智能避障機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種智能避障機器人，包括機器人底盤、地形識別儀、機器人軀干、機器人頭部、紅外線避障單元和多個超聲波避障單元。本發(fā)明的有益效果在于：提供一種可以精準控制移動具有穩(wěn)定配重結構的機器人，通過在機器人底盤前面下部設置紅外線避障單元，在機器人軀干前面上部和機器人底盤兩側面上部設置超聲波避障單元，配合機器人底盤與機器人軀干之間地形識別模塊的使用，大大提高智能機器人的障礙物檢測能力，本機器人還設置有多個拾音器，實現(xiàn)了機器人外部語音采集、聲源定位、回聲消除的功能，配合機器人頭部的觸摸屏顯示器及揚聲器的使用，使機器人更易于與人交流互動。
【專利說明】
智能避障機器人
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及智能機器人領域，尤其是指一種智能避障機器人。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發(fā)展，機器人逐漸進入到日常生活中為人們提供各種服務，服務型機器人往往要求要與人互動能力，比如接受語音命令和具備信息輸出能力等，服務型機器人也應當具備在人群中穿梭的能力，現(xiàn)有服務型機器人往往身形修長，具有一定的高度，容易因為重心問題導致移動不穩(wěn)，因此機器人的平穩(wěn)移動也成為一項重要指標，日常生活場景中還有很多的障礙物包括固定的物體和移動的人等等，這些障礙物往往布局復雜、無序，現(xiàn)有機器人避障檢測方法主要靠前方設置紅外線或超聲波方式來避障，面對側面或者有一定高度的障礙物往往束手無策，原有的避障結構設置已經(jīng)不能滿足當前機器人避障的要求，因此需要一種容易與人互動、移動平穩(wěn)、能夠在復雜場景避障的智能機器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種能與人互動交流并可在復雜場景平穩(wěn)移動的智能機器人。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:一種智能避障機器人，包括機器人底盤、地形識別儀、機器人軀干、機器人頭部、紅外線避障單元和多個超聲波避障單元；
[0005]所述機器人底盤底面前部兩側設有驅動輪，底盤底面后部中間設有萬向輪，所述機器人底盤對應兩個驅動輪之間和萬向輪的左右兩側分別設有所述配重塊；
[0006]所述機器人底盤上面設有頂蓋，所述頂蓋上設有地形識別模塊，所述地形識別模塊四周設有柱形支撐結構，所述機器人軀干通過柱形支撐結構與所述機器人底盤連接；
[0007]所述機器人軀干上部設有平臺，所述平臺上設置有多個互成角度的拾音器；
[0008]所述機器人頭部設有連接件，所述機器人軀干通過所述連接件與機器人頭部連接；
[0009]所述機器人頭部前面設置有觸摸顯示屏，頭部兩側各設有揚聲器；
[0010]所述機器人底盤前面下部設有一個凹槽，所述凹槽中設有紅外線避障單元，所述機器人底盤兩側上部各設有兩組超聲波避障單元，所述機器人軀干前面上部設置有超聲波避障單元。
[0011]進一步的，所述驅動輪由直流電機驅動，所述直流電機內(nèi)置有光電測速模塊。
[0012]進一步的，所述兩個驅動輪之間的配重塊有兩個，分別位于兩個驅動輪的內(nèi)側，靠近機器人底盤底面前部。
[0013]進一步的，所述機器人底盤底部對應配重塊安裝位設有凹槽，所述凹槽中形成有圓柱形容置腔，所述配重塊安裝于所述容置腔中，對應所述凹槽設有蓋板，所述蓋板通過螺釘與所述凹槽固接。
[0014]進一步的，所述頂蓋中設有凹槽，所述地形識別模塊安裝于所述凹槽中，所述地形識別模塊設置高度距地面279-341mm。
[0015]進一步的，所述機器人軀干底部與所述頂蓋之間的間隙為14-15.4_。
