一種新型多功能智能陪護(hù)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于服務(wù)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)計(jì)一種用于室內(nèi)環(huán)境的智能陪護(hù)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著全球人口進(jìn)入老齡化，如何解決老年人的看護(hù)問(wèn)題，已經(jīng)成為各國(guó)政府需要解決的社會(huì)問(wèn)題。陪護(hù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的服務(wù)機(jī)器人，它能完成有益于人類健康的服務(wù)工作，具有靈活、智能，性價(jià)比高等特點(diǎn)，具有巨大的商業(yè)應(yīng)用前景。
[0003]目前國(guó)外研制的陪護(hù)機(jī)器人智能化程度高，人機(jī)交互性好，但是價(jià)格昂貴，限制了陪護(hù)機(jī)器人的普及。而國(guó)內(nèi)陪護(hù)機(jī)器人的研制尚處于起步階段，已有的陪護(hù)機(jī)器人功能簡(jiǎn)單，智能化程度低，尚不能真正實(shí)現(xiàn)老年人陪護(hù)。因此，需要一款低成本的多功能智能陪護(hù)機(jī)器人為空巢或養(yǎng)老院中的老人提供專門陪護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠在室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行自主導(dǎo)航定位的多功能智能陪護(hù)機(jī)器人，以實(shí)現(xiàn)對(duì)空巢老人(含養(yǎng)老院)的陪護(hù)工作。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0006]此多功能智能陪護(hù)機(jī)器人，以成衣模特為載體，包括機(jī)器人機(jī)械本體和置于機(jī)器人機(jī)械本體內(nèi)部的控制系統(tǒng)；所述機(jī)器人機(jī)械本體由移動(dòng)底座，固定在移動(dòng)底座上的機(jī)器人軀干部分，固連在機(jī)器人軀干上的具有兩自由度的頭部，以及左右兩個(gè)六自由度的機(jī)械臂組成；使得機(jī)器人頭部可以實(shí)現(xiàn)俯仰運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)左右兩個(gè)六自由度機(jī)械臂，使得機(jī)器人雙手可以完成很多復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。
[0007]所述機(jī)器人控制系統(tǒng)由主控嵌入式系統(tǒng)，智能語(yǔ)音模塊、舵機(jī)控制模塊組成；各功能模塊與主控嵌入式系統(tǒng)之間通過(guò)CAN總線相連，便于機(jī)器人以后功能的擴(kuò)展。
[0008]本實(shí)用新型提供的機(jī)器人軀干、頭部均采用標(biāo)準(zhǔn)成衣模特，頭部與左右雙臂運(yùn)動(dòng)均采用舵機(jī)控制，控制簡(jiǎn)單，成本低，便于機(jī)器人的普及應(yīng)用。
[0009]本實(shí)用新型提供的機(jī)器人具有自主導(dǎo)航功能。當(dāng)確定工作地點(diǎn)之后，用戶將房屋的戶型參數(shù)導(dǎo)入機(jī)器人嵌入式控制系統(tǒng)，機(jī)器人將自動(dòng)生成工作環(huán)境的全局地圖。在接受到主人語(yǔ)言命令后，機(jī)器人采用最短路徑算法，計(jì)算出到達(dá)目標(biāo)位置的最優(yōu)路徑，并利用自身攜帶的傳感器，完成局部路徑規(guī)劃，最終移動(dòng)到目標(biāo)位置。
【附圖說(shuō)明】
[0010]附圖1是本實(shí)用新型的控制框圖。
[0011]附圖2是本實(shí)用新型的整體示意圖。
[0012]附圖3是本實(shí)用新型的手臂示意圖。
