宠物陪伴训练型家庭机器人

1.本实用新型涉及宠物陪伴训练设备，特别是一种宠物陪伴训练型家庭机器人。


背景技术：

2.随着我国社会的发展经济水平的提高，宠物市场也日渐繁荣。但是目前国内家养宠物的管理、培训、教育基本处于空白状态，大量宠物饲养者对宠物的管理颇为头疼。
3.目前国内外提出的宠物陪伴训练装置多具有摄像头及通讯模块、自动喂食机构，通过远程音、视频实现主宠沟通，进行无人情况下宠物食物的投放，实现陪伴或训练家庭宠物的功能。但是现有的宠物陪伴训练装置功能相对较为单一，无法从根本上发挥训练及陪伴的作用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种宠物陪伴训练型家庭机器人，其可以全自动工作，实现了无人情况下的宠物陪伴以及对宠物的训练，大大提高了机器人的安全性和场景适用性。
5.本实用新型的技术方案是：一种宠物陪伴训练型家庭机器人，其中，包括发射装置、回收装置、运输装置、零食奖励装置和智能装置，发射装置、回收装置、运输装置、零食奖励装置均设置在智能装置上；
6.所述发射装置包括弹簧发射机构和俯仰角调节机构，弹簧发射机构的后端与俯仰角调节机构的上端连接，回收装置包括回收槽机构和机械手抓取机构，回收槽机构位于弹簧发射机构的下方，机械手抓取机构位于回收槽机构的一侧，运输装置包括弹仓和圆筒外壳，弹仓位于回收槽机构的下方，圆筒外壳位于弹仓的后端一侧，圆筒外壳底部的小球入口与弹仓的后端连通，圆筒外壳上部的小球出口与弹簧发射机构连接。
7.本实用新型中，所述弹簧发射机构包括电机ⅰ、半齿轮ⅰ、齿条ⅰ、碰撞杆、炮筒和平台ⅰ，电机ⅰ设置在平台ⅰ的后端，炮筒设置在平台ⅰ的前端，电机ⅰ的输出轴与半齿轮ⅰ的中心轴连接，半齿轮ⅰ的上方设有齿条ⅰ，半齿轮ⅰ与齿条ⅰ之间相互啮合，碰撞杆的后端与齿条ⅰ的上表面固定连接，碰撞杆的前端伸入炮筒内，碰撞杆的后端固定有连接件ⅱ，对应的在炮筒的后表面固定有连接件ⅰ，连接件ⅱ和连接件ⅰ之间连接有弹簧。
8.所述俯仰角调节机构包括电机ⅱ、滚珠丝杠ⅰ、升降平台ⅰ和连接架，滚珠丝杠ⅰ位于电机ⅱ的上方，且滚珠丝杠ⅰ与电机ⅱ的输出轴连接，滚珠丝杠ⅰ的上部穿过升降平台ⅰ，升降平台ⅰ与其上方的外螺母固定连接，外螺母与滚珠丝杠ⅰ之间螺纹连接，升降平台ⅰ与滚珠丝杠ⅰ之间通过键连接，升降平台ⅰ的对应的两侧面分别固定有升降杆，升降杆分别滑动设置在连接架的滑动长槽内，连接架位于升降平台ⅰ的外侧，且与平台ⅰ的后侧端面固定连接。
9.所述回收槽机构包括回收槽体、齿条、齿轮和滑轨ⅰ，回收槽体的前端呈开口状，回收槽体的后部固定有数个齿条，齿条分别与齿轮啮合传动，两齿条的中部设有滑动凸起和
滑轨ⅰ，滑动凸起的一端与回收槽体的后部固定连接，滑轨ⅰ位于滑动凸起的上方，滑轨ⅰ的顶部表面与平台ⅰ的底部表面固定连接，滑轨ⅰ内设有滑槽，滑动凸起滑动设置在滑槽内。
10.优选的，所述滑动凸起的截面形状为倒燕尾形，滑轨ⅰ内滑槽的截面形状对应的呈燕尾形。
11.所述机械手抓取机构包括机械臂、机械手、主齿轮ⅰ、从齿轮ⅰ和数个电机，机械臂的左右两侧分别通过连杆ⅰ与机械手铰接，机械臂内设有电机ⅲ，电机ⅲ的输出轴与丝杠ⅰ的一端传动连接，丝杠ⅰ的另一端设有丝杠螺母，丝杠螺母的两端分别通过连杆ⅱ与连杆ⅰ连接，从齿轮ⅰ设置在壳体内，从齿轮ⅰ通过轮毂与壳体固定连接，壳体与机械臂固定连接，从齿轮ⅰ与主齿轮ⅰ之间啮合传动，主齿轮ⅰ与电机
ⅴ
的输出轴传动连接，机械臂设置在丝杠的上部，丝杠的底部与电机ⅳ的输出轴传动连接。
