一种智能化的移动式办公装置的制作方法

本发明涉及一种利用人工智能技术，通过搭载多种运动感知传感器和办公设备，实现在多种办公环境下无障碍通行的办公辅助设备，具体是一种智能化的移动式办公装置。

背景技术：

随着科学技术的发展及社会的需要，服务机器人技术得到了迅速的发展。服务机器人的应用范围已经涉及清洁、医疗、导游、教育、娱乐、安保、日常生活等多个领域。服务机器人具有不知疲倦以及按照人们意愿工作的特点，可以大大减轻人们的劳动强度、提高人们的生活质量。

目前，市面上大多的服务机器人采用轮式或履带式结构，对于行走的路面情况有比较高的要求，而且对于楼层较多的办公环境，这些产品的工作效率就会受到比较大的影响。

技术实现要素：

为了克服现有的办公室服务机器人功能单一、行动缓慢、效率低下的问题，本发明提供一种智能化的移动式办公装置，该装置不仅能携带多种移动式办公设备，而且能快速准确地根据不同的位置信息规划最佳路径，改变运行方式，提高整体工作效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能化的移动式办公装置，包括仿生四足机器人，仿生四足机器人包括主体框架和设置在主体框架上的仿生四足，主体框架上设置有主控板和舵机，主体框架上设置有收纳盒、zigbee终端模块和位于框架顶部的辅助行动部分、辅助行动部分为多旋翼飞行部件，多旋翼飞行部件包括中心盘，中心盘上安装有主螺旋桨，中心盘上连接有机臂，机臂的末端连接副螺旋桨，主螺旋桨和副螺旋桨上均连接有电机，中心盘内设置有飞控板，飞控板接收主控板发过来的控制命令数据控制各个电机，主控板内有栅格地图，员工对应的工位信息、门牌号信息和障碍物信息录入栅格地图中，栅格地图是对现实中真实地图的数字化，它将环境分割成一系列离散的栅格，每个栅格对应于现实环境中的一个小的区域，每个栅格都设定一个编号值，以此来判断栅格所代表的环境区域的相对位置，zigbee终端模块来接收指令并传送到主控板。

办公室内部通过zigbee技术组网，需求指令通过每个员工所在工位的zigbee终端模块来进行发送，装置搭载zigbee终端模块来接收指令传送到主控板，收纳盒内装入要移送的办公文件。需求指令根据不同的楼层可以分为两种情况，具体操作流程如下：

（1）当办公需求指令来自同一楼层时，四足部件启动，装置定位指令工位的具体位置信息，主控板根据内置的栅格地图规划出最佳路径，控制舵机在栅格地图对应的位置执行相应的行动指令，装置通过四足爬行的方式到达指定的工位，提供办公文件移送服务。

（2）当办公需求指令来自不同楼层时，辅助行动部分启动，装置先通过四足部件移动到楼层指定升降平台，装置定位指令工位的楼层升降平台，主螺旋桨和副螺旋桨同时启动，主螺旋桨提供升力，副螺旋桨控制方向，将装置传送到对应楼层的升降平台。到达之后，规划出最佳路径，装置通过四足部件到达指定的工位，提供办公文件移送服务。

上述的一种智能化的移动式办公装置，收纳盒为人脸识别密码收纳盒，人脸识别密码收纳盒由开发板控制，开发板内置人脸识别系统，人脸识别系统录有所有职员的人脸信息，通过精确匹配的方法将人脸信息与工位信息统一，主体框架上还设置有摄像头，主控板发送指令给开发板，通过人脸识别系统解锁打开收纳盒。

上述的一种智能化的移动式办公装置，中心盘与每个机臂之间均通过一个联接器连接，联接器由机臂舵机控制实现机臂的折叠。

上述的一种智能化的移动式办公装置，主体框架上还装配有多功能打印装订设备，配备有线和无线传输功能，所需要打印装订的文件可以通过电脑、手机、移动存储设备进行传输打印。相比于常规的打印装订设备体积庞大、位置比较固定，本装置装备的打印装订设备体积小，移动方便。对于楼层数较多的办公室环境，可以有效的减少办公成本，节省人力物力。

上述的一种智能化的移动式办公装置，主体框架上还设置有急救医疗箱。

装置的行动部分有两种运行方式，主体的行动部分由舵机控制模拟的仿生四足构成，可以适应复杂多变的办公室地面环境，仿生四足移动结构，具体来说就是模拟哺乳动物、爬行动物或者昆虫的腿部运动机制而设计的，这种机构具有很强的地形适应能力，稳定性好，能够主动保持稳定静止姿态。这种仿生式的行走方式，可以非常完美的适应办公室的环境，提高工作效率。辅助的行动部分为装置上方的可折叠多旋翼飞行部件，如果装置需要到达不同的楼层甚至不同的办公楼，此飞行部件可以为装置提供飞行动力，有效地提高装置的行动办公效率，解决了装置在不同楼层建筑行动缓慢的问题。装置的后方装备多功能打印装订设备，提供多种有线接口和无线传输文件功能，可以为办公室人员提供随时随地的打印装订服务。装置的内部搭载小型的急救医疗箱，配备常用的急救物品以及药物，为办公室的突发情况做好必要的准备。装置的前方放置人脸识别密码收纳盒，可以放置要传送的文件或者办公必需品，解决了同类产品功能单一的问题。