[0016]進一步的，所述柱形支撐結構為腰圓/橢圓形柱體，所述柱形支撐結構以地形識別儀為圓心沿徑向設置，所述柱形支撐結構中間設有用于走線的通孔。
[0017]進一步的，所述機器人底盤兩側上部各有兩組超聲波避障單元，所述超聲波避障單元組距地面高度為252-308mm，所述機器人軀干前面上部的超聲波避障單元距地面高度為648_732mm。
[0018]進一步的，所述拾音器至少有三個，拾音器相互呈角度設置，所述中間的拾音器面向正前方設置，左側的拾音器與中間拾音器呈40-50度角向左前方設置，右側的拾音器與中間拾音器呈40-50度角向右前方設置。
[0019]進一步的，所述設置拾音器的平臺位于機器人軀干前面上部的超聲波避障單元的上方，所述機器人頭部的下方。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:提供一種可以精準控制移動具有穩(wěn)定配重結構的機器人，通過在機器人底盤前面下部設置紅外線避障單元，在機器人軀干前面上部和機器人底盤兩側面上部設置超聲波避障單元，配合機器人底盤與機器人軀干之間地形識別模塊的使用，大大提高智能機器人的障礙物檢測能力，本機器人還設置有多個拾音器，實現(xiàn)了機器人外部語音采集、聲源定位、回聲消除的功能，配合機器人頭部的觸摸屏顯示器及揚聲器的使用，使機器人更易于與人交流互動。
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖詳述本發(fā)明的具體結構:
[0022]圖1為本發(fā)明的機器人避障單元設置結構示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的機器人地形掃描模塊設置結構示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的機器人聲音拾取器設置結構示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的機器人底盤移動裝置及配重結構示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明的機器人底盤配重凹槽結構示意圖；
[0027]圖中附圖標記表示為:200-機器人軀干；201-紅外避障單元；202-超聲波避障單元;205-拾音器;207-平臺；303-地形識別模塊;400-機器人底盤;401-配重塊;402-萬向輪；405-蓋板;406-凹槽;407-容置腔;408-螺孔;430-驅動輪;500-機器人頭部；510-觸摸顯示屏;511-揚聲器。
【具體實施方式】
[0028]為詳細說明本發(fā)明的技術內(nèi)容、構造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0029]請參閱圖1、圖2、圖3和圖4，一種智能避障機器人，包括機器人底盤400、地形識別儀303、機器人軀干200、機器人頭部500、紅外線避障單元201和多個超聲波避障單元202;
[0030]所述機器人底盤400底面前部兩側設有驅動輪430，底盤底面后部中間設有萬向輪402，所述機器人底盤400對應兩個驅動輪430之間和萬向輪402的左右兩側分別設有配重塊401；
[0031]所述機器人底盤400上面設有頂蓋301，所述頂蓋301上設有地形識別模塊303，所述地形識別模塊303四周設有柱形支撐結構305，所述機器人軀干200通過柱形支撐結構305與所述機器人底盤400連接；
[0032]所述機器人軀干上部設有平臺207，所述平臺207上有多個互成角度設置的拾音器205；
[0033]所述機器人頭部500設有連接件501，所述機器人軀干200通過所述連接件501與機器人頭部500連接；
[0034]所述機器人頭部500前面設置有觸摸顯示屏510，頭部兩側各設有揚聲器511;
