电力营业厅智能服务机器人装置的制作方法

本实用新型属于服务型机器人领域，尤其涉及一种电力营业厅智能服务机器人装置。

背景技术：

电力营业厅服务机器人用于引导用户进行业务办理，现有的营业厅服务机器人多为语音应答模式，有些带有显示器的也是触屏显示器与语音分开控制，语音应答无法结合触屏交互进行应答，使得机器人看上去死板，用户体验差。

在现有技术中，电力营业厅服务机器人均为固定设置，这对电力营业厅的建筑和装修布局要求较高，如果布局不合理，或服务区、服务窗口有较大调整，导致用户排队、等待或进入营业厅的位置远离服务机器人，则该服务机器人的设置位置则可能变得不适合前来办理服务的用户。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题和空白，本实用新型采用以下技术方案：

一种电力营业厅智能服务机器人装置，其特征在于，包括：设置在机器人本体上的：Android一体机、STM32单片机、消息互动模块组、表情模块组、识别模块组和移动模块组；所述消息互动模块组包括：分别连接Android一体机的语音输入模块、触屏输入模块、显示屏和音响；所述表情模块组包括：连接STM32单片机的显示灯组；所述识别模块组包括：连接STM32单片机的激光传感器和摄像头；所述移动模块组包括：分别连接树莓派控制器的电源监测模块、激光雷达、超声波传感器和驱动电机；所述Android一体机和STM32单片机通过蓝牙通信；所述STM32单片机通过串口连接树莓派控制器；所述Android一体机连接云端服务器。

优选地，所述语音输入模块设置在机器人本体的头顶；所述摄像头和显示灯组设置在机器人本体的面部；所述触屏输入模块和显示屏集成在一设置在机器人本体的胸前的触屏显示器上；机器人本体的胸前还设置有所述激光传感器和音响；所述机器人本体的底部设置有底盘，所述底盘上设置有连接驱动电机的多个驱动轮和至少一个万向轮；所述移动模块组设置在底盘上；所述超声波传感器有多个，分布在底盘的周部。

优选地，所述底盘上还设置有充电插口和电源开关。

优选地，所述机器人本体的头部两侧、身体两侧、所述触屏显示器的下部、所述激光雷达的上部分别设置有与STM32单片机连接的LED灯带。

本实用新型是对现有技术的优化和改进，在充分利用现有资源的基础上通过合理的装置重组、调整和增设，实现了大幅提升服务品质的效果，具体为：1、能够视、听两个维度协同的输入、输出功能，使服务机器人的服务功能更加丰富、便捷，满足用户的多元化需求；2、机器人能根据交互的情感信息作出不同表情，提升了用户感知和服务体验；3、机器人可以自动完成对给定点的移动以及返回充电，解决了目前电力营业厅服务机器人位置调整不便的问题，节约了办理服务用户的时间成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：

图1是本实用新型实施例装置整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例装置安装位置示意图；

图3是本实用新型实施例装置电路连接示意图；

图4是本实用新型实施例使用场景中的的移动模块组工作流程示意图；

图5是本实用新型实施例使用场景中的的工作状态流程示意图；

图中：1-语音输入模块；2-摄像头；3-显示灯组；4-触屏显示器；5-激光传感器；6-音响；7-激光雷达；8-超声波传感器；9-LED灯带；10-电源开关；11-充电插口；12-驱动电机。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：

如图1所示，本实用新型实施例装置包括：设置在机器人本体上的：Android一体机、STM32单片机、消息互动模块组、表情模块组、识别模块组和移动模块组；所述消息互动模块组包括：分别连接Android一体机的语音输入模块1、触屏输入模块、显示屏和音响6；所述表情模块组包括：分别连接STM32单片机的显示灯组3和LED灯带9；所述识别模块组包括：连接STM32单片机的激光传感器5和摄像头2；所述移动模块组包括：分别连接树莓派（raspbian）控制器的电源监测模块、激光雷达7、超声波传感器8和驱动电机12；所述Android一体机和STM32单片机通过蓝牙通信；所述STM32单片机通过串口连接树莓派控制器；所述Android一体机连接云端服务器。特别的，激光传感器5采用GY-VL53L0X。

