一种多功能家用及外出用机器人的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种多功能家用及外出用机器人。

背景技术：

随着人口老龄化的趋势不断加重，老年人在中国总人口中占的比例越来越大，老年人参与社会活动的频率也越来越高。在日常生活中，经常会看到一些老年人在商场或超市购物时，手里提着沉重的袋子，或直接将购买的商品拿在手中。由于老年人的身体状况相对较差，对于一些较重的商品，在提起时往往较为吃力，且长时间高强度负重对老年人的身体会产生不利影响，容易使老年人产生一系列健康问题。此外，老年人的记忆力也有下降趋势，在购物时容易遗落商品，甚至还会丢失手机、钱包等出行必带的物品，继而产生很多麻烦。

授权公告号为CN 204883370 U的中国实用新型专利公开了一种智能购物机器人，包括竖直设置的支撑架和设置在支撑架的底部且水平设置的底座，支撑架的一侧设有驱动轴和扶手，支撑架的顶端设有感应器，扶手通过驱动轴与支撑架传动连接，扶手的一端设有智能数字终端，底座的底部设有若干驱动轮，底座上设有储物仓，智能数字终端包括外壳和设置在外壳内的中央控制装置，外壳上设有显示界面、语音模块、RFID阅读器和控制模块。上述专利公布的技术方案中，机器人能够在购物者购物时，对购物者进行全程跟随，便于购物者将所购商品及随身物品放入机器人的储物仓内，为购物者提供了一定的便利，但该机器人只适合在商场或超市购物时使用，不适合外出购物时从家中到商场全程陪同，且无法应对台阶、楼梯等复杂路况，应用受到较大局限。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用便利且应用广泛的多功能家用及外出用机器人。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多功能家用及外出用机器人，该机器人包括依次相连的头部、身部及尾部，所述的头部顶端设有牵引机构，内部设有音乐播放机；所述的身部的左右两侧均设有与身部相铰接的旋转式机器人手臂，内部设有储物机构；所述的尾部的左右两侧均设有多路况行走机构，内部设有吸尘清扫机构。

作为优选的技术方案，所述的音乐播放机为红外遥控音乐播放机，能够通过遥控器远程控制音乐播放机的开关，简化操作，提高使用舒适度。

所述的牵引机构包括设置在头部顶端的手柄、设置在手柄内部的电热丝以及设置在手柄上并与电热丝电连接的控制按钮。由于外出时，要拉着机器人行走，在冬天天气较冷的时候，通过控制按钮使电热丝通电发热，保持人手的温暖。

所述的旋转式机器人手臂包括与身部的侧面相铰接的大臂以及与大臂相铰接的小臂。在外出时，旋转式机器人手臂可按照自己的需要来调节角度，悬挂一定质量的物品，也可将旋转式机器人手臂收缩于身部的一侧并与身部相贴合，减少占用的空间。

所述的大臂与身部之间通过多面体球铰接。大臂与身部之间采用球铰形式铰接，能够实现大臂的多角度灵活旋转，使大臂呈现出不同的姿态；多面体球的球面能够增加大臂与身部之间相对转动的阻力，使大臂能够在某一位置一直保持不动并承受一定的重力，避免了在挂上重物之后大臂支撑不住而落下的状况。小臂与大臂之间采用一般的铰接方式连接，小臂主要起到防止挂在大臂上的物品从大臂的外端滑落的作用，对挂在大臂上的物品进行限位。

所述的储物机构包括一前一后分别设置在身部内的储物箱、保险柜，所述的身部的前后两侧分别设有储物箱门、保险柜门。从身部的前侧打开储物箱门，便可将一般的物品放入储物箱内；从身部的后侧打开保险柜门，便可将较为贵重的物品放入保险柜内。储物箱门及保险柜门分别从身部的前后两侧打开，使储物箱与保险柜相对独立，使用起来更为方便。

作为优选的技术方案，所述的储物箱内设有隔板，能够将储物箱分隔为多个区域，便于不同物品之间的独立存放，并充分利用储物箱内的空间；所述的保险柜上设有密码锁，进一步保障保险柜内的物品安全。

所述的多路况行走机构包括设置在尾部一侧的行走轮以及设置在行走轮一侧的伸缩式爬楼组件。当在平地上行走时，仅用到行走轮；当需要爬楼梯时，伸缩式爬楼组件先搭在楼梯台阶上，之后将机器人抬升至楼梯台阶上。

作为优选的技术方案，所述的多路况行走机构还包括与行走轮传动连接的行走轮驱动电机，该行走轮驱动电机能够在使用者牵拉机器人行走或爬楼梯时提供额外动力，令使用者更加省力。