[0013]在上述附圖中，各圖示標(biāo)號(hào)所標(biāo)識(shí)的對(duì)象為:1-頭部；2_雙自由度頸部；3-控制系統(tǒng)；4-軀干；5_移動(dòng)底座；6_鋰電池；7_六自由度機(jī)械臂；8_語(yǔ)首控制系統(tǒng)；9_右機(jī)械手夾持爪；10-右機(jī)械手腕關(guān)節(jié)；11-右手臂小臂；12-右手肘關(guān)節(jié)；13-右手上臂；14-右手肩夫Tl O
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型及其實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]本實(shí)用新型包括機(jī)器人機(jī)械本體和置于機(jī)器人機(jī)械本體內(nèi)部的控制系統(tǒng)。機(jī)器人機(jī)械本體以成品成衣模特為載體，頭部具有裝有兩個(gè)舵機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)俯仰和旋轉(zhuǎn)兩個(gè)自由度；左右手臂由六自由度機(jī)械臂構(gòu)成，采用舵機(jī)控制，控制簡(jiǎn)單；機(jī)器人控制系統(tǒng)由主控嵌入式系統(tǒng)、智能語(yǔ)音模塊、舵機(jī)控制模塊組成。頭部和手臂通過(guò)語(yǔ)音控制系統(tǒng)的語(yǔ)音指令控制其具有兩個(gè)自由度的頸部，實(shí)現(xiàn)俯仰和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；控制具有多個(gè)自由度的手臂，實(shí)現(xiàn)手部動(dòng)作。移動(dòng)底座選用輪式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可選用履帶式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；控制系統(tǒng)能夠依據(jù)預(yù)先輸入的戶型參數(shù)進(jìn)行全局路徑規(guī)劃，并根據(jù)移動(dòng)底座自身攜帶的傳感器進(jìn)行局部路徑規(guī)劃，使其移動(dòng)到預(yù)定位置。主控嵌入式系統(tǒng)與各控制模塊間通過(guò)CAN總線連接，便于機(jī)器人功能的擴(kuò)展。頭部殼體、肩部殼體以及軀干殼體選用成品成衣模特。
[0016]主控嵌入式系統(tǒng)采用ARM單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，與各功能模塊之間通過(guò)CAN總線相連，構(gòu)成主從式控制系統(tǒng)。當(dāng)智能語(yǔ)音模塊收到特定指令時(shí)，主控系統(tǒng)將分析任務(wù)，發(fā)出相應(yīng)指令，控制各功能模塊完成具體的動(dòng)作。
[0017]語(yǔ)音模塊為非特定中文語(yǔ)音識(shí)別模塊，目前最多能儲(chǔ)存90條語(yǔ)音指令，可以播放90條聲音文件，人機(jī)對(duì)話的指令都由用戶實(shí)現(xiàn)設(shè)定。對(duì)話可由語(yǔ)音觸發(fā)，也可由傳感器觸發(fā)。
[0018]移動(dòng)底座上安裝有各類測(cè)距傳感器和觸覺(jué)傳感器，并通過(guò)CAN總線與機(jī)器人主控系統(tǒng)相連，完成導(dǎo)航定位任務(wù)。在特定的工作地點(diǎn)，例如公寓或老人院，將戶型說(shuō)明及家具位置導(dǎo)入系統(tǒng)之后，機(jī)器人將自動(dòng)生成所在公寓的全局地圖，并利用自身攜帶的傳感器完成導(dǎo)航定位任務(wù)。
[0019]當(dāng)主人發(fā)出“我想喝水”語(yǔ)音指令之后，機(jī)器人會(huì)做出“收到”的語(yǔ)音響應(yīng)，同時(shí)將信息傳輸至主控嵌入式系統(tǒng)，主控系統(tǒng)完成任務(wù)解析，計(jì)算出當(dāng)前位置到水瓶存放處的最短路徑，并控制移動(dòng)底座以到達(dá)指定位置。多路舵機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)兩支機(jī)械臂完成裝夾倒水的動(dòng)作后，重新計(jì)算路徑并驅(qū)動(dòng)移動(dòng)底座，將水杯送到主人位置。在喝水的過(guò)程中，可由關(guān)鍵字觸發(fā)語(yǔ)音對(duì)答系統(tǒng)，與主人進(jìn)行對(duì)話。當(dāng)主人發(fā)出“杯子歸位”的指令并將杯子送還給機(jī)器人后，主控系統(tǒng)再次規(guī)劃路線，將杯子放回指定位置。
