专利名称：远程替身服务机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种远程替身服务机器人。
背景技术：
远程替身服务机器人是一种基于互联网的远程控制机器人。其主要目的是通过互联网，使机器人成为远程操作人员在室内的替身。通过机器人与室内其他人员进行更加主动，人性化地交流。国际同类研究和产品已经出现。来自ANYB0TS的替身机器人QB采用先进的硬件设备，能够在你无法赶到办公室参加下一场会议时能够代表你出席，或者代替一家公司虚拟地出席一个在偏远位置举办的活动。但是其本质上是一个有轮子的远程会议系统，替身服务功能的临场感觉具有一定的局限，使用者只能通过按键控制轮子的移动，无法让它模拟人类手臂的动作以增强其它功能。因此，替身机器人QB使用范围就被缩小了，同时由于其成本价高达15000美金也使它的性价比及可推广性都受到了限制。在日本大阪大学，石黑浩教授开发的“双子机械人”则是一种专属替身机器人，机器人可模拟使用者面部表情， 并反映在机器人的面部。但其成本较高，同时制作这种完全类人的机器人，容易掉入机器人技术专家所称的“诡异之谷”(Uncanny Valley)的困扰中，因此这种设计方式在当前社会的推广受到了一定的局限，实用性差。还有就是现有的机器人不具备测量距离的功能，这样就容易损坏机器人。
发明内容本实用新型的目的是提供一种远程替身服务机器人，解决了机器人中存在的功能单一、互动性差、通用性差、实用性差、容易损坏的问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种远程替身服务机器人，包括载体，载体下设置有行走机构，载体上还设置有显示模块、多媒体采集模块、无线信号传输装置、机械手臂、 超声波测距传感器、红外测距传感器与电路控制部分；超声波测距传感器设置在载体正面； 红外测距传感器为两个，分别设置在载体两个侧面；电路控制部分由机器人中央管理模块、 机械手臂控制模块、行走模块、电源模块构成，机器人中央管理模块分别与显示模块、多媒体采集模块、机械手臂控制模块、行走模块、电源模块、超声波测距传感器、红外测距传感器连接。本实用新型的特征还在于，行走机构为车轮或履带。中央管理模块选用Mini270型低功耗工控机。机械手臂由5个MG995型大扭矩舵机与塑料U型模具组成。行走模块由单片机以及HDMM06电机驱动模组构成。红外测距传感器由红外发射与接收管构成。本实用新型的远程替身服务机器人通过采集操作人员的面部图像和语音信息，并实时传送到机器人头部的显示器上；外部的遥控设备可以让机器人手臂模拟操作人员的手部的动作，使得操作人员可以在室内进行工作，增强了互动性和实用性。同时通过机器人的多媒体采集模块采集室内人员的图像、声音信息，并通过无线信号传输装置反馈给操作人员，从而实现远程的操作人员通过替身机器人与室内人员的互动。远程替身服务机器人可以完成远程交流，远程看护，远程监控，替代出席等任务。远程替身机器人为相隔两地的使用者提供了一种更加亲切，更加主动，互动性更强的社交方式。且通过超声波测距传感器12 与红外测距传感器13测距，避免了机器人的碰损。
图1是本实用新型远程替身服务机器人的结构示意图。图2是本实用新型远程替身服务机器人的电路结构示意图。图中，1.载体，2.行走机构，3.电路控制部分，4.显示模块，5.多媒体采集模块， 6.无线信号传输装置，7.机械手臂，8.机器人中央管理模块，9.机械手臂控制模块，10.行走模块，11.电源模块，12.超声波测距传感器，13.红外测距传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型的远程替身服务机器人的结构，如图1所示，包括载体1，载体1下设置有行走机构2，行走机构2可以为车轮或履带，载体1上还设置有显示模块4、多媒体采集模块5、无线信号传输装置6、机械手臂7、超声波测距传感器12、红外测距传感器13与电路控制部分3。其中，机械手臂7设置两条；超声波测距传感器12设置在载体1的正面；红外测距传感器13设置有两个，分别设置在载体1两个侧面。本实用新型远程替身服务机器人的电路结构如图2所示，电路控制部分3由机器人中央管理模块8、机械手臂控制模块9、行走模块10、电源模块11构成。其中，机器人中央管理模块8分别连接至显示模块4、多媒体采集模块5、机械手臂控制模块9、行走模块10、 电源模块11、超声波测距传感器12、红外测距传感器13。本实用新型中机器人中央管理模块8选用Mini270低功耗工控机作为系统的管理核心，平均功耗只有12W。Mini270低功耗工控机采用htel Atom N270 1.6GHz处理芯片， Intel 945GSE+ICH7-M架构的芯片组，在保持移动所需的低功耗同时，仍然具有很强的运算处理能力。机器人中央管理模块8通过串口连接行走模块10和机械手臂控制模块9。通过通用串行总线连接多媒体采集模块5，通过VGA和通用串行总线连接显示模块4。