光耦擋片，所述第一光耦和所述第二光耦分別通過所述光耦擋片的運動控制所述上軸座和所述下軸座的升降行程。

優(yōu)選地：所述手臂擺動機構(gòu)為相對所述腰部外殼兩側(cè)的手臂舵機，所述手臂舵機與所述微控制器線路連接，所述手臂舵機的輸出軸與所述腰部外殼可轉(zhuǎn)動連接。

優(yōu)選地：所述底盤行走機構(gòu)包括底盤本體、超聲波模塊和紅外模塊，其中，

所述底盤本體設(shè)有驅(qū)動輪以及隨所述驅(qū)動輪滾動的萬向輪；

所述超聲波模塊設(shè)于所述底盤本體內(nèi)，用于探測運動方向是否有障礙并發(fā)送第一探測信號給所述微控制器；

所述紅外模塊為多個，多個紅外模塊沿所述底盤本體的內(nèi)周壁均勻設(shè)置，用于探測所述底盤本體是否伸出臺面并發(fā)送第二探測信號給所述微控制器；

所述微控制器接收所述第一探測信號和所述第二探測信號，并控制所述驅(qū)動輪停止或改變方向以避障或防跌落。

進一步地：所述所述底盤本體的上表面還設(shè)有用于連接所述頭部及腰部伸縮機構(gòu)的對接彈性插件，所述底盤本體和所述頭部及腰部伸縮機構(gòu)通過所述對接彈性插件進行電信號傳輸。

優(yōu)選地：所述頭部外殼的頂部設(shè)有麥克風(fēng)陣列，所述腰部外殼上設(shè)有揚聲器，所述麥克風(fēng)陣列與所述揚聲器分別與所述微控制器連接，實現(xiàn)語音交互。

優(yōu)選地：所述頭部外殼向下延伸并與所述腰部外殼相連，所述頭部外殼的延伸部位形成頸部，所述頸部設(shè)有l(wèi)ed表情陣列，所述led表情陣列與所述微控制器連接實現(xiàn)表情的變化；所述頭部外殼的前方設(shè)置有攝像頭，所述腰部外殼上設(shè)有顯示器和觸摸屏，所述攝像頭、顯示器和觸摸屏分別與微控制器連接，實現(xiàn)視頻交互。

優(yōu)選地：所述移動終端為遙控器，所述遙控器上設(shè)有可穿戴部。進一步地：所述可穿戴部為手環(huán)。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明的智能機器人主要由頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)、頭部及腰部伸縮機構(gòu)、手臂擺動機構(gòu)以及底盤行走機構(gòu)構(gòu)成，其中通過微控制器與外部移動終端的交互，從而可以實現(xiàn)頭部的俯仰運動，頭部與腰部的伸縮運動，手臂的擺動以及底盤的行走運動，在傳統(tǒng)陪伴機器人的基礎(chǔ)功能上實現(xiàn)與兒童進行游戲互動和動作交互，增加了本發(fā)明的趣味性，另外本發(fā)明的執(zhí)行部件結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，適用于家庭室內(nèi)環(huán)境，如地板、桌面、床面等；

2、本發(fā)明通過在轉(zhuǎn)動軸座內(nèi)水平穿設(shè)頭部支撐軸，并在頭部支撐軸上設(shè)置向上延伸的擺桿，由頭部支撐軸和擺桿組成了控制智能機器人頭部運動的支架；其中由于由頭部支撐軸和擺桿組成的整體設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸座上，而轉(zhuǎn)動軸座與第一舵機連接，第一舵機能夠帶動轉(zhuǎn)動軸座在水平面上進行旋轉(zhuǎn)，因此頭部支撐軸和擺桿組成的整體可隨轉(zhuǎn)動軸座的旋轉(zhuǎn)進行旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)頭部的旋轉(zhuǎn)動作；其次，由于頭部支撐軸與第二舵機軸向連接，而第二舵機可以帶動頭部支撐軸進行旋轉(zhuǎn)，因此設(shè)置在頭部支撐軸上的擺桿在頭部支撐軸的轉(zhuǎn)動下可進行前后擺動，從而實現(xiàn)頭部的俯仰動作；

