一种基于硬件实现听觉视觉触觉的机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及一种语音交互式机器人。

背景技术：

整个服务机器人产业建立在三大核心技术模块：人机交互及识别模块、环境感知模块、运动控制模块。服务机器人的交互能力、感知能力、运动能力对应三大模块。交互模块包括语音识别、语义识别、语音合成、图像识别等，相当于人的大脑；感知模块借助于各种传感器、陀螺仪、激光雷达、相机、摄像头等，相当于人的眼、耳、鼻、皮肤等；运控模块包括舵机、电机、芯片等。

从技术储备上来看，人工智能是核心，目前的技术储备方面，只有语音和OCR领域具备一定的成熟度，语音和OCR领域已发展接近20年，在某些特定场景和行业已经有了一些数据基础，其他的技术包括图像识别、语义分析都还在很早期的阶段，语音领域，也是目前已知的平台类企业最大的板块。

随着语音交互、视觉图像交互、动作交互、脑电波交互等多模态人机交互技术的逐步发展和成熟，这些第三代人机交互方式将会深层次地改变我们日常生活的应用场景；同时，一场第三代互联网的主流终端模式和服务内容入口的竞争也在同步进行。

技术实现要素：

本实用新型设计开发了一种基于硬件实现听觉视觉触觉的机器人，采用多个平行设置的麦克风，并采用光敏传感器进行用户定位，提高了语音内容采集效率及准确性。

本实用新型提供的技术方案为：

一种基于硬件实现听觉视觉触觉的机器人，包括：

壳体，其由半球形壳体和圆形平面连接而成，圆形平面朝下放置；

麦克风装置，其包括多个平行设置的麦克风；

扬声器，其为圆形，对称设置在所述壳体两侧；

录音装置，其连接所述扬声器和所述麦克风装置，能够记录所述麦克风装置获取的音频信息，并够通过扬声器播放所述录音装置内存储的音频数据；

声源定位装置，其为光敏传感器，隐藏设置在所述壳体内部，用于检测使用者与机器人的相对位置；

微处理器，其连接所述装置，录音装置与微处理器连接，所述麦克风装置采集音频信息，通过所述录音装置进行音频录入并传送给所述微处理器，完成声音采集。

优选的是，所述麦克风包括：

支撑柱；

收音模块，其设置在所述支撑柱顶部，连接所述录音装置，用于感应声波，并产生感应讯号；

声音处理模块，其连接所述收音模块，用于将所述感应讯号进行滤波放大处理。

优选的是，所述麦克风的间距为4cm-6cm。

优选的是，还包括USB接口，其连接所述录音装置，能够导入或导出所述录音装置内的音频数据。

优选的是，还包括：角速度传感器，其设置在所述麦克风上，用于检测所述麦克风的旋转速度。

优选的是，还包括广角摄像头，其设置在所述壳体前端，用于摄录机器人前方影像信息。

优选的是，还包括LED灯阵，其设置在所述广角摄像头下方，由多个LED灯珠组成。

优选的是，还包括：

旋转云台，其设置在所述圆形平面底部，所述壳体能够在所述旋转云台带动下旋转；

云台底座，其用于盛托所述旋转云台。

优选的是，所述壳体材质为聚醚醚酮。

优选的是，还包括震动传感器，其设置在所述壳体内部。

本实用新型的有益效果

1、本实用新型设计开发的硬件实现听觉视觉触觉的机器人，采用多个平行设置的麦克风，并采用光敏传感器进行用户定位，提高了语音内容采集效率及准确性。

2、本实用新型采用角速度传感器是否输出有波动的信号判断麦克风是否移动，并通过控制单元切断麦克风移动过程中的声音信号输出，从而降低了麦克风移动过程中的噪声，并具有简便，成本低廉的优势。

