一种服务型机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，特别涉及一种服务型机器人。

背景技术：

服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它的应用范围很广，可以从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。

针对展厅产品展示的应用场景，传统的展示方法是通过纸质宣传单、宣传册或者通过荧幕播放宣传片来实现，缺乏互动性；如果想要对产品有更多的了解，除了通过咨询现场人员的途径外，没有其他有效途径可以获取信息。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种服务型机器人，能够通过人机交互系统与机器人产生互动，获取更多产品信息；机器人可以进行移动，在设定范围内来回运动，满足产品宣传需求；机械臂可以进行简单的摇臂运动，使操作者更好的操作，并且可以通过改变执行末端结构来实现多种功能。

本实用新型公开了一种服务型机器人，包括两组机械臂机构、行走机构、人机交流机构、用于连接各机构的躯干机构和用于供电的电源机构；

躯干机构为一中空外壳，两相对侧面开有供机械臂机构伸出的安装孔；

机械臂机构包括连接件、可绕自身一端旋转的摇臂、可绕自身一端旋转的执行末端、驱动摇臂旋转的摇臂驱动装置、驱动执行末端旋转的执行驱动装置；

摇臂驱动装置的固定端位于躯干机构内部，活动端穿过所述安装孔伸出躯干机构；连接件一端固定在躯干机构的内部，另一端固定有摇臂驱动装置的固定端；摇臂一端与摇臂驱动装置的活动端连接，另一端与执行驱动装置的固定端连接；执行驱动装置的活动端与执行末端连接；

行走机构安装在躯干机构的下方；

人机交流机构包括麦克风、喇叭、触摸屏、摄像头、红外感应器和电路板；麦克风、喇叭、触摸屏、摄像头布置在所述躯干机构的正面，布置有信息处理模块的中央处理电路板安装在躯干机构内部，机械臂机构、红外感应器、摄像头、麦克风、喇叭、触摸屏幕分别与信息处理模块连接；

电池模块安装在躯干机构内部，分别与机械臂机构、行走机构、人机交流机构连接。

优选的实施方式，摇臂驱动装置包括摇臂伺服电机和谐波传动减速器，所述连接件为具有两个相互垂直侧板的L型连接件，L型连接件一侧板固定在所述躯干机构内，另一侧板固定有摇臂伺服电机本体；谐波传动减速器的刚性齿轮固定在L型连接器摇臂伺服电机固定面的相对面上；摇臂伺服电机转轴穿过 L型连接件，与谐波传动减速器的波发生器内孔连接；摇臂谐波传动减速器的柔性齿轮固定在摇臂的根部端上。

优选的实施方式，执行驱动装置包括执行伺服电机，执行伺服电机本体固定在执行末端上，转轴与摇臂末端连接固定。

优选的实施方式，行走机构为三轮机构，其中包括两组主动轮装置和一组万向轮装置，所述主动轮装置包括移动伺服电机和主动轮；万向轮装置包括万向节和从动轮；两组主动轮装置互相平行安装在躯干机构的下方；万向轮装置安装在躯干机构的下方，安装位置不在两组主动轮装置的主动轮连线上；所述主动轮、万向轮底面在同一水平面上。

优选的实施方式，在躯干机构的上方，还安装有仿真人体头部的头部外壳，所述喇叭、摄像头、红外感应器安装在头部外壳内。

优选的实施方式，麦克风安装在触摸屏幕内部，所述触摸屏幕安装在其中一组机械臂机构的执行末端上。

优选的实施方式，执行末端上安装有末端旋转臂，所述末端机械臂包括末端伺服电机、末端机械臂、末端连接件，末端伺服电机本体固定在执行末端上，末端机械臂根部端与伺服电机转轴连接，可绕末端机械臂外伸端末端转动的末端连接件安装在末端机械臂外伸端末端。

该服务型机器人具有移动、人机语音交互、触屏控制显示交互、展示产品等功能，适用于展厅使用场景，具有良好的互动性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例的服务型机器人三维示意图；

图2是本实用新型实施例的躯干机构剖面视图；

图3是本实用新型实施例的摇臂机构三维示意图；

图4是本实用新型实施例的摇臂机构零件爆炸视图；

图5是本实用新型实施例的谐波减速传动器的示意图；

图6是本实用新型实施例的的移动机构透视正视图；

图7是本实用新型实施例的的驱动轮装置的结构示意图；

图8是本实用新型实施例的的万向轮装置的结构示意图；

图9是本实用新型实施例的头部机构透视三维示意图；

图10是本实用新型实施例的机构连接关系示意图；

图11是本实用新型实施例的加装末端机械臂的摇臂机构示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实施例的服务型机器人三维图，该服务型机器人包括有躯干机构101、第一机械臂104、第二机械臂102、头部外壳103、行走机构105。

图2示出了本实施例的躯干机构剖视图，躯干结构101为一个中空外壳结构，材料可以选用铝板、钢板组装而成，躯干结构101内部下端固定有电源模块204，电源模块布置在下方的好处是可以降低该机器人的重心，提高稳定性。