3、本發(fā)明的第一升降機構(gòu)與第二升降機構(gòu)之間設(shè)置聯(lián)動裝置，首先實現(xiàn)了與上軸座相連接的頭部及與下軸座相連接的腰部同時進行伸縮運動，使得機器人可以完成較多的動作；其次，聯(lián)動裝置的設(shè)置簡化了機器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其僅采用一套驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動聯(lián)動裝置即可實現(xiàn)機器人頭部和腰部的伸縮，避免了傳統(tǒng)中若要實現(xiàn)機器人腰部與頭部共同伸縮必須采用兩套驅(qū)動機構(gòu)和兩套執(zhí)行機構(gòu)來完成的缺陷，從而通過一個聯(lián)動機構(gòu)驅(qū)動兩個維度，降低了成本，有效的縮減了機器人的尺寸，并降低了機器人的制造及裝配成本，使其在有限的機器人殼體內(nèi)自如地實現(xiàn)機器人頭部和腰部的二維直線升降功能；

4、本發(fā)明在固定架的上下兩側(cè)分別設(shè)有第一光耦和第二光耦來作為頭部和腰部伸縮的閾值標(biāo)記，當(dāng)光耦擋片隨著上軸座向上運動到達(dá)第一光耦高度時會遮擋第一光耦，第一光耦隨之發(fā)出信號給控制器，控制器控制電機反向運轉(zhuǎn)，光耦擋片便隨著上軸座向下運動，當(dāng)達(dá)到第二光耦高度時，光耦擋片會遮擋第二光耦，第二光耦隨之發(fā)送信號給控制器，控制器再次控制電機反向運轉(zhuǎn)，以此類推，實現(xiàn)對腰部和頭部的伸縮范圍進行控制；

5、本發(fā)明采用手臂舵機作為手臂運動執(zhí)行機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，運動靈活，直接將手臂舵機穿設(shè)于手臂外殼內(nèi)部，并將手臂舵機的輸出軸與腰部外殼活動連接，實現(xiàn)手臂外殼與腰部外殼的連接，然后在手臂舵機輸出軸的轉(zhuǎn)動下，便可通過舵機本體帶動手臂外殼進行擺動；

6、本發(fā)明在底盤本體內(nèi)設(shè)置有超聲波模塊、多個紅外模塊以及控制模塊，其中超聲波模塊可用于探測前進過程中的障礙，并通過聲波反射出第一探測信號，控制器接收所述第一探測信號后可控制所述驅(qū)動輪停止或者改變方向，從而實現(xiàn)避障的功能；紅外模塊設(shè)置為多個，并沿底盤本體的內(nèi)周壁等間距設(shè)置，當(dāng)?shù)妆P本體任何方向伸出臺面，紅外模塊均可探測到，并發(fā)射第二探測信號至控制器，控制器接收所述第二探測信號后可控制所述驅(qū)動輪停止或者改變方向，從而實現(xiàn)防跌落的功能；

7、本發(fā)明在機器人頭部外殼的頂部設(shè)置麥克風(fēng)陣列，腰部外殼上設(shè)置揚聲器，從而實現(xiàn)了語音的交互；在頸部設(shè)置led表情陣列，并將頸部設(shè)置為半透明體，通過不同led發(fā)光，從而可以在頸部的表面呈現(xiàn)出機器人的多種表情；在頭部外殼的前方設(shè)置攝像頭，并在腰部外殼上設(shè)置lcd顯示器和觸摸屏，從而實現(xiàn)了視頻的交互；

8、本發(fā)明的智能機器人可以通過手機客戶端軟件遠(yuǎn)程控制其工作模式，使其進行動作、休眠或喚醒，也可以通過專用的遙控器來控制其動作，例如前進、后退旋轉(zhuǎn)、休眠、喚醒或手臂擺動等，而且遙控器上設(shè)置可穿戴結(jié)構(gòu)方便攜帶，操作靈活。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種實施方式的工作原理示意圖；

圖2為圖1所示的智能機器人的主視圖；

圖3為圖2所示智能機器人的頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)、頭部及腰部伸縮機構(gòu)的透視圖；

圖4為圖2所示頭部及腰部伸縮機構(gòu)的第一升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖2所示頭部及腰部伸縮機構(gòu)的上軸座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖2所示頭部及腰部伸縮機構(gòu)的下軸座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖3所示的智能機器人的另一角度透視圖；

