专利名称：一种用于交互的机器人装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种用于交互的机器人装置。
背景技术：
人类对机器人的潜在需求是各种各样的，未来机器人一定会成为人们的生活必需品。例如现在有许多人对通过按钮输入手机号码或通过键盘给PC机进行输入感到厌烦，如果只要向机器人发出命令就能完成这些任务，那么在生活中的方方面面就会感到非常方便。但是要实现这一点有许多技术课题，机器人必有具备语音识别功能、情感交流功能、传动功能等。在机器人研究领域比较领先的有日本、美国等国家，2002年一2003年，日本总务省实施“网络机器人调查研究会”，形成了其基本要点。日本东京大学佐藤等人早在1992年就提出了将机器人的传感功能和传动功能扩大到整个房间里形成“机器人住宅”。·从早期的研究成果可以看出，网络技术和机器人技术的融合，可以通过获取机器人所处的环境信息提供补充信息来代替人完成某项工作，提高单个机器人的功能。而能够实现单体机器人无法完成的服务的机器人，一定会成为在今后泛在社会中应用的ー项重要技术。目前，我国在互联网技术人领域也进行了大量的研究，总的来说，我们可以将其研究方向概括为两个方面一是用户向机器人下达指令，机器人根据指令执行相关动作，但这类机器人执行动作的功能都比较单ー ；ニ是机器人自身也一般是实现比较单ー的智能化，而无法更加全面地理解用户的意图。有鉴于此，现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于交互的机器人装置，能够比较全面地理解用户意图，实现与用户的智能互动。为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案一种用于交互的机器人装置，包括设置在机器人内部的电路板，在所述电路板上设置有微处理単元、第一信息采集装置、第二信息采集装置和信息反馈装置的对应电路，所述微处理单元连接第一信息采集装置、第二信息采集装置和信息反馈装置，所述第一信息采集装置包括数个传感器，其中，在所述电路板上还设置有用于连接计算机的接ロ。所述的机器人装置，其中，所述接ロ采用多个USB接ロ，并设置在一 USB集线器上。[0011 ] 所述的机器人装置，其中，所述第二信息采集装置包括由麦克风及其音频编解码芯片组成的语音采集装置。所述的机器人装置，其中，所述第二信息采集装置包括由摄像头及其驱动模块组成的图像采集装置。所述的机器人装置，其中，所述第二信息采集装置包括由感应片及其触摸传感器芯片组成的传感器装置。所述的机器人装置，其中，所述第一信息采集装置包括多个限位开关、用于非接触式感应的光敏传感器和多个用于位置信息采集的位置传感器以及环境位置检测的传感器，所述传感器包括=GPS模块，温、湿度传感器和气体检测装置。所述的机器人装置，其中，所述信息反馈装置包括由左、右喇叭及其音频放大电路组成的语言反馈装置。所述的机器人装置，其中，所述信息反馈装置包括由多个直流电机及其驱动电路组成的动作反馈装置。所述的机器人装置，其中，所述信息反馈装置包括由形成眼睛的两个显示屏及用于显示心情的心形灯组成的表情反馈装置。所述的机器人装置，其中，所述心形灯处于胸ロ位置。有益效果本实用新型的用于交互的机器人装置使用户可以像和自己朋友交流一祥和机器人进行交流，机器人的各种技术模块可自由组合，从而更全面地理解用户意图，人性化、拟人化的为用户提供了一系列方便且自然的智能交互方式，方便了用户。
图I是本实用新型的用于交互的机器人装置的系统组成框图。图2是本实用新型实施例的用于交互的机器人装置的硬件组成框图。
具体实施方式
本实用新型提供一种用于交互的机器人装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下參照附图并举实施例对本实用新型进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。请參阅图1，图I为本实用新型的用于交互的机器人装置(下面也称为机器人)系统组成框图。如图所示，所述机器人包括设置在机器人内部的电路板10，在所述电路板10上设置有微处理単元100、第一信息采集装置200、信息反馈装置300和第二信息采集装置400的对应电路，所述微处理单元100连接第一信息采集装置200、信息反馈装置300和第ニ信息采集装置400，其中，所述第一信息采集装置200包括数个传感器，在所述电路板上还设置有用于连接计算机的接ロ 20。其中，所述微处理单元100包括一微处理器、电源装置、存储器和加密芯片，所述微处理器分别连接电源装置、存储器、加密芯片，信息反馈装置300用于针对第一、第二信息采集装置采集的信息，做出相应的反馈行为。