附图说明

为了清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为装置的工作流程图。

图2为装置的整体外观图。

图3为装置的飞行部件俯视图。

图中：1为飞行部件，2为打印装订设备，3为仿生四足，4为高像素摄像头，5为密码收纳盒和医疗箱，a为副螺旋桨所在的机臂，b为中心盘，c为副螺旋桨，d为主螺旋桨。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

一种智能化的移动式办公装置，主体结构为仿生四足机器人，包括以仿生四足为主、可折叠多旋翼飞行部件为辅的行动部分，配备支持有线和无线传输的多功能打印装订设备，内置小型化急救医疗箱，人脸识别控制的密码收纳盒。

装置行动部分的仿生四足由多组舵机进行驱动控制，主控板采用arduinoleonardo，主控芯片为atmega32u4低功耗microchip8位avrrisc微控制器，搭配最新款的raspberrypi微型电脑（raspberrypi3b+），可以外接多种传感器。用4组舵机（每组3个，共12个）来完成对装置的行走驱动，舵机采用lsc-20舵机控制器，提高接口利用效率。

装置所配备的舵机是一种位置伺服的驱动器，主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由主控板发出信号给舵机，其电路板内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压基准信号与电位器的电压比较，获得电压差输出。经由电路板上的ic判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回信号，判断是否已经到达定位。通过舵机改变不同的角度定位来调整不同的行进姿势，包括低姿态、中姿态和高姿态三种，切换不同的姿态来适应不同的周边环境。

装置的辅助行动部分为可折叠多旋翼飞行部件，不同于市面上大多数多旋翼结构对称，所述飞行部件由一个主螺旋桨搭配三个副螺旋桨构成，主螺旋桨提供装置飞行上升的动力，三个副螺旋桨对装置的飞行方位进行调整。

飞行部件的主螺旋桨安装在中心盘上，所述中心盘与每个机臂之间均通过一个联接器连接，三个副螺旋桨通过联接器连接到对应的机臂末端，联接器由小型机臂舵机控制，小型机臂舵机接收主控板的控制信号实现机臂的折叠。每个螺旋桨（包括主螺旋桨）上均连接有一个电机，为所对应的螺旋桨提供动力。

飞控板是飞行部件的核心部分，主要由mcu、陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计、无线接收模块等组成。飞控板采集各路传感器（陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计）数据，经过姿态解算求出姿态，然后对比主控板发过来的控制命令数据，再经过pid计算出控制量，最后将控制量转换成pwm信号，分别控制各个电机。

装置所装备的多功能打印装订设备，配备有线和无线传输功能，所需要打印装订的文件可以通过电脑、手机、移动存储设备进行传输打印，相比于常规的打印装订设备体积庞大、位置比较固定，本装置装备的打印装订设备体积小，移动方便。对于楼层数较多的办公室环境，可以有效的减少办公成本，节省人力物力。

装置配备的人脸识别密码收纳盒，可以放置要传送的文件或者办公必需品，收纳盒的密码开关由电机连接到装置的人脸识别系统，人脸识别系统录有所有职员的人脸信息，通过精确匹配的方法将人脸信息与工位信息统一。需要传送文件或者物品时，发送者只需要输入接收者对应的工位信息，装置便可将文件物品传递到接收者所在的工位，主控板发送指令给树莓派开发板，通过人脸识别系统解锁打开。人脸识别的功能由树莓派开发板完成。

装置在办公室内无障碍通行的关键是进行路径规划，获取办公室环境信息是路径规划的前提，本发明采用栅格法作为办公室环境地图的构建方法，栅格地图是对现实中真实地图的数字化。它将环境分割成一系列离散的栅格，每个栅格对应于现实环境中的一个小的区域。每个栅格都设定一个编号值，以此来判断栅格所代表的环境区域的相对位置。栅格地图可以详细描述环境信息，并且方便建立和维护。办公室环境可通过matlab进行栅格建模，将员工对应的工位信息、门牌号信息和障碍物信息录入栅格地图中，通过计算机usb接口下载到主控板中，并进行定期的更新维护。

装置具体的工作流程如图1所示，装置的行动部分可以根据具体的办公需求来选择行动方式，办公室内部通过zigbee技术组网，需求指令通过每个员工所在工位的zigbee终端模块来进行发送，装置搭载zigbee终端模块来接收指令传送到主控板。需求指令根据不同的楼层可以分为两种情况，具体操作流程如下：

（1）当办公需求指令来自同一楼层时，四足部件启动，装置定位指令工位的具体位置信息，主控板根据内置的栅格地图规划出最佳路径，控制舵机控制板在栅格地图对应的位置执行相应的行动指令，装置通过四足爬行的方式到达指定的工位，提供办公服务。

（2）当办公需求指令来自不同楼层时，飞行部件启动，三个副螺旋桨由中心盘展开（默认为折叠状态），装置通过四足部件移动到楼层指定升降平台，装置定位指令工位的楼层升降平台，主螺旋桨和副螺旋桨同时启动，主螺旋桨提供升力，副螺旋桨控制方向，将装置传送到对应楼层的升降平台。到达之后，副螺旋桨通过关节折叠，规划出最佳路径，装置通过四足部件到达指定的工位，提供办公服务。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。