圖8為圖2所示智能機器人的透視圖；

圖9為圖2或圖8所示智能機器人的底盤行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9所示底盤行走機構(gòu)的俯視圖；

附圖標(biāo)記說明：

1-頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)；11-軸座；111-頭部支撐軸；112-擺桿；12-第一舵機；13-第二舵機；

2-頭部及腰部伸縮機構(gòu)；21-上軸座；211-第一螺母安裝孔；2111-第一止轉(zhuǎn)平面；212-光耦擋片；213-第一軸孔；22-下軸座；221-第二螺母安裝孔；2211-第二止轉(zhuǎn)平面；222-第二軸孔；23-固定架；231-上支撐板；232-下支撐板；233-支撐柱；234-第一升降機構(gòu)；2341-第一升降螺旋桿；2342-第一螺母；2343-銑平面；235-第二升降機構(gòu)；24-聯(lián)動裝置；241-驅(qū)動機構(gòu)；242-主動齒輪；243-第一從動齒輪；244-第二從動齒輪；25-第一導(dǎo)向軸；26-第二導(dǎo)向軸；27-第一光耦；28-第二光耦；

3-手臂擺動機構(gòu)；31-手臂舵機；

4-底盤行走機構(gòu)；41-底盤本體；411-驅(qū)動輪；412-萬向輪；413-驅(qū)動電機；42-超聲波模塊；43-紅外模塊；44-對接彈性插件；

5-麥克風(fēng)陣列；6-頸部；61-led表情陣列；7-攝像頭；8-顯示器；9-觸摸屏。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

如圖1-2所示本發(fā)明提供了一種智能機器人，無線連接于外部的移動終端，包括微控制器、頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)1、頭部及腰部伸縮機構(gòu)2、手臂擺動機構(gòu)3以及底盤行走機構(gòu)4，其中，微控制器與移動終端交互，其接收移動終端的指令，驅(qū)動頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)1、頭部及腰部伸縮機構(gòu)2、手臂擺動機構(gòu)3以及底盤行走機構(gòu)4中的一個或多個同時或分別動作。

本發(fā)明的智能機器人主要由頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)1、頭部及腰部伸縮機構(gòu)2、手臂擺動機構(gòu)3以及底盤行走4機構(gòu)構(gòu)成，其中通過微控制器與外部移動終端的交互，從而可以實現(xiàn)頭部的俯仰運動，頭部與腰部的伸縮運動，手臂的擺動以及底盤的行走運動，在傳統(tǒng)陪伴機器人的基礎(chǔ)功能上實現(xiàn)與兒童進行游戲互動和動作交互，增加了本發(fā)明的趣味性，另外本發(fā)明的執(zhí)行部件結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，適用于家庭室內(nèi)環(huán)境，如地板、桌面、床面等。

具體地：如圖3所示，頭部轉(zhuǎn)動機構(gòu)1包括轉(zhuǎn)動軸座11以及分別與微控制器連接的第一舵機12和第二舵機13；轉(zhuǎn)動軸座11內(nèi)水平穿設(shè)有頭部支撐軸111，頭部支撐軸111上連接有向上延伸的擺桿112，擺桿112與智能機器人的頭部外殼固定連接；第一舵機12的輸出軸與轉(zhuǎn)動軸座11相連接，并控制轉(zhuǎn)動軸座11在水平面上進行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動軸座11控制擺桿112進行旋轉(zhuǎn)，完成頭部的旋轉(zhuǎn)動作；第二舵機13的輸出軸與頭部支撐軸111軸向連接，頭部支撐軸111隨第二舵機13輸出軸進行旋轉(zhuǎn)并帶動擺桿112進行擺動，完成頭部的俯仰動作。本發(fā)明通過在轉(zhuǎn)動軸座11內(nèi)水平穿設(shè)頭部支撐軸111，并在頭部支撐軸111上設(shè)置向上延伸的擺桿112，由頭部支撐軸111和擺桿112組成了控制智能機器人頭部運動的支架；其中由于由頭部支撐軸111和擺桿112組成的整體設(shè)置在轉(zhuǎn)動軸座11上，而轉(zhuǎn)動軸座11與第一舵機12連接，第一舵機12能夠帶動轉(zhuǎn)動軸座11在水平面上進行旋轉(zhuǎn)，因此頭部支撐軸111和擺桿112組成的整體可隨轉(zhuǎn)動軸座11的旋轉(zhuǎn)進行旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)頭部的旋轉(zhuǎn)動作；其次，由于頭部支撐軸111與第二舵機13軸向連接，而第二舵機13可以帶動頭部支撐軸111進行旋轉(zhuǎn)，因此設(shè)置在頭部支撐軸111上的擺桿112在頭部支撐軸111的轉(zhuǎn)動下可進行前后擺動，從而實現(xiàn)頭部的俯仰動作。