而第一信息采集装置200包括两个限位开关、用于非接触式感应的光敏传感器和两个用于位置信息采集的位置传感器以及环境位置检测的传感器，所述传感器包括=GPS模块，温、湿度传感器和气体检测装置。而第二信息采集装置400则为了实现机器人与用户的智能交互，设计了多种信息的采集，使机器人具有视觉、听觉、触觉等功能(下面会针对上述信息采集装置进行详细介绍)。另外，所述接ロ 20采用多个USB接ロ，并设置在一 USB集线器上。用于连接计算机。下面通过ー个具体的硬件系统来说明下本实用新型的机器人是如何实现的，在本实施例中，所述微处理单元包括一微处理器，因为大运算量的算法在计算机或服务器上运行，所以对微处理器的运算要求不高，ARM7系列处理器速度已经可以满足需求了。例如NXP公司的LPC1752微处理器片内提供了多路PWM、I2C、AD、SPI、UART、USB、可中断I/O等资源，简化了系统硬件结构，节约了成本。当微处理器采用ARM7处理器时，相应的其他硬件设计可以根据IC资料来进行设计。请參阅图2，图2为本实用新型的第一实施例的机器人的硬件系统的结构框图。如图所示，在本实施例中，所述微处理器(图中用微处理単元表示)为ARM7处理器；所述电源装置包括一 5V电源适配器和一用于将5V电压转为3. 3V电压的电源转换装置；所述存储器为ー FLASH芯片(在本实施例中，所述FLASH芯片为4M);所述外部处理设备接ロ包括多个USB接ロ(图中用USB集线器表示)。具体来说，所述5V电源适配器用于为本实用新型的机器人提供电源，并通过ー电·源转换装置为ARM7处理器来提供合适的工作电压；所述外部处理设备接ロ用于连接外部的计算机和ARM7处理器。进ー步地，所述第二信息采集装置还可以包括语音采集装置(在本实施例中，由麦克风(Mic)及其音频编解码芯片组成的，图中用解码芯片、Mic、喇叭I、喇叭2和音频放大电路表示)、图像采集装置(在本实施例中，由摄像头及其驱动模块组成，图中用摄像头驱动模块、CMOS和LEN表示)和传感器装置(在本实施例中，由感应片及其触摸传感器芯片组成)，从而使机器人具有视觉、听觉、触觉等功能。举例来说，如图2所示，所述语音采集装置为麦克风(图中用MIC表示，其通过ー解码芯片连接USB集线器)，所述图像采集装置为摄像头(连接ー摄像头驱动模块)，并通过USB集线器连接ARM7处理器，将采集到的声音、图像信息通过USB通信直接发送到计算机，由计算机来进行相应的算法运算。另外，所述传感器装置包括触摸传感器芯片，所述触摸传感器芯片连接n个感应片和微处理单元(应当理解地是，所述触摸传感器芯片通过ARM7处理器管理，将采集到的也可以通过USB集线器传送到计算机)，这些感应片可安装在机器人地不同部位，实现机器人自身的触觉，例如头、胳膊等身体任意位置。再与第一信息采集装置结合使用，通过位置传感器(应当理解所述位置传感器的数量应当可以根据实际需要来设定)进行位置信息采集，实现电机运动位置信息反馈；通过光电传感器实现运动限位。通过光敏传感器实现非接触式感应。更进一歩地，所述信息反馈装置可以包括动作反馈装置、表情反馈装置和语言反馈装置。具体来说，在本实施例中，如图2所示，所述表情反馈装置包括两组显示屏(图中用TFT眼睛屏来表示，表示所述显示屏装在机器人的眼睛位置)和一组心形灯(所述心形灯处于胸ロ位置)；所述动作反馈装置包括控制机器人肢体运动的直流电机(图中直流电机的个数为n个，其通过驱动电路连接ARM7处理器)；所述语言反馈装置可以包括音频输出装置(如喇叭等，图中未表出)。所述信息反馈装置通过两组显示屏实现类似于眼睛表情显示，例如笑容、生气、流泪，也可以根据场景显示其动画与图片；通过左喇叭和右喇叭，实现了当用户和机器人进行交互时，机器人可以通过语言对用户进行回应，使得机器人活灵活现；除了以上反馈外机器人还可以通过肢体语言对用户进行回应，例如摸机器人头时会摇摇胳膊、撒撒娇之类(其通过动作反馈装置来实现)。当所述环境检测的传感器(比如温湿度传感器和气体检测装置等)检测到空气中的温度、湿度或成分，然后可以通过语言反馈装置(如喇叭等)表达出来，还可以根据相应的參数计算出舒适度，为用户提供一定的环境舒适度建议。应当理解地是，所述动作反馈装置、表情反馈装置和语言反馈装置可以组合使用(机器人的各种技术模块可自由组合，实现互联网人机智能交互和多种功能)，更全面地与用户进行交互，提供服务。