所述的伸缩式爬楼组件包括多个沿行走轮的圆周方向均匀布设在行走轮一侧且可沿行走轮的径向伸缩的伸缩杆以及套设在伸缩杆外部的弹簧，该弹簧的两端分别与伸缩杆的两端固定连接。在弹簧的弹性作用下，伸缩杆向外伸长。当在平地行走，伸缩杆的外端接触到地面时，地面压迫伸缩杆及弹簧向内缩回，保持行走轮与地面的持续接触，避免伸缩杆对行走轮转动的不利影响；当在路况较为复杂的地面行走，特别是在爬楼梯时，多根伸缩杆交替使用，其中一根伸缩杆先搭在楼梯台阶上，并将机器人抬升至楼梯台阶上，之后另一根伸缩杆再搭在另一层楼梯台阶上，使机器人不断向上爬，实现轻松爬楼梯。

作为优选的技术方案，所述的伸缩式爬楼组件包括4个伸缩杆，伸缩杆的表面固定设有橡胶套，以减小摩擦耗损。

所述的尾部内设有空腔，所述的吸尘清扫机构包括由上而下依次设置在空腔内的排气风扇、第一过滤布、垃圾斗以及设置在尾部下端的拆卸式吸尘头组件，所述的尾部侧面位于排气风扇上方处开设有与空腔相连通的排气口，该排气口处设有第二过滤布。在排气风扇的作用下，夹杂着灰尘、头发等垃圾的空气经拆卸式吸尘头组件进入垃圾斗内，空气中的灰尘及头发被第一过滤布拦截并积存在垃圾斗内，除去灰尘及头发的空气依次穿过第一过滤布、第二过滤布，经排气口排出，其中，第二过滤布对空气进一步过滤，防止残留的灰尘随着空气由排气口排至空气中。

所述的排气风扇包括排气扇叶以及与排气扇叶传动连接的排气风扇驱动电机，该排气风扇驱动电机带动排气扇叶转动，将夹杂着灰尘、头发等垃圾的空气吸入垃圾斗内。

作为优选的技术方案，所述的尾部侧面与垃圾斗相对应处设有垃圾排放口，便于将垃圾斗内积存的垃圾排放出去。

所述的拆卸式吸尘头组件包括设置在尾部下端的吸气口以及与吸气口拆卸式连接的拖把头，该拖把头包括与吸气口相适配的管接头、设置在管接头底部并与管接头相铰接的拖把头壳体、设置在拖把头壳体底部的拖地刷以及设置在拖把头壳体内并与垃圾斗相连通的吸气通道。管接头与吸气口可通过螺纹连接等方式可拆卸式相连，便于拖把头的清洗和更换。夹杂着灰尘、头发等垃圾的空气依次经吸气通道、吸气口进入垃圾斗内。拖地刷既能够用于清洁地面卫生，扫除垃圾或拖地，也能够用于将粘附在地面上的头发等杂物与地面分离，便于吸尘清扫机构将杂物吸入垃圾斗内。

作为优选的技术方案，所述的吸气通道呈上部开口小、下部开口大的结构，有利于增大吸气面积，并将杂物汇集后吸入垃圾斗内。

作为优选的技术方案，所述的拖把头壳体与管接头之间通过球铰方式铰接。球铰铰接能够使拖把头壳体及拖地刷大角度转动，增大有效清理面积，避免残留死角。

所述的吸气通道与垃圾斗之间设有波纹管，并通过波纹管与垃圾斗相连通。波纹管密封性好，能够避免空气在由吸气通道流经垃圾斗时，漏气溢出，降低吸尘效率。由于拖把头壳体与管接头之间会发生相对转动，因此，选用柔性且可伸缩的波纹管，能够灵活适应各种工作状态。

通过编程，可控制机器人自动行走，并以红外探测系统作为主要传感部件，通过红外光的发射和接收，检测周围环境中的障碍物，并进行判断和躲避，实现非接触避障。红外传感器的发射管发出红外光，光电接收管接受物体的反射光，当发射管的发射功率一定时，接收管接受到的光强随反射物的距离而变化，据此机器人可判断前方有无障碍物及与障碍物之间的距离，之后采取躲避措施。近距离红外感应器的体积小，使用方便，对环境要求不高，恰好适用于本实用新型。还可通过蓝牙连接手机软件来控制机器人，操纵其行走与停止。

为了避免机器人丢失，可将市面上的蓝牙防丢器装入机器人内部，外出时启动蓝牙防丢器，并与手机蓝牙连接，可通过手机控制机器人发出报警声音，还可对机器人的当前位置进行定位，即使发生丢失，也能够容易地将机器人找到。由于蓝牙防丢器的体积较小，可将其安装在隐蔽位置，提高安全性。