如圖3所示，頭部及腰部伸縮機構(gòu)2包括上軸座21、下軸座22和用于安裝上軸座21和下軸座22的固定架23，上軸座21與轉(zhuǎn)動軸座11相連接，下軸座22與腰部外殼相連接，固定架23由上支撐板231、下支撐板232和支撐柱233組成，固定架23的下支撐板232上分別設(shè)有帶動上軸座21伸縮的第一升降機構(gòu)234以及帶動下軸座22伸縮的第二升降機構(gòu)235，第一升降機構(gòu)234與第二升降機構(gòu)235間設(shè)有聯(lián)動裝置24。

如圖3所示，聯(lián)動裝置24包括：驅(qū)動機構(gòu)241，驅(qū)動機構(gòu)241可以設(shè)置為電機，將電機設(shè)于第一升降機構(gòu)234和第二升降機構(gòu)235之間的下支撐板232上，并與微控制器線路連接；使驅(qū)動機構(gòu)241距離傳動的升降機構(gòu)(第一升降機構(gòu)234、第二升降機構(gòu)235)距離最近；聯(lián)動裝置24還包括與驅(qū)動機構(gòu)241相連接的主動齒輪242；與主動齒輪242相嚙合的第一從動齒輪243，第一從動齒輪243安裝于下支撐板232的下表面，其在主動齒輪242的驅(qū)動下可帶動第一升降機構(gòu)234進行運動；以及與第一從動齒輪243相嚙合的第二從動齒輪244，第二從動齒輪244對應(yīng)于第二升降機構(gòu)235安裝于下支撐板232的下表面并帶動第二升降機構(gòu)235進行運動。本發(fā)明采用將安裝于第一升降機構(gòu)234和第二升降機構(gòu)235之間下支撐板232上的驅(qū)動機構(gòu)241、主動齒輪242、第一從動齒輪243和第二從動齒輪244作為聯(lián)動裝置，縮小了傳動齒輪(主動齒輪242、第一從動齒輪243、第二從動齒輪244)的直徑，減少了頭部及腰部伸縮機構(gòu)2的尺寸,傳動效率更高，即使較小扭矩的微型電機也可以實現(xiàn)驅(qū)動，降低了能耗和成本。

如圖4所示，第一升降機構(gòu)234包括第一升降螺旋桿2341以及與第一升降螺旋桿2341相配合的第一螺母2342，如圖3所示，第一升降旋桿2341穿過下支撐板232與所述第一從動齒輪243243相嚙合，第一螺母2342與上軸座21固定連接；第一升降螺旋桿2341隨第一從動齒輪243進行旋轉(zhuǎn)，第一螺母2342隨第一升降螺旋桿2341的旋轉(zhuǎn)進行升降運動，從而帶動上軸座21進行伸縮；如圖4所示，第二升降機構(gòu)235與第一升降機構(gòu)234結(jié)構(gòu)相同，第二升降機構(gòu)235包括第二升降螺旋桿(對應(yīng)2341)以及與第二升降螺旋桿(對應(yīng)2341)相配合的第二螺母(對應(yīng)2342)，第二升降螺旋桿(對應(yīng)2341)穿過下支撐板232與所述第二從動齒輪244相嚙合，所述第二螺母(對應(yīng)2342)與所述下軸座22固定連接；所述第二升降螺旋桿(對應(yīng)2341)隨所述第二從動齒輪244進行旋轉(zhuǎn)，所述第二螺母(對應(yīng)2342)隨所述第二升降螺旋桿(對應(yīng)2341)的旋轉(zhuǎn)進行升降運動，從而帶動所述下軸座22進行伸縮。