下面举几个例子来说明下本实用新型的第一实施例中的机器人是如何工作的实现智能点歌的机器人当安装在机器人某一部位的感应片(如头部，背部等)感知到触摸后，将相应信号传输到触摸传感器芯片，该芯片对信号进行处理后将结果传递给机器人微处理器，微处理器(ARM7处理器)按照协议将结果传输给PC机上的客户端(即外部处理服务器)同时通过心形灯(LED)对用户进行反馈，客户端启动语音识别软件，对MIC采集到的语音信息进行识别(如“捜索歌曲‘真的爱你指令)，客户端开始通过互联网搜索该歌曲，同时控制交互回馈系统对用户进行应答，如客户端将音频信息通过USB接ロ输出·到机器人，通过音频解码芯片将信息转变成模拟信号，再通过音频功率放大，最后通过喇叭(喇叭I、喇叭2)播放语音应答“正在所搜，主人请稍等”，客户端向机器人微处理器发送表情命令和动作命令，微处理器调用FLASH中数据，使显示屏(可以为TFT屏)显示搜索标志图片，表现出机器人眼睛显示搜索标示，以及微处理器按照客户端指令控制相应部位驱动电路带动电机做一定速度、一定方向的运动，表现出机器人肢体动作。随后搜索完成后开始该歌曲播放。物品捜索机器人将要寻找的物品给本实用新型的机器人看，机器人的图像采集装置(例如CM0S传感器)在驱动电路的配合下采集该物品图片信息，再通过USB接ロ传送给外部处理服务器，外部处理服务器启动图像识别功能，提取图片特征，然后通过互联网搜索匹配图片，最終和上例一祥PC上的客户端像机器人发送指令控制交互反馈系统，将查询到的信息播报给用户，同时配合一定的表情与动作。类似方法实现的功能如股票行情、天气预报、新闻播报、讲故事、讲古诗等。综上所述，本实用新型的用于交互的机器人装置，包括设置在机器人内部的电路板，在所述电路板上设置有微处理単元、第一信息采集装置、第二信息采集装置和信息反馈装置的对应电路，所述微处理单元连接第一信息采集装置、第二信息采集装置和信息反馈装置，所述第一信息采集装置包括数个传感器，在所述电路板上还设置有用于连接计算机的接ロ。本实用新型的机器人使用户可以像和自己朋友交流一祥和机器人进行交流，机器人的各种技术模块可自由组合，从而更全面地理解用户意图，人性化、拟人化的为用户提供了一系列方便且自然的智能交互方式，方便了用户。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以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，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种用于交互的机器人装置，包括设置在机器人内部的电路板，在所述电路板上设置有微处理単元、第一信息采集装置、第二信息采集装置和信息反馈装置的对应电路，所述微处理单元连接第一信息采集装置、第二信息采集装置和信息反馈装置，所述第一信息采集装置包括数个传感器，其特征在于，在所述电路板上还设置有用于连接计算机的接ロ。
2.根据权利要求I所述的机器人装置，其特征在于，所述接ロ采用多个USB接ロ，并设置在一 USB集线器上。
3.根据权利要求I所述的机器人装置，其特征在于，所述第二信息采集装置包括由麦克风及其音频编解码芯片组成的语音采集装置。
4.根据权利要求I所述的机器人装置，其特征在于，所述第二信息采集装置包括由摄像头及其驱动模块组成的图像采集装置。
5.根据权利要求I所述的机器人装置，其特征在于，所述第二信息采集装置包括由感应片及其触摸传感器芯片组成的传感器装置。
6.根据权利要求I所述的机器人装置，其特征在于，所述第一信息采集装置包括多个限位开关、用于非接触式感应的光敏传感器和多个用于位置信息采集的位置传感器以及环境位置检测的传感器，所述传感器包括GPS模块，温、湿度传感器和气体检测装置。
7.根据权利要求I所述的机器人装置，其特征在于，所述信息反馈装置包括由左、右喇叭及其音频放大电路组成的语言反馈装置。
8.根据权利要求I所述的机器人装置，其特征在于，所述信息反馈装置包括由多个直流电机及其驱动电路组成的动作反馈装置。
9.根据权利要求I所述的机器人装置，其特征在于，所述信息反馈装置包括由形成眼睛的两个显示屏及用于显示心情的心形灯组成的表情反馈装置。
10.根据权利要求9所述的机器人装置，其特征在于，所述心形灯处于胸ロ位置。
专利摘要本实用新型公开了一种用于交互的机器人装置，包括设置在机器人内部的电路板，在所述电路板上设置有微处理单元、第一信息采集装置、第二信息采集装置和信息反馈装置的对应电路，所述微处理单元连接第一信息采集装置、第二信息采集装置和信息反馈装置，所述第一信息采集装置包括数个传感器，在所述电路板上还设置有用于连接计算机的接口。本实用新型的机器人使用户可以像和自己朋友交流一样和机器人进行交流，机器人的各种技术模块可自由组合，从而更全面地理解用户意图，人性化、拟人化的为用户提供了一系列方便且自然的智能交互方式，方便了用户。
文档编号B25J11/00GK202753154SQ20122034856
公开日2013年2月27日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者金劲松 申请人:深圳市中科睿成智能科技有限公司