在躯干机构101内壁上固定有电路板202，上端内壁上固定有L型连接板 201，摇臂伺服电机203为第二机械臂102的摇臂伺服电机；摇臂伺服电机203 的本体固定在所述L型连接板的一面上，并且处于躯干机构101内部，转轴通过躯干机构101侧板的开孔伸出躯干机构101外置。

第一机械臂104和第二机械臂102结构一致，对称布置在躯干机构101 的两侧面上，图3示出了机械臂的三维示意图，图4示出了机械臂的零件爆炸示意图，为了更清楚的表达结构关系，紧固件在图中省略。机械臂102包括摇臂伺服电机203、L型连接板201、连接板一402、谐波传动减速器402、连接板二404、传动臂405、连接板三406、连接板四407、执行末端408、执行伺服电机409。

图5示出了谐波传动减速器的结构示意图，谐波传动减速器包括带有内齿圈的刚性齿轮501、带有外齿圈的柔性齿轮503、波发生器502；工作原理为依波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动；作为减速器使用时，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出的形式，具有减速比高、精度高、安装简便、体积小、重量轻转矩容量高等特点。

机械臂各个零件的连接关系如下：L型连接板401具有两相互垂直的侧板，一侧板固定在所述躯干机构101的内壁上，另一侧板上固定有驱动伺服电机 203本体；连接板一402与L型连接板401紧固一体，摇臂伺服电机203的转轴穿过L型连接板401和连接板一402，与谐波传动减速器403的波发生器连接，摇臂谐波传动减速器403的刚性齿轮固定在连接板一402的一面上，连接板一404与摇臂405紧固一体；加固板403两面分别与连接板一404与摇臂谐波传动减速器402的柔性齿轮连接一体；连接板二406与摇臂405紧固一体，连接板四407与执行末端408连接，执行伺服电机409的转轴穿过执行末端 408和连接板四407，与连接板三406连接一体，执行伺服电机409本体固定在执行末端408上。

工作时，摇臂405能绕着L型连接板401转动；执行末端408能绕着摇臂 405的外伸端末端转动。

图6示出了行走机构的正视图，图7示出了主动轮装置的结构示意图，图 8示出了万向轮的结构示意图，行走机构包括主动轮装置一601、主动轮装置二602、万向轮装置603，主动轮装置一601和主动轮装置二602包括移动驱动电机701、主动轮702；万向轮装置603包括万向节801、从动轮802；所述移动驱动电机701本体固定在行走机构外壳内部，转轴与主动轮702连接；所述万向节801的根部固定在行走机构外壳上方，外伸分叉端穿过从动轮802 的转轴孔位置。

工作时，两组主动轮装置用于控制机器人运动速度和运动方向，万向轮装置起支撑负载平衡作用。

图9示出了头部机构的透视图，头部外壳103固定在躯干结构101的上方，设置有两个仿真眼睛和嘴巴的孔位，内部固定有头部电路板902，头部电路板 902上安装有摄像头901和红外感应器903，摄像头901主要用于捕捉该机器人前方画面，红外感应器903则用于感应前方障碍情况，用于避障；头部电路板902还固定有一喇叭904用于发声。

如图1该实施例机器人的三维结构示意图所示，触摸屏幕106固定在机械臂102的执行末端上，机械臂104的执行末端用于展示产品。触摸屏幕106 具有三个功能，一是用于显示信息，二是用来进行机器人的操作，三是用来按照设定的程序对产品进行操作。通过摄像头901捕捉位于机器人前方使用者的位置，机械臂将触摸屏幕调整到适合使用者使用的合适高度和角度，使用者可以根据需求通过触摸屏进行相关的操作指令；也可以用语音跟该实施例机器人交流。

图10示出了中央处理电路板、电源机构与各机构之间的连接关系。中央处理电路板202上布置有信息处理模块，机械臂机构102、红外感应器903、摄像头904、麦克风、喇叭904、触摸屏幕106分别与信息处理模块连接；电源模块204与各用电零件之间进行连接。

图11示出了工作末端加装末端机械臂的结构示意图，实际工作中，可能还需要一个旋转自由度用于产品展示，末端机械臂包括执行末端408、伺服电机1001、机械臂1002、末端连接件1003，伺服电机1001固定在执行末端408 上，用于驱动机械臂1002绕转轴作旋转运动，末端连接件1003可以绕着机械臂1002的一端旋转，用于调整展示产品的角度。

在实际应用中，针对展示产品的不同，执行器末端还可以安装各种控制产品的机械臂或连接器。

本实用新型实施例的服务机器人运动过程如下：设定程序完毕后，该器人可以在指定范围内往复运动，运动过程中，红外感应器随时监测运动前方障碍并即使控制行走机构的状态；当有使用者需要使用时，自动停止行走机构的运动，通过摄像头和红外感应器确定使用者位置，通过机械臂调整触摸屏和产品位置，使其符合使用者的使用需求；使用者可以通过触摸屏幕和语音系统与该实施例机器人进行交互，机器人通过触摸屏幕和喇叭反馈信息；使用者还可以设定的程序，控制另一只机械臂上的执行末端，进行产品的操作和展示。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。