本發(fā)明的第一升降機構(gòu)234和第二升降機構(gòu)235均為升降螺旋桿(第一升降螺旋桿2341、第二升降螺旋桿)和螺母(第一螺母2342、第二螺母)，通過升降螺旋桿及齒輪(第一從動齒輪243、第二從動齒輪244)之間的配合進行運動，如此，當(dāng)機器人的頭部和腰部升降幅度不同時，便可通過調(diào)節(jié)與其對應(yīng)的齒輪齒數(shù)或升降螺旋桿的導(dǎo)程來控制，使得頭部和腰部兩個維度的直線運動在同一驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下完成不同的行程要求。

如圖5-6所示，作為可選擇的實施例，本發(fā)明采用以下方式來將第一螺母2342與上軸座21(第二螺母與下軸座22之間)進行固定，首先，在第一螺母2342的側(cè)壁至少一處銑平面2343，然后在上軸座21上開設(shè)與第一螺母2342形狀相匹配的第一螺母2342安裝孔，第一螺母2342安裝孔上設(shè)置有第一止轉(zhuǎn)平面2111；第一螺母2342與第一螺母2342安裝孔進行過盈連接；本發(fā)明避免了傳統(tǒng)采用法蘭盤進行固定方式所帶來的螺母尺寸較大，加工費用較高的缺陷；通過在螺母的的側(cè)壁至少一處銑平面2343，對應(yīng)地，螺母安裝孔(第一螺母安裝孔211、第二螺母安裝孔221)內(nèi)也設(shè)有與螺母側(cè)壁銑平面2343處對應(yīng)的止轉(zhuǎn)平面(第一止轉(zhuǎn)平面2111、第二止轉(zhuǎn)平面2211)，在螺母(第一螺母2342、第二螺母)將升降運動穿遞給軸座(上軸座21、下軸座22)的同時有效的避免了螺母與軸座之間的轉(zhuǎn)動；由此，在有效傳動的同時降低了螺母的耗材，加工難度較低，進一步降低了頭部及腰部伸縮機構(gòu)的外形尺寸；當(dāng)然為了進一步的止轉(zhuǎn)，還可以將第一螺母2342的側(cè)壁與上軸座21通過螺釘進行加固。同理，第二螺母與下軸座22之間的固定方式與第一螺母2342和上軸座21之間的固定方式一致。為了進一步的降低生產(chǎn)成本，在本實施例中第一升降螺旋桿2341和第二升降螺旋桿采用梯形絲桿，第一螺母2342和第二螺母采用梯形螺母。

如圖7所示，為了進一步的增加本發(fā)明頭部及腰部在升降時的穩(wěn)定性能，在固定架23的上支撐板231與下支撐板232間還設(shè)有分別與上軸座21相連接的第一導(dǎo)向軸25以及與下軸座22相連接的第二導(dǎo)向軸26，第一導(dǎo)向軸25以及第二導(dǎo)向軸26均為直線導(dǎo)軌，上軸座21上開設(shè)第一軸孔；第一軸孔通過直線軸承或直線襯套與第一導(dǎo)向軸25進行過盈配合；第一導(dǎo)向軸25用以支撐并引導(dǎo)上軸座21進行直線運動，第二導(dǎo)向軸26用以支撐并引導(dǎo)下軸座22進行直線運動，下軸座22上開設(shè)第二軸孔，第二軸孔通過直線軸承或直線襯套與第二導(dǎo)向軸26進行過盈配合。本發(fā)明采用直線導(dǎo)軌(第一導(dǎo)向軸25、第二導(dǎo)向軸26)與直線軸承或者直線襯套配合，進一步縮小了體積降低了成本。當(dāng)然考慮到上軸座21或下軸座22在升降運動時，一側(cè)為引導(dǎo)直線運動的導(dǎo)向軸(第一導(dǎo)向軸25、第二導(dǎo)向軸26)，另一側(cè)為作為傳動機構(gòu)的升降機構(gòu)(第一升降機構(gòu)234、第二升降機構(gòu)235)，兩側(cè)受力不一致還會出現(xiàn)晃動的情況，且頭部與腰部的承重不同，因此，可設(shè)置兩個第一導(dǎo)向軸25和四個第二導(dǎo)向軸26，將升降機構(gòu)(第一升降機構(gòu)234、第二升降機構(gòu)235)設(shè)置于軸座(上軸座21、下軸座22)的中部，兩個第一導(dǎo)向軸25對稱的設(shè)置于第一升降機構(gòu)234的兩側(cè)，四個第二導(dǎo)向軸26均勻的分布于第二升降機構(gòu)235的四周。