12.所述运输装置还包括推杆、升降平台ⅱ和滑轨ⅱ，弹仓的前端位于回收槽体的下方，回收槽体的底部设有开口，弹仓呈前高后低的倾斜状，圆筒外壳的底部设有小球进口，弹仓的一侧与圆筒外壳的小球进口连通，对应的在弹仓的另一侧设有推杆，升降平台ⅱ位于圆筒外壳内，滚珠丝杠ⅱ穿过升降平台ⅱ，滚珠丝杠ⅱ与电机ⅵ的输出轴传动连接，圆筒外壳的顶端设有限位开关，圆筒外壳的上部设有小球出口，炮筒上设有小球进口，圆筒外壳的小球出口通过滑轨ⅱ与炮筒的小球进口连接。
13.所述零食奖励装置包括零食缸，零食缸的下部设有曲柄滑块机构，零食缸的底部设有零食出口，曲柄滑块机构包括电机、曲柄、连杆和滑块，电机的输出轴依次通过曲柄、连杆与滑块连接，初始状态时滑块位于零食出口处。
14.所述智能装置包括驱动轮、从动轮、车底盘、车体外壳，车底盘的前侧对称设置两个从动轮，车底盘的后侧对称设置两个驱动轮，车底盘的前端安装有超声波传感器和语音模块。发射装置、回收装置、运输装置、零食奖励装置均设置在车底盘上，发射装置、回收装置、运输装置、零食奖励装置的外侧设有车体外壳，车体外壳固定在车底盘上，车体外壳上对称设置有两摄像机。
15.本实用新型的有益效果是：
16.(1)实现无人情况下的宠物捡球训练，能够有效缓解空巢宠物缺少陪伴和训练的情况；
17.(2)通过该机器人实现宠物训练陪伴的同时，通过机器人上安装的摄像头，能够方便宠物主人远程掌握宠物的情况；
18.(3)结构简单，定位方便，易于驱动，稳定性高，执行效率高，安全性高。
附图说明
19.图1是本实用新型的俯视结构示意图；
20.图2是本实用新型的主视结构示意图；
21.图3是本实用新型的左视结构示意图；
22.图4是发射装置的立体结构示意图；
23.图5是发射装置的主视结构示意图；
24.图6是俯仰角调节机构的剖视结构示意图；
25.图7是回收槽机构的立体结构示意图；
26.图8是回收槽机构的俯视结构示意图；
27.图9是机械手抓取机构的立体结构示意图；
28.图10是机械手抓取机构的俯视结构示意图；
29.图11是运输装置的立体结构示意图；
30.图12是运输装置的俯视结构示意图；
31.图13是零食奖励装置的内部结构示意图；
32.图14是智能装置的内部结构示意图；
33.图15是车体外壳的结构示意图。
34.图中：1发射装置；1-1电机ⅰ；1-2半齿轮ⅰ；1-3齿条ⅰ；1-4连接件ⅰ；1-5连接件ⅱ；1-6弹簧；1-7碰撞杆；1-8炮筒；1-9平台ⅰ；1-10电机ⅱ；1-11滚珠丝杠ⅰ；1-12 升降平台ⅰ；1-13升降杆；1-14连接架；2回收装置；2-1回收槽体；2-2滑轨ⅰ；2-3齿条； 2-4齿轮；2-5机械臂；2-6机械手；2-7丝杠ⅰ；2-8丝杠ⅱ；2-9主齿轮ⅰ；2-10从齿轮ⅰ；2-11电机ⅲ；2-12电机ⅳ；2-13电机
ⅴ
；3运输装置；3-1弹仓；3-2推杆；3-3电机ⅵ；3-4滚珠丝杠ⅱ；3-5升降平台ⅱ；3-6圆筒外壳；3-7限位开关；3-8滑轨ⅱ；4零食奖励装置；4-1电机；4-2曲柄；4-3连杆；4-4滑块；4-5零食缸；4-6零食出口；5智能装置； 5-1超声波传感器；5-2摄像机；5-3语音模块；5-4驱动轮；5-5从动轮；5-6车底盘；5-7 车体外壳。
具体实施方式
35.为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