在机器人中央管理模块8进行后台大量数据的处理工作。本实用新型中电源模块11采用免维护固体铅蓄电池作为机器人的电力来源，其中固体铅蓄电池共设置两组，其中第一组采用两块12V、2. 2A的电池串联构成MV电源，一部分直接作为电路控制部分的供电来源，另外一部分通过LM2576稳压芯片稳定为5V后作为机械手臂7电机的供电来源。另一组采用两块12V、4. 5A的电池并联构成一个大容量的 12V电源，通过升降电压模组稳定的将12V电压输出，此电压再并联两路，其中一路给系统的工控机供电，另外一路通过ASM1117稳压芯片后输出3. 3V电压，给机器人的行走模块10 供电。设计两组无直接连接的电源的目的是为了防止数字电与模拟电之间互相影响。[0021]本实用新型中显示模块4采用10英寸液晶显示器，从而显示远程操作人员面部信肩、ο本实用新型中多媒体采集模块5采用USB视频采集设备将视频、音频信息传输至机器人中央管理模块8，经处理后通过无线信号传输装置6传送至远程操作人员的计算机进行显示。本实用新型中机械手臂7由5个TowerPro MG995大扭矩舵机与数块长度不同的塑料U型模具组成。根据人体手臂动作的综合分析，将一些提前设定好的动作存储在机械手臂控制模块9中，通过上位机发来的控制信息并且综合存储器中的手臂常用动作来模拟使用者的手臂动作。本实用新型中行走模块10通过AVR ATMega 1 单片机以及NISI公司的HDMM06 电机驱动模组控制机器人的行走。HDM2406电机驱动器的最大耐压为^V，平均承载总电流为6A。红外测距传感器13由红外发射与接收管构成，可以通过红外测距传感器13上面的滑动变阻器调节开关的阈值。两个红外测距传感器13与一个超声波测距传感器12可以对于前左右三个方向的距离的进行测量，同时还可以防止碰撞。本实用新型的远程替身服务机器人工作过程是，当远程操作人员操作机器人时， 通过无线通信方式进行远程大数据量传输；行走机构2带动机器人行走，并且通过超声波测距传感器12与红外测距传感器13测距，机器人中央管理模块8控制机械手臂7活动，从而达到形体交流的效果。多媒体采集模块5将采集到的信息通过无线传输给远程计算机， 工作人员再对机器人进行控制。机器人本身下层服务与上层服务通过串口相连接。所有模块均独立进行运算与处理，中央机器人对于下位机只起到管理与转发的作用。因此所有模块都可以进行拆解使用，当只需要某些功能时不必开启全套系统，提高了各终端的独立性。 操作人员在计算机上安装摄像头后，机器人的显示模块还可以显示操作人员的面部。操作人员可以使用键盘控制远程替身服务机器人，也可由特殊控制器完全控制。
权利要求1.一种远程替身服务机器人，其特征在于，包括载体(1 )，载体(1)下设置有行走机构 (2)，所述载体(1)上还设置有显示模块(4)、多媒体采集模块(5)、无线信号传输装置(6)、 机械手臂(7)、超声波测距传感器(12)、红外测距传感器(13)与电路控制部分(3)；超声波测距传感器(12)设置在载体(1)正面；所述红外测距传感器(13)为两个，分别设置在载体 (1)两个侧面；所述电路控制部分(3)由机器人中央管理模块(8)、机械手臂控制模块(9)、 行走模块(10)、电源模块(11)构成，所述机器人中央管理模块(8)分别与显示模块(4)、多媒体采集模块(5)、机械手臂控制模块(9)、行走模块(10)、电源模块(11)、超声波测距传感器(12 )、红外测距传感器(13 )连接。
2.根据权利要求1所述的远程替身服务机器人，其特征在于，所述行走机构(2)为车轮或履带。
3.根据权利要求1所述的远程替身服务机器人，其特征在于，所述中央管理模块(8) 选用Mini270型低功耗工控机。
4.根据权利要求1所述的远程替身服务机器人，其特征在于，所述机械手臂(7)由5个 MG995型大扭矩舵机与塑料U型模具组成。
5.根据权利要求1所述的远程替身服务机器人，其特征在于，所述行走模块(10)由单片机以及HDMM06电机驱动模组构成。
6.根据权利要求1所述的远程替身服务机器人，其特征在于，所述红外测距传感器 (13)由红外发射与接收管构成。
专利摘要本实用新型公开了一种远程替身服务机器人，载体下设置有行走机构，载体上设置有显示模块、多媒体采集模块、无线信号传输装置、机械手臂、超声波测距传感器、红外测距传感器与电路控制部分；超声波测距传感器设置在载体正面；红外测距传感器为两个，分别设置在载体两个侧面；电路控制部分由机器人中央管理模块、机械手臂控制模块、行走模块、电源模块构成，机器人中央管理模块分别与显示模块、多媒体采集模块、机械手臂控制模块、行走模块、电源模块、超声波测距传感器、红外测距传感器连接。本实用新型的远程替身服务机器人，解决了机器人中存在的功能单一、互动性差、通用性差、实用性差、容易损坏的问题。
文档编号B25J19/00GK202137761SQ20112019074
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者杨少毅, 褚智威 申请人:褚智威