[0035]所述機器人底盤400前面下部設有一個凹槽204，所述凹槽204中設有紅外線避障單元201，所述機器人底盤400兩側上部各設有兩組超聲波避障單元202，所述機器人軀干200前面上部設置有超聲波避障單元202。
[0036]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:提供一種可以精準控制移動具有穩(wěn)定配重結構的機器人，通過在機器人底盤前面下部設置紅外線避障單元，在機器人軀干前面上部和機器人底盤兩側面上部設置超聲波避障單元，配合機器人底盤與機器人軀干之間地形識別模塊的使用，大大提高智能機器人的障礙物檢測能力，本機器人還設置有多個拾音器，實現(xiàn)了機器人外部語音采集、聲源定位、回聲消除的功能，配合機器人頭部的觸摸屏顯示器及揚聲器的使用，使機器人更易于與人交流互動。
[0037]實施例1
[0038]所述驅動輪430由直流電機436驅動，所述直流電機436內(nèi)置有光電測速模塊。本實施例中，使用帶有光電測速模塊的直流電機，可以精準控制機器人的輪子轉動，有利于精準控制機器人輪子轉動，達到機器人平穩(wěn)移動和準確轉彎的目的。
[0039]實施例2
[0040]所述兩個驅動輪430之間的配重塊401有兩個，分別位于兩個驅動輪430的內(nèi)側，靠近機器人底盤400底面前部。本實施例中，分散配置配重塊，有利于保證機器人保持較低的重心。
[0041 ] 實施例3
[0042]請參閱圖5，所述機器人底盤400底部對應配重塊401安裝位設有凹槽406，所述凹槽406中形成有圓柱形容置腔407，所述配重塊401安裝于所述容置腔407中，對應所述凹槽406設有蓋板405，所述蓋板405通過螺釘與所述凹槽406固接。本實施例中，凹槽的設置可以防止配重塊水平方向竄動以及杜絕配重塊與機體其他部件發(fā)生碰撞的可能，圓柱形的配重塊更易確定重心，降低配重結構設計難度，為凹槽增加蓋板可以防止機器人移動時產(chǎn)生的顛簸使配重塊上下竄動干擾機器人平穩(wěn)移動。
[0043]實施例4
[0044]所述頂蓋301中設有凹槽302，所述地形識別模塊303安裝于所述凹槽302中，所述地形識別模塊303設置高度距地面279-341mm。本實施例中，機器人能在大多數(shù)場景中較好地掃描識別場景地形。
[0045]實施例5
[0046]經(jīng)大量實驗驗證得到，所述機器人軀干200底部與所述頂蓋301之間的間隙為14-15.4mm時，可保證地形識別儀正常工作。
[0047]實施例6
[0048]所述柱形支撐結構305為腰圓/橢圓形柱體，所述柱形支撐結構305以地形識別模塊303為圓心沿徑向設置，所述柱形支撐結構305中間設有用于走線的通孔。本實施例中，腰圓/橢圓形設計的支撐柱體以徑向設置方式，是保證結構強度和支撐能力的同時盡量減小柱體對地形識別模塊的影響，中空的柱體可以隱蔽地走線，將結構對地形識別模塊的影響降到最低。
[0049]實施例7
[0050]所述機器人底盤兩側上部各有兩組超聲波避障單元，經(jīng)大量實驗驗證得到，所述超聲波避障單元組距地面高度為252-308mm，所述機器人軀干200前方的超聲波避障單元202距地面高度為648-732mm時，機器人能探測到場景中前方和側面的障礙物，做出有效規(guī)避動作。
[0051 ] 實施例8
[0052]所述拾音器205至少有三個，拾音器205相互呈角度設置，所述中間的拾音器面向正前方設置，左側的拾音器與中間拾音器呈40-50度角向左前方設置，右側的拾音器與中間拾音器呈40-50度角向右前方設置。本實施例中，三個朝向不同的拾音器可實現(xiàn)機器人外部語音采集，回聲消除，聲源定位的功能，按照本實施例中拾音器的排列結構，對音源定位分辨效果最佳。
[0053]實施例9
[0054]所述設置拾音器205的平臺207位于機器人軀干200前面上部的超聲波避障單元202的上方，所述機器人頭部500的下方。本實施例中，拾音器設置在一定高度，有利于避開來機器人在移動時來自地面的噪音干擾。