36.在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
37.如图1至图3所示，本实用新型所述的宠物陪伴训练型家庭机器人包括发射装置1、回收装置2、运输装置3、零食奖励装置4和智能装置5，发射装置1、回收装置2、运输装置3、零食奖励装置4均设置在智能装置5上。
38.如图14和图15所示，智能装置包括驱动轮5-4、从动轮5-5、车底盘5-6、车体外壳5-7，车底盘5-6的前侧对称设置两个从动轮5-5，车底盘的后侧对称设置两个驱动轮5-4。车底盘 5-6的前端安装有超声波传感器5-1和语音模块5-3。发射装置1、回收装置2、运输装置3、零食奖励装置4均设置在车底盘5-6上，发射装置1、回收装置2、运输装置3、零食奖励装置4的外侧设有车体外壳5-7，车体外壳5-7固定在车底盘5-6上，通过车体外壳5-7对内部的各装置起到了保护作用。车体外壳5-7上对称设置有两摄像机5-2。驱动轮5-4转动过程带动从动轮5-5转动，通过车底盘5-6对整个机器人起到支撑作用的同时带动机器人运动，定位方便，易于驱动。通过超声波传感器5-1和摄像机5-2，对周围的环境和障碍物信息进行探测和感应，根据其探测到的信息控制发射装置的发射角度和发射高度，在行进过程中也能够引导车身进行避障。语音模块5-3能够在机器人训练宠物的过程中播放音效，有利于缓解宠物的孤独情绪，提高宠物陪伴训练的效果。
39.如图4至图6所示，发射装置1包括弹簧发射机构和俯仰角调节机构，弹簧发生机构的后端与俯仰角调节机构的上端连接。弹簧发射机构主要用于发射炮筒中的小球，包括电
机
ⅰꢀ
1-1、半齿轮ⅰ1-2、齿条ⅰ1-3、碰撞杆1-7、炮筒1-8和平台ⅰ1-9，电机ⅰ1-1设置在平台ⅰ1-9的后端，炮筒1-8设置在平台ⅰ1-9的前端，电机ⅰ1-1的输出轴与半齿轮ⅰ1-2的中心轴连接，半齿轮ⅰ1-2的上方设有齿条ⅰ1-3，半齿轮ⅰ1-2与齿条ⅰ1-3之间相互啮合。碰撞杆1-7的后端与齿条ⅰ1-3的上表面固定连接，碰撞杆1-7的前端伸入炮筒1-8内，通过半齿轮ⅰ1-2与齿条ⅰ1-3之间的啮合，带动齿条ⅰ1-3前后运动的过程中，带动碰撞杆1-7 的前端在炮筒1-8内往复移动，从而将落入炮筒1-8内的球发射出去。碰撞杆1-7的后端固定有连接件ⅱ1-5，对应的在炮筒1-8的后表面固定有连接件ⅰ1-4，连接件ⅱ1-5和连接件ⅰ1-4之间连接有弹簧1-6，齿条ⅰ1-3向前运动的过程中，通过连接件ⅱ1-5对弹簧1-6进行压缩。由于半齿轮ⅰ1-2的一半外圆周带有齿，而另一半外圆周没有齿，当电机ⅰ1-1带动半齿轮ⅰ1-2上的齿与齿条ⅰ1-3啮合传动时，齿条ⅰ1-3带动碰撞杆1-7向后运动，连接件ⅱ1-5和连接件ⅰ1-4之间的弹簧1-6被拉伸。当电机ⅰ1-1继续带动半齿轮ⅰ1-2上没有齿的外圆周与齿条ⅰ1-3接触时，此时通过弹簧1-6内的拉伸力，拉动连接件ⅱ1-5、碰撞杆1-7、齿条ⅰ1-3向前运动并复位，复位过程中，将炮筒1-8内的球推出发射，在弹簧的拉伸和复位过程中，实现小球的发射。当半齿轮ⅰ1-2转动至其齿与齿条ⅰ1-3再次啮合时，再次重复上述动作。
40.俯仰角调节机构包括电机ⅱ1-10、滚珠丝杠ⅰ1-11、升降平台ⅰ1-12和连接架1-14，滚珠丝杠ⅰ1-11位于电机ⅱ1-10的上方，且滚珠丝杠ⅰ1-11与电机ⅱ1-10的输出轴连接，滚珠丝杠ⅰ1-11的上部穿过升降平台ⅰ1-12，升降平台ⅰ1-12与其上方的外螺母固定连接，外螺母与滚珠丝杠ⅰ1-11之间螺纹连接，升降平台ⅰ1-12与滚珠丝杠ⅰ1-11之间通过键连接，通过键连接对升降平台ⅰ1-12和外螺母的转动进行了限制，使外螺母和升降平台ⅰ1-12只能沿滚珠丝杠ⅰ1-11的轴向做竖直方向的往复运动，而不能随滚珠丝杠ⅰ1-11转动。电机