[0020]機(jī)器人使用的是大容量7.4V鋰電池，機(jī)器人的機(jī)械臂、頸部舵機(jī)及移動(dòng)底座均由該電池提供7.4V電壓；另配5V降壓模塊，將7.4V電壓轉(zhuǎn)換為5V穩(wěn)定直流電壓。主控嵌入式系統(tǒng)、智能語(yǔ)音模塊、舵機(jī)控制模塊均由穩(wěn)壓模塊提供5V電壓供電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能智能陪護(hù)機(jī)器人，包括機(jī)器人機(jī)械本體(4)和置于機(jī)器人機(jī)械本體內(nèi)部的控制系統(tǒng)(3);所述機(jī)器人機(jī)械本體由移動(dòng)底座(5)，固定在移動(dòng)底座上的機(jī)器人軀干部分(4)，固連在機(jī)器人軀干上的頭部(I)和手臂(7)組成；所述機(jī)器人控制系統(tǒng)由主控嵌入式系統(tǒng)，智能語(yǔ)音模塊、舵機(jī)控制模塊組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能陪護(hù)機(jī)器人，其特征是頭部(I)和手臂(7)，通過(guò)語(yǔ)音控制系統(tǒng)(8)的語(yǔ)音指令控制其具有兩個(gè)自由度的頸部(2)，實(shí)現(xiàn)俯仰和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；控制具有多個(gè)自由度的手臂(7)，實(shí)現(xiàn)手部動(dòng)作。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能陪護(hù)機(jī)器人，其特征是移動(dòng)底座(5)選用輪式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可選用履帶式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；控制系統(tǒng)(3)能夠依據(jù)預(yù)先輸入的戶型參數(shù)進(jìn)行全局路徑規(guī)劃，并根據(jù)移動(dòng)底座(5)自身攜帶的傳感器進(jìn)行局部路徑規(guī)劃，使其移動(dòng)到預(yù)定位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能陪護(hù)機(jī)器人，其特征是主控嵌入式系統(tǒng)與各控制模塊間通過(guò)CAN總線連接，便于機(jī)器人功能的擴(kuò)展。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能智能陪護(hù)機(jī)器人，其特征是所述頭部殼體、肩部殼體以及軀干殼體選用成品成衣模特。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型多功能智能陪護(hù)機(jī)器人。本實(shí)用新型的目的在于提供一種室內(nèi)環(huán)境多功能智能陪護(hù)機(jī)器人。本實(shí)用新型包括機(jī)器人控制系統(tǒng)、機(jī)械本體。其特征包括：A、所述機(jī)器人控制系統(tǒng)由主控系統(tǒng)，智能語(yǔ)音模塊及舵機(jī)控制模塊組成，各模塊與主控系統(tǒng)通過(guò)CAN總線連接；B、所述機(jī)械本體由移動(dòng)底座，固定于移動(dòng)底座上方的軀干部分、以及固連在軀干上方的頭部和兩個(gè)6自由度機(jī)械臂組成。本實(shí)用新型主要用于室內(nèi)環(huán)境智能陪護(hù)機(jī)器人。
【IPC分類】B25J11/00, B25J9/18
【公開(kāi)號(hào)】CN204819531
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520378681
【發(fā)明人】王一舒, 蔣冬清, 李三雁, 楊海龍, 郭靜, 侯尚杰, 王正浩, 曹磊, 劉波
【申請(qǐng)人】王一舒, 蔣冬清, 李三雁, 楊海龍, 郭靜, 侯尚杰, 王正浩, 劉波, 曹磊
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年6月5日