一种新型多功能智能陪护机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于服务机器人技术领域，特别设计一种用于室内环境的智能陪护机器人。
【背景技术】
[0002]近年来，随着全球人口进入老龄化，如何解决老年人的看护问题，已经成为各国政府需要解决的社会问题。陪护机器人是一种半自主或全自主工作的服务机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作，具有灵活、智能，性价比高等特点，具有巨大的商业应用前景。
[0003]目前国外研制的陪护机器人智能化程度高，人机交互性好，但是价格昂贵，限制了陪护机器人的普及。而国内陪护机器人的研制尚处于起步阶段，已有的陪护机器人功能简单，智能化程度低，尚不能真正实现老年人陪护。因此，需要一款低成本的多功能智能陪护机器人为空巢或养老院中的老人提供专门陪护。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种能够在室内环境进行自主导航定位的多功能智能陪护机器人，以实现对空巢老人(含养老院)的陪护工作。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是:
[0006]此多功能智能陪护机器人，以成衣模特为载体，包括机器人机械本体和置于机器人机械本体内部的控制系统；所述机器人机械本体由移动底座，固定在移动底座上的机器人躯干部分，固连在机器人躯干上的具有两自由度的头部，以及左右两个六自由度的机械臂组成；使得机器人头部可以实现俯仰运动和旋转运动，同时左右两个六自由度机械臂，使得机器人双手可以完成很多复杂的运动。
[0007]所述机器人控制系统由主控嵌入式系统，智能语音模块、舵机控制模块组成；各功能模块与主控嵌入式系统之间通过CAN总线相连，便于机器人以后功能的扩展。
[0008]本实用新型提供的机器人躯干、头部均采用标准成衣模特，头部与左右双臂运动均采用舵机控制，控制简单，成本低，便于机器人的普及应用。
[0009]本实用新型提供的机器人具有自主导航功能。当确定工作地点之后，用户将房屋的户型参数导入机器人嵌入式控制系统，机器人将自动生成工作环境的全局地图。在接受到主人语言命令后，机器人采用最短路径算法，计算出到达目标位置的最优路径，并利用自身携带的传感器，完成局部路径规划，最终移动到目标位置。
【附图说明】
[0010]附图1是本实用新型的控制框图。
[0011]附图2是本实用新型的整体示意图。
[0012]附图3是本实用新型的手臂示意图。
[0013]在上述附图中，各图示标号所标识的对象为:1-头部；2_双自由度颈部；3-控制系统；4-躯干；5_移动底座；6_锂电池；7_六自由度机械臂；8_语首控制系统；9_右机械手夹持爪；10-右机械手腕关节；11-右手臂小臂；12-右手肘关节；13-右手上臂；14-右手肩夫Tl O
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型及其实施方式作进一步的详细说明。
[0015]本实用新型包括机器人机械本体和置于机器人机械本体内部的控制系统。机器人机械本体以成品成衣模特为载体，头部具有装有两个舵机，可以实现俯仰和旋转两个自由度；左右手臂由六自由度机械臂构成，采用舵机控制，控制简单；机器人控制系统由主控嵌入式系统、智能语音模块、舵机控制模块组成。头部和手臂通过语音控制系统的语音指令控制其具有两个自由度的颈部，实现俯仰和旋转运动；控制具有多个自由度的手臂，实现手部动作。移动底座选用轮式驱动机构，也可选用履带式驱动机构；控制系统能够依据预先输入的户型参数进行全局路径规划，并根据移动底座自身携带的传感器进行局部路径规划，使其移动到预定位置。主控嵌入式系统与各控制模块间通过CAN总线连接，便于机器人功能的扩展。头部壳体、肩部壳体以及躯干壳体选用成品成衣模特。
[0016]主控嵌入式系统采用ARM单片机实现，与各功能模块之间通过CAN总线相连，构成主从式控制系统。当智能语音模块收到特定指令时，主控系统将分析任务，发出相应指令，控制各功能模块完成具体的动作。
[0017]语音模块为非特定中文语音识别模块，目前最多能储存90条语音指令，可以播放90条声音文件，人机对话的指令都由用户实现设定。对话可由语音触发，也可由传感器触发。
[0018]移动底座上安装有各类测距传感器和触觉传感器，并通过CAN总线与机器人主控系统相连，完成导航定位任务。在特定的工作地点，例如公寓或老人院，将户型说明及家具位置导入系统之后，机器人将自动生成所在公寓的全局地图，并利用自身携带的传感器完成导航定位任务。
[0019]当主人发出“我想喝水”语音指令之后，机器人会做出“收到”的语音响应，同时将信息传输至主控嵌入式系统，主控系统完成任务解析，计算出当前位置到水瓶存放处的最短路径，并控制移动底座以到达指定位置。多路舵机控制器驱动两支机械臂完成装夹倒水的动作后，重新计算路径并驱动移动底座，将水杯送到主人位置。在喝水的过程中，可由关键字触发语音对答系统，与主人进行对话。当主人发出“杯子归位”的指令并将杯子送还给机器人后，主控系统再次规划路线，将杯子放回指定位置。
[0020]机器人使用的是大容量7.4V锂电池，机器人的机械臂、颈部舵机及移动底座均由该电池提供7.4V电压；另配5V降压模块，将7.4V电压转换为5V稳定直流电压。主控嵌入式系统、智能语音模块、舵机控制模块均由稳压模块提供5V电压供电。
【主权项】
1.一种多功能智能陪护机器人，包括机器人机械本体(4)和置于机器人机械本体内部的控制系统(3);所述机器人机械本体由移动底座(5)，固定在移动底座上的机器人躯干部分(4)，固连在机器人躯干上的头部(I)和手臂(7)组成；所述机器人控制系统由主控嵌入式系统，智能语音模块、舵机控制模块组成。2.根据权利要求1所述的多功能智能陪护机器人，其特征是头部(I)和手臂(7)，通过语音控制系统(8)的语音指令控制其具有两个自由度的颈部(2)，实现俯仰和旋转运动；控制具有多个自由度的手臂(7)，实现手部动作。3.根据权利要求1所述的多功能智能陪护机器人，其特征是移动底座(5)选用轮式驱动机构，也可选用履带式驱动机构；控制系统(3)能够依据预先输入的户型参数进行全局路径规划，并根据移动底座(5)自身携带的传感器进行局部路径规划，使其移动到预定位置。4.根据权利要求1所述的多功能智能陪护机器人，其特征是主控嵌入式系统与各控制模块间通过CAN总线连接，便于机器人功能的扩展。5.根据权利要求1所述的多功能智能陪护机器人，其特征是所述头部壳体、肩部壳体以及躯干壳体选用成品成衣模特。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型多功能智能陪护机器人。本实用新型的目的在于提供一种室内环境多功能智能陪护机器人。本实用新型包括机器人控制系统、机械本体。其特征包括：A、所述机器人控制系统由主控系统，智能语音模块及舵机控制模块组成，各模块与主控系统通过CAN总线连接；B、所述机械本体由移动底座，固定于移动底座上方的躯干部分、以及固连在躯干上方的头部和两个6自由度机械臂组成。本实用新型主要用于室内环境智能陪护机器人。
【IPC分类】B25J11/00, B25J9/18
【公开号】CN204819531
【申请号】CN201520378681
【发明人】王一舒, 蒋冬清, 李三雁, 杨海龙, 郭静, 侯尚杰, 王正浩, 曹磊, 刘波
【申请人】王一舒, 蒋冬清, 李三雁, 杨海龙, 郭静, 侯尚杰, 王正浩, 刘波, 曹磊
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年6月5日