如图2所示，语音输入模块1设置在机器人本体的头顶；摄像头2和显示灯组3设置在机器人本体的面部；触屏输入模块和显示屏集成在一设置在机器人本体的胸前的触屏显示器4上；机器人本体的胸前还设置有激光传感器5和音响6；机器人本体的底部设置有底盘，底盘上设置有连接驱动电机12的2个驱动轮和2个万向轮；激光雷达7设置在底盘的上部；超声波传感器8有4个，分布在底盘的周部，其中3个设置在底盘的前部，1个设置在底盘的后部。LED灯带9分布在机器人本体的头部两侧、身体两侧、触屏显示器4的下部、激光雷达7的上部。底盘上还设置有充电插口11和电源开关10。

如图3所示，连接关系方面，在本实施例中，语音输入模块1通过HTTP连接云端服务器，通过WIFI连接Android一体机，采用5V电压供电；音响6为采用5V电压供电的小型音响；Android一体机采用12V电压供电，也通过HTTP连接云端服务器。

STM32单片机的串口PA2/3接入3.3V电压供电的蓝牙模块，与Android一体机实现蓝牙通信；经串口PB10/11接5V电压供电的STM32专用适配的摄像头2；经模拟IIC PB8/9口接3.3V电压供电的激光传感器5；经串口PC10/11接设置在底盘内的树莓派控制器；经串口PA9/10接5V电压供电的显示灯组3；经IO口：PD10/11以及PWM：PA0/1口接LED灯带9。

此外，本实施例中的移动模块组基于360度激光雷达7，树莓派控制器通过ROS机器人操作平台和即时定位建图（SLAM）算法，提供厘米级别的定位和地图精度、同步获取位置和地图，通过智能路径导航D*算法以及TEB优化方案，进行规划路径并进行障碍物规避导航。

如图4所示，本实施例装置的使用场景中的，当启动并初始化完成或电源监测模块检测到电量低时，移动模块组开始工作，其特征在于，包括以下步骤；

步骤A1：激光雷达7扫描周围环境，确定移动目的地，完成路径规划；

步骤A2：驱动电机12控制驱动轮和万向轮带动机器人本体的移动；

步骤A3：激光雷达7实时确定与目的地的相对位置，完成路径规划的更新；超声波传感器8对路障进行实时测距，以进行辅助避障；

步骤A4：到达目的地，当目的地不是充电点时，进入工作模式；当目的地为充电点时，控制底盘上的充电插口11对准电源，接入电源后关机。当充电完成之后，可重新启动。

如图5所示，本实施例装置的工作模式包括以下步骤：

步骤B1：消息互动模块组启动并完成初始化，之后进入休眠状态；

步骤B2：当激光传感器5感测到物体接近时，摄像头2开启，并进行人脸识别，当识别到人脸时，执行步骤B3；

步骤B3：语音输入模块1被唤醒，同时触屏显示器4点亮；

步骤B4：根据语音输入信息和/或触屏输入信息，Android一体机通过云端服务器的事件响应在触屏显示器4进行信息更新和/或通过音响6进行语音输出；

具体地，触屏点击可以出发相应事件，进行界面更新；语音输入时进行语义理解，分析出对应的事件，给出语音答复，同更新屏幕界面。Android一体机和云端服务器的交互方式包括顺序执行的逻辑判断和事件匹配。

步骤B5：当预设的时间内（两分钟），无有效语音输入信息和触屏输入信息时，重新进入休眠状态。

其中，休眠状态时，显示灯组3和LED灯带9处于熄灭状态。

执行步骤B3时，显示灯组3发出交互状态开启的表情提示。

执行步骤B4时，显示灯组3根据不同类型的事件响应发出不同类型的表情提示。

在本实施例中，语音识别带有各个标签，如环境、事件、情感等，例如“我要新装电表”，经Android一体机语义理解后，得出“环境”标签为“用电业务”，“事件”为“新装电表”，即可给出相应的答复；例如“谢谢你”，语义理解后，得出“环境”为“日常问答”，“情感”为“高兴”，面部灯板可以根据请感标签作出不同的表情。

在本实施例中，显示灯组3采用2块低功耗8*8的LED点阵灯板，预先对表情进行点阵编码，对每组表情编码进行编号并存储在STM32单片机中，当分析出不同的情感标签，对显示灯组3发送对应的编号，即可做出相应的表情。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的电力营业厅智能服务机器人装置，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。