如圖1所示，為了使機器人的頭部和腰部在規(guī)定范圍內(nèi)進行伸縮運動，本發(fā)明在固定架23的上下兩側(cè)分別設(shè)置與微控制器連接的第一光耦27和第二光耦28，上軸座21上設(shè)有一與第一光耦27和第二光耦28相配合的光耦擋片212，當(dāng)光耦擋片212隨著上軸座21向上運動到達(dá)第一光耦27高度時會遮擋第一光耦27，第一光耦27隨之發(fā)出信號給微控制器，微控制器控制電機反向運轉(zhuǎn)，光耦擋片212便隨著上軸座21向下運動，當(dāng)達(dá)到第二光耦28高度時，光耦擋片212會遮擋第二光耦28，第二光耦28隨之發(fā)送信號給微控制器，微控制器再次控制電機反向運轉(zhuǎn)，以此類推，實現(xiàn)對腰部和頭部的伸縮范圍進行控制。

如圖8所示，手臂擺動機構(gòu)3為相對所述腰部外殼兩側(cè)的手臂舵機31，手臂舵機31與微控制器線路連接，手臂舵機31的輸出軸與腰部外殼可轉(zhuǎn)動連接。本發(fā)明采用手臂舵機31作為手臂運動執(zhí)行機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，運動靈活，直接將手臂舵機31穿設(shè)于手臂外殼內(nèi)部，并將手臂舵機31的輸出軸與腰部外殼活動連接，實現(xiàn)手臂外殼與腰部外殼的連接，然后在手臂舵機31輸出軸的轉(zhuǎn)動下，便可通過舵機本體帶動手臂外殼進行擺動。

如圖9所示，底盤行走機構(gòu)4包括底盤本體41、超聲波模塊42和紅外模塊43，其中，底盤本體41設(shè)有驅(qū)動輪411以及隨驅(qū)動輪411滾動的萬向輪412，驅(qū)動輪411設(shè)置為兩個，并將萬向輪412設(shè)于兩個驅(qū)動輪411連線的中垂線上，三者組成穩(wěn)固的三角形，底盤本體41的重心落于該三角形內(nèi)，如此，進一步地增加了底盤本體41運動的穩(wěn)定性；超聲波模塊42設(shè)于底盤本體41內(nèi)，用于探測運動方向是否有障礙并發(fā)送第一探測信號給微控制器；紅外模塊43為多個，多個紅外模塊43沿底盤本體41的內(nèi)周壁均勻設(shè)置，用于探測底盤本體41是否伸出臺面并發(fā)送第二探測信號給微控制器；微控制器接收第一探測信號和第二探測信號，并控制驅(qū)動輪411停止或改變方向以避障或防跌落。

本發(fā)明提供的底盤本體41內(nèi)設(shè)置有超聲波模塊42和紅外模塊43，其中超聲波模塊42可用于探測前進過程中的障礙，并通過聲波反射出第一信號，微控制器接收所述第一信號后可控制驅(qū)動輪411后退或者旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)避障的功能；紅外模塊43設(shè)置為多個，并沿底盤本體41的內(nèi)周壁均勻設(shè)置，當(dāng)?shù)妆P本體41任何方向伸出臺面，紅外模塊43均可探測到，并發(fā)射第二信號至微控制器，微控制器接收所述第二信號后可控制驅(qū)動輪411后退或者旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)防跌落的功能。

為了有效地進行避障或防跌落，本發(fā)明通過在每個驅(qū)動輪411上對應(yīng)設(shè)置一與微控制器連接的驅(qū)動電機413，當(dāng)運動過程中出現(xiàn)障礙或者有跌落危險時，通過微控制器控制驅(qū)動電機413產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，從而使底盤本體41改變方向以有效地進行避障或防跌落。