[0055]綜上所述，本發(fā)明提供了一種帶有光電測速模塊的直流電機精準控制移動的機器人，配合分散設計帶有固定配重結構的底盤，使機器人運行平穩(wěn)，通過在機器人底盤前面下部設置紅外線避障單元，前胸、腰部設置超聲波避障單元，配合機器人底盤與機器人軀干之間的地形識別模塊，大大提高了機器人的避障能力，機器人還設置有三個互成角度設置拾音器，實現(xiàn)了機器人外部語音采集、聲源定位、回聲消除的功能，配合機器人頭部前面的觸摸屏顯示器及揚聲器的使用，使機器人更易于與人交流互動。
[0056]此處第一、第二……只代表其名稱的區(qū)分，不代表它們的重要程度和位置有什么不同。
[0057]此處，上、下、左、右、前、后只代表其相對位置而不表示其絕對位置
[0058]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種智能避障機器人，其特征在于:包括機器人底盤、地形識別儀、機器人軀干、機器人頭部、紅外線避障單元和多個超聲波避障單元； 所述機器人底盤底面前部兩側設有驅動輪，底盤底面后部中間設有萬向輪，所述機器人底盤對應兩個驅動輪之間和萬向輪的左右兩側分別設有所述配重塊； 所述機器人底盤上面設有頂蓋，所述頂蓋上設有地形識別模塊，所述地形識別模塊四周設有柱形支撐結構，所述機器人軀干通過柱形支撐結構與所述機器人底盤連接； 所述機器人軀干上部設有平臺，所述平臺上有多個互成角度設置的拾音器； 所述機器人頭部設有連接件，所述機器人軀干通過所述連接件與機器人頭部連接； 所述機器人頭部前面設置有觸摸顯示屏，頭部兩側各設有揚聲器； 所述機器人底盤前面下部設有一個凹槽，所述凹槽中設有紅外線避障單元，所述機器人底盤兩側上部各設有兩組超聲波避障單元，所述機器人軀干前面上部設置有超聲波避障單元。2.如權利要求1所述的智能避障機器人，其特征在于:所述驅動輪由直流電機驅動，所述直流電機內(nèi)置有光電測速模塊。3.如權利要求1所述的智能避障機器人，其特征在于:所述兩個驅動輪之間的配重塊有兩個，分別位于兩個驅動輪的內(nèi)側，靠近機器人底盤底面前部。4.如權利要求1所述的智能避障機器人，其特征在于:所述機器人底盤底部對應配重塊安裝位設有凹槽，所述凹槽中形成有圓柱形容置腔，所述配重塊安裝于所述容置腔中，對應所述凹槽設有蓋板，所述蓋板通過螺釘與所述凹槽固接。5.如權利要求1所述的智能避障機器人，其特征在于:所述頂蓋中設有凹槽，所述地形識別模塊安裝于所述凹槽中，所述地形識別模塊設置高度距地面279-341mm。6.如權利要求1所述的智能避障機器人，其特征在于:所述機器人軀干底部與所述頂蓋之間的間隙為14-15.4mm。7.如權利要求1所述的智能避障機器人，其特征在于:所述柱形支撐結構為腰圓/橢圓形柱體，所述柱形支撐結構以地形識別儀為圓心沿徑向設置，所述柱形支撐結構中間設有用于走線的通孔。8.如權利要求1所述的智能避障機器人，其特征在于:所述機器人底盤兩側上部各有兩組超聲波避障單元，所述超聲波避障單元組距地面高度為252-308mm，所述機器人軀干前面上部的超聲波避障單元距地面高度為648-732mm。9.如權利要求1所述的智能避障機器人，其特征在于:所述拾音器至少有三個，拾音器相互呈角度設置，所述中間的拾音器面向正前方設置，左側的拾音器與中間拾音器呈40-50度角向左前方設置，右側的拾音器與中間拾音器呈40-50度角向右前方設置。10.如權利要求9所述的智能避障機器人，其特征在于:所述設置拾音器的平臺位于機器人軀干前面上部的超聲波避障單元的上方，所述機器人頭部的下方。
【文檔編號】B25J5/00GK106041879SQ201610513597
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】覃爭鳴
【申請人】廣州映博智能科技有限公司