ⅱꢀ
1-10动作，带动滚珠丝杠ⅰ1-11转动，通过外螺母与滚珠丝杠ⅰ1-11之间的螺纹连接，同时在键连接的限制作用下，使升降平台ⅰ1-12沿滚珠丝杠ⅰ1-11的轴向做竖直方向的往复运动。升降平台ⅰ1-12的对应的两侧面分别固定有升降杆1-13，升降杆1-13分别滑动设置在连接架1-14的滑动长槽内，连接架1-14位于升降平台ⅰ1-12的外侧，且与平台ⅰ1-9的后侧端面固定连接。当升降平台ⅰ1-12沿竖直方向运动过程中，与其固定连接的升降杆1-13 在连接架1-14的滑动长槽内滑动，滑动的同时可以不断调整连接架1-14的角度，从而对平台ⅰ1-9的转动角度进行了调整，实现了对发射装置的发射角度的调整。
41.如图7至图10所示，回收装置包括回收槽机构和机械手抓取机构，其中回收槽机构位于弹簧发射机构的下方，本实施例中，弹簧发射机构和回收槽机构位于车底盘5-6的中部，机械手抓取机构位于回收槽机构的一侧。如图7和图8所示，回收槽机构包括回收槽体2-1、齿条2-3、齿轮2-4和滑轨ⅰ2-2，回收槽体2-1的前端呈开口状，回收槽体2-1的后部分别固定有两齿条2-3，齿条2-3分别与齿轮2-4啮合传动，两齿条2-3的中部设有滑动凸起和滑轨ⅰ2-2，滑动凸起的一端与回收槽体2-1的后部固定连接，滑轨ⅰ2-2位于滑动凸起的上方，滑轨ⅰ2-2的顶部表面与平台ⅰ1-9的底部表面固定连接。滑轨ⅰ2-2内设有滑槽，滑动凸起可滑动的设置在滑槽内，滑轨ⅰ2-2对回收槽体2-1的前后运动起到了导向作用。齿轮 2-4转动过程中，通过齿轮2-4与齿条2-3之间的啮合，使齿条2-3带动回收槽体2-1往复运动，回收槽体2-1沿着滑轨ⅰ2-2进行前后方向的往复运动。本实施例中，滑动凸起的截面形状为倒燕尾形，滑轨ⅰ2-2内滑槽的截面形状对应的呈燕尾形。回收槽机构主要用于回收宠物捡回的小球，当宠物捡回小球后，回收槽体3-1向前伸出，以便于宠物将小球放入回收槽体3-1内。
4-4，电机输出轴依次通过曲柄4-2、连杆4-3与滑块4-4连接，滑块4-4位于零食出口4-6 处时，对零食出口4-6起到了阻挡作用。电机4-1动作，通过曲柄4-2、连杆4-3，使滑块 4-4沿水平方向往复运动，当滑块4-4运动至离开零食出口4-6时，此时零食出口4-6处于打开状态，零食缸4-5内的零食可以沿零食出口4-6掉出，从而实现对宠物的奖励。
45.本技术中的宠物陪伴训练型家庭机器人可以实现全自动工作。在宠物主人缺少时间陪伴宠物时，开启机器人，此时发射装置1工作，首先判断发射距离，选择发射模式并发射小球；同时小球回收装置2弹出回收槽；然后判断宠物是否捡回小球完成任务，若完成，则传输小球进行下一次训练。否则，机器人车体移动到捡球位置，回收装置2工作，机械手抓取机构将小球捡起放入回收槽体内，运输装置3工作，通过弹仓3-1、升降平台ⅱ3-5和滑轨ⅱ3-8 将小球再次运输至待发射位置1，此后进行下一次训练。同时该机器人还可以通过语音模块 5-3播放主人的声音，缓解宠物孤独的情绪。
46.以上对本实用新型所提供的宠物陪伴训练型家庭机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。