具體來說，超聲波模塊42可以為超聲波探測器，在機器人移動過程中，超聲波探測器利用超聲波發(fā)射，通過被測物體的反射、回波接收后的時差來測量被測距離，進而判定面前是否有障礙物，當(dāng)被測距離較近或者小于設(shè)定的報警閾值時，即給控制器一控制信號，使其改變行程；紅外模塊43可以為紅外探測器，每個紅外探測器均包括紅外線發(fā)射器、接收器、以及信號處理器，信號處理器的信號輸出端經(jīng)紅外線發(fā)射電路與紅外線發(fā)射器連接；信號輸入端經(jīng)紅外線接收電路與紅外線接收器連接，在正常運動時，每個紅外探測器與水平臺面的距離固定，例如20mm，此時在信號處理器中寫入當(dāng)紅外探測器與水平臺面的距離大于30mm或其他數(shù)據(jù)時，信號處理器發(fā)出跌落的反饋信號至控制器，控制器控制底盤本體41改變行程，從而實現(xiàn)防跌落的目的，在本實施例中為了能夠更加靈敏的探測信號，提高本發(fā)明的避障性能和防跌落性能，本發(fā)明設(shè)置了三個超聲波模塊42和六個紅外模塊43，三個超聲波模塊42等間距的沿靠近萬向輪412一側(cè)的周壁分布，六個紅外模塊43沿底盤本體41的內(nèi)周壁等間距分布。

其中，如圖10所示，本發(fā)明的底盤本體41的上表面設(shè)置有用于連接頭部及腰部伸縮機構(gòu)的對接彈性插件44，底盤本體41和頭部及腰部伸縮機構(gòu)可以通過對接彈性插件44可拆卸連接并進行電信號傳輸；機器人的身體部分可通過底盤本體41進行移動、旋轉(zhuǎn)、避障等，操作方便，使用靈活。

另外，如圖1所示，本發(fā)明還在頭部外殼的頂部設(shè)置了麥克風(fēng)陣列5，考慮到頭部外殼的空間位置以及智能機器人的使用場景，麥克風(fēng)的個數(shù)以五個為佳，其中腰部外殼上設(shè)有揚聲器(未在圖中示出)，以兩個為佳，對稱的設(shè)于腰部外殼的背部，麥克風(fēng)陣列5與揚聲器分別與微控制器連接，當(dāng)使用者的聲音經(jīng)麥克風(fēng)傳輸至微控制器時，微控制器便可控制揚聲器進行發(fā)聲，從而實現(xiàn)了使用者與智能機器人的語音交互。

除此之外，如圖2所示，頭部外殼向下延伸并與腰部外殼相連，頭部外殼的延伸部位形成頸部6，頸部6為半透明件，一般為硬質(zhì)塑料，對應(yīng)頸部6的內(nèi)側(cè)設(shè)有l(wèi)ed表情陣列61，led表情陣列61與微控制器連接，微控制器控制led表情陣列61中不同led燈的明滅，從而在頸部6上呈現(xiàn)出多種表情；

而且在頭部外殼的前方設(shè)置還有攝像頭7，在腰部外殼上設(shè)有顯示器8和觸摸屏9，攝像頭7、顯示器8和觸摸屏9分別與微控制器連接，用戶可以通過攝像頭7和觸摸屏9將視頻信息傳輸至微處理器，微處理器接收到信號后通過顯示器8將信號展示出來，從而實現(xiàn)了使用者與智能機器人之間的視頻交互，另外用戶還可以通過移動終端如手機客戶端軟件或者專用的遙控器(未在圖中示出)，控制攝像頭7進行轉(zhuǎn)動，找尋使用者，當(dāng)鎖定目標(biāo)后，變可通過微控制器控制底盤行走機構(gòu)4跟隨使用者，在跟隨的過程中做出如前進、后退、旋轉(zhuǎn)等動作，并在跟隨的過程中進行避障和防跌落，產(chǎn)品啟動跟隨模式后，可以自動跟在使用者身后一定的距離，例如1m，直到退出跟隨模式，本發(fā)明的遙控器設(shè)置為可穿戴式的結(jié)構(gòu)，例如手環(huán)的形式，當(dāng)兒童將遙控器穿戴在身上時，家長可以開啟智能機器人的自動找尋模式，智能機器人通過探測遙控器，來探測使用者的位置，從而實現(xiàn)自動找尋的目的。

由上可知，本發(fā)明相對于現(xiàn)有產(chǎn)品來說，不僅可以與使用者進行語音交互、視頻交互，而且還可以做出多種表情，同時還能進行多維運動，實現(xiàn)與使用者之間的運動交互，更加的生動有趣。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。