3、本实用新型内部设置音频存储装置，能够通过扬声器为用户播放存储的歌曲，录音文件等，可以作为早教工具。

附图说明

图1为本实用新型所述的基于硬件实现听觉视觉触觉的机器人的结构示意图。

图2为本实用新型所述的麦克风装置的结构框图。

图3为本实用新型所述的云台底座的结构示意图。

图4为本实用新型所述的旋转云台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本实用新型提供的基于硬件实现听觉视觉触觉的机器人，包括：壳体100、麦克风装置200、旋转云台300和云台底座400。

其中壳体100，其由半球形壳体和圆形平面连接而成，圆形平面朝下放置，半球形壳体顶部设置有多个透光孔，作为一种优选，透光孔为五角星形状，作为一种优选，壳体材质为聚醚醚酮，进一步优选，壳体外层包覆硅胶套。

投影灯，其设置在壳体100内部，投影灯发出的光能够通过透光孔投影在墙面上；

扬声器700，其为圆形，对称设置在壳体100两侧。

如图2所示，麦克风装置200，其设置在壳体100内部，用于获取用户语音指令，包括多个平行设置的麦克风，其包括：

支撑柱；

收音模块211，其设置在支撑柱顶部，连接录音装置，用于感应声波，并产生感应讯号；

声音处理模块212，其连接收音模块，用于将感应讯号进行滤波放大处理，作为一种优选，麦克风的间距为4-6cm。

声源定位装置220，其为光敏传感器，隐藏设置在壳体内部，用于检测使用者与机器人的相对位置；

录音装置250，其连接扬声器700和麦克风装置200，能够记录麦克风装置200获取的音频信息，并够通过扬声器700播放录音装置内的音频数据，USB接口，其连接录音装置250，能够导入或导出录音装置250内的音频数据。

微处理器230，其连接所述录音装置，麦克风装置采集音频信息，通过录音装置250进行音频录入并传送给微处理器，完成声音采集。

角速度传感器240，其设置在所述麦克风上，用于检测所述麦克风的旋转速度。

如图3所示，旋转云台300，其设置在圆形平面底部，壳体100能够在旋转云台带动下旋转；

云台底座400，其用于盛托旋转云台300。

如图4所示，旋转云台300包括：

轴承310，其外圈与云台底座400固定连接；

内齿圈320，其固定设置在壳体100底部，并与轴承310固定连接，轴承310的内圈套设于内齿圈320上；

驱动电机330；

减速齿轮组340，减速齿轮组340的输入端连接驱动电机330，输出端与内齿圈320啮合。

旋转云台300的工作过程如下：开启驱动电机330，由减速齿轮组340带动内齿圈320旋转，从而驱动轴承310旋转，云台底座400固定不动，旋转云台300连接壳体100从而实现壳体100在旋转云台300作用下绕轴承360°旋转。

广角摄像头500，其设置在壳体100前端，用于摄录机器人前方影像信息。

LED灯阵600，其设置在广角摄像头500下方，由多个LED灯珠组成，通过控制LED灯阵内灯珠的开关，能够排列组合出不同的图案，以使机器人具有不同的表情。

震动传感器，其设置在壳体内部，当人触碰机器人，震动传感器检测到震动，旋转云台带动壳体旋转，实现机器人触觉感应。

实施以基于硬件实现听觉视觉触觉的机器人的工作过程为例，作进一步说明

开启驱动电机330，壳体100在旋转云台300作用下绕轴承360°旋转，声源定位装置220随壳体旋转，当光敏传感器旋转到人体所在位置时，能够检测到光强变化，从而识别出用户所处位置，壳体100停止旋转，正对用户方向，以使麦克风装置200获取最佳的音频采集效果，用户可以向机器人发出音频指令，收音模块211，感应到声波，并产生感应讯号，声音处理模块212，其连接收音模块，用于将感应讯号进行滤波放大，角速度传感器感应到麦克风是否移动，从而阻断移动中产生的杂波信号，并通过录音装置进行音频录入并传送给微处理器，完成声音采集，机器人的内置的控制模块能够识别相关指令，从而执行命令，例如音频存储装置通过扬声器700为用户播放存储的歌曲，录音文件等。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。