本实用新型在实际应用时，牵引机构便于外出时，拉着机器人行走；音乐播放机方便随时在家休闲娱乐或在外跳广场舞时播放音乐；旋转式机器人手臂方便悬挂一些质量较轻的物品，储物机构方便将较重的物品或随身携带的贵重物品放入，减轻使用者的负重；多路况行走机构使机器人既能够在平地顺利行走，又能够实现轻松爬楼梯，适用于各种复杂路况，实现外出购物时从家中到商场的全程陪同；吸尘清扫机构能够除去家中的灰尘、掉落的头发等垃圾，便于屋内的卫生清扫。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

1)既可作为购物机器人，在外出购物时全程陪同，省心省力，又可作为家庭清洁机器人，帮助打扫室内卫生，还可作为娱乐机器人，根据需要放出音乐舒缓身心，功能全面，为居家及出行带来巨大便利，应用前景十分广阔；

2)通过伸缩式爬楼组件，使机器人既能够在平地上顺利行走，又能够轻松省力地爬楼梯或台阶，使机器人适用于各种复杂路况，灵活性好；

3)通过吸尘清扫机构，能够全面高效地对室内卫生进行打扫，集扫帚、拖把、吸尘器的功能于一体，使用方便，工作效率高，安全环保。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的后视结构示意图；

图3为本实用新型中吸尘清扫机构的结构示意图；

图中标记说明：

1—头部、2—身部、3—尾部、4—音乐播放机、5—手柄、6—大臂、7—小臂、8—储物箱、9—保险柜、10—行走轮、11—伸缩杆、12—弹簧、13—排气风扇、14—第一过滤布、15—垃圾斗、16—排气口、17—第二过滤布、18—吸气口、19—管接头、20—拖把头壳体、21—拖地刷、22—吸气通道、23—波纹管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1-2所示的一种多功能家用及外出用机器人，该机器人包括依次相连的头部1、身部2及尾部3，头部1顶端设有牵引机构，内部设有音乐播放机4和电源，电源用于为机器人内部的各种电器元件供电；身部2的左右两侧均设有与身部2相铰接的旋转式机器人手臂，内部设有储物机构；尾部3的左右两侧均设有多路况行走机构，内部设有吸尘清扫机构。

其中，牵引机构包括设置在头部1顶端的手柄5、设置在手柄5内部的电热丝以及设置在手柄5上并与电热丝电连接的控制按钮。

旋转式机器人手臂包括与身部2的侧面相铰接的大臂6以及与大臂6相铰接的小臂7。大臂6与身部2之间通过多面体球铰接。

储物机构包括一前一后分别设置在身部2内的储物箱8、保险柜9，身部2的前后两侧分别设有储物箱门、保险柜门。

多路况行走机构包括设置在尾部3一侧的行走轮10以及设置在行走轮10一侧的伸缩式爬楼组件。伸缩式爬楼组件包括多个沿行走轮10的圆周方向均匀布设在行走轮10一侧且可沿行走轮10的径向伸缩的伸缩杆11以及套设在伸缩杆11外部的弹簧12，该弹簧12的两端分别与伸缩杆11的两端固定连接。

尾部3内设有空腔，如图3所示，吸尘清扫机构包括由上而下依次设置在空腔内的排气风扇13、第一过滤布14、垃圾斗15以及设置在尾部3下端的拆卸式吸尘头组件，尾部3侧面位于排气风扇13上方处开设有与空腔相连通的排气口16，该排气口16处设有第二过滤布17。拆卸式吸尘头组件包括设置在尾部3下端的吸气口18以及与吸气口18拆卸式连接的拖把头，该拖把头包括与吸气口18相适配的管接头19、设置在管接头19底部并与管接头19相铰接的拖把头壳体20、设置在拖把头壳体20底部的拖地刷21以及设置在拖把头壳体20内并与垃圾斗15相连通的吸气通道22。吸气通道22与垃圾斗15之间设有波纹管23，并通过波纹管23与垃圾斗15相连通。

机器人在实际应用时，牵引机构便于外出时，拉着机器人行走；音乐播放机4方便随时在家休闲娱乐或在外跳广场舞时播放音乐；旋转式机器人手臂方便悬挂一些质量较轻的物品，储物机构方便将较重的物品或随身携带的贵重物品放入，减轻使用者的负重；多路况行走机构使机器人既能够在平地顺利行走，又能够实现轻松爬楼梯，适用于各种复杂路况，实现外出购物时从家中到商场的全程陪同；吸尘清扫机构能够除去家中的灰尘、掉落的头发等垃圾，便于屋内的卫生清扫。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。