一種具有交互功能的機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機器人領域，具體涉及一種具有交互功能的機器人。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著機器人技術的迅猛發展，在餐飲行業、商場、展會、科技部、會議中心、開業慶典等場合均開始廣泛的應用機器人，一定程度上替代了人類所進行的體力勞動。特別是隨著我國餐飲業的迅速發展，部分餐廳已開始引入餐飲服務機器人，通過餐飲服務機器人，進行廳內迎賓、送餐和餐具回收服務項目。
[0003]在企業迎賓大廳、會展中心和企業展位等場所，用到最多的為機器人的交互功能。因為機器人作為新奇的事物本身就具有娛樂和吸引目光的功能，再加上良好的互動效果，就可以達到好的公司和產品的推介作用。另外交互還可以達到良好的娛樂目的。
[0004]交互功能按照交互的對象可以分為機器人與人交互和機器人與場景環境交互。交互是機器人功能設計的重點，也是機器人與人之間最有效、最直觀和最便捷的信息交換形式之一。機器人與人交互的方式有語音交互、體感交互、射頻信號識別交互和圖像識別交互等。
[0005]然而，現有的機器人所具有的交互方式比較單一，一般只包括語音交互、體感交互、射頻信號識別交互和圖像識別交互中的一種交互方式。但是這種單一的交互方式所達到的交互效果不夠生動形象，并且交互不夠穩定，比如，如果僅僅采用語音交互方式，則由于識別精確度不夠高，可能存在機器人不能識別人的話語，或對人的話語識別速度很慢的問題，因而交互功能不夠穩定。同樣，如果僅僅采用體感交互、射頻信號識別交互或圖像識別交互，則也會出現不穩定的問題。
[0006]基于以上描述，亟需一種新的具有交互功能的機器人，以解決現有技術存在的機器人交互功能不穩定，并且交互效果不夠生動形象的問題。
【實用新型內容】
[0007]針對現有技術存在的缺陷，本實用新型目的之一在于提供一種具有交互功能的機器人，該機器人能夠增強交互功能，使得機器人的交互功能更加穩定。
[0008]本實用新型目的之二在于提供一種具有交互功能的機器人，該機器人同時使交互的形式顯得更加生動形象。
[0009]本實用新型采用的技術方案如下:
[0010]一種具有交互功能的機器人，其包括:
[0011]語音交互模塊，該模塊包括語音識別處理器和外部電路，所述外部電路包括AD、DA轉換器、麥克風接口、聲音輸出接口，通過語音訓練創建語音庫，特征關鍵詞和相應語音回復或機器人動作相匹配形成語音交互的基本形式；
[0012]體感交互模塊，該模塊包括觸摸感應傳感器，在人觸摸機器人外殼時，所述觸摸感應傳感器產生電感變化，所述體感交互模塊根據所述觸摸感應傳感器產生的電感變化來獲取觸摸信息，進而執行預設定的指令；
[0013]RFID交互模塊，該模塊包括搭載在所述機器人上的讀寫器和天線，所述讀寫器通過天線不停的發射信號并接收返回信號，在機器人行進的過程中，當有標簽進入天線的掃描范圍后，讀得標簽的ID信息，再依據預存的各個標簽ID對應的信息就可以執行特定的指令，實現機器人和環境的交互。
[0014]作為優選，該機器人還包括交互執行模塊，該模塊包括語音應答裝置、LED閃光燈、手臂、頭部、視頻播放器以及移動平臺，所述移動平臺的上端設置有機器人本體，所述機器人本體的左右兩側分別設置有一個所述手臂，且左右兩側的手臂呈對稱分布，所述頭部位于所述機器人本體的上端，所述視頻播放器設置于所述機器人本體的前部。
[0015]作為優選，所述手臂為3自由度的手臂，具有3個關節，所述手臂的3個關節都是轉動副，所述手臂能夠握手、擁抱、揮手打招呼和揮手再見。
[0016]作為優選，所述頭部為3自由度的頭部，具有3個關節，所述頭部的3個關節都是轉動副，所述頭部能夠點頭、搖頭和晃動。
[0017]作為優選，所述觸摸感應傳感器位于所述頭部內，所述LED閃光燈位于所述頭部外側，所述頭部上還設置有視頻監控攝像頭。
[0018]作為優選，所述機器人還包括測距裝置，所述測距裝置包括超聲波測距傳感器、紅外傳感器和碰撞傳感器中的至少一種。
[0019]作為優選，所述測距裝置包括超聲波測距傳感器、紅外傳感器和碰撞傳感器，所述超聲波測距傳感器、紅外傳感器和碰撞傳感器的信息輸入為串聯結構的融合，按照測量范圍由遠到近的次序分為第一級、第二級、第三級信息輸入。
[0020]作為優選，所述移動平臺采用四輪行走機構，四輪行走機構包括四個輪子，每個輪子具有一個驅動裝置，四個輪子分為前后兩組，其中一組的輪子的中心線與另一組輪子的中心線呈預設夾角；
[0021]每個輪子的驅動裝置包含電機、聯軸器和齒輪，四個電機交叉布置。
[0022]作為優選，所述機器人上還設置有充電插頭和一個紅外接收器，所述充電插頭與設置在外部的充電座相配合，所述充電座上設置有至少三個不同朝向紅外發射器，所述機器人依據紅外接收器每次收到的紅外發射器發出的信號判斷方向并調整位姿，直到只接收到正中間的那個紅外發射器所發出的信號，即對正方向，然后再運動到充電座上。
[0023 ]作為優選，所述觸摸感應傳感器為電容感應設備。
[0024]本實用新型提供的具有交互功能的機器人具有以下優點:
[0025](1)由于具有交互功能的機器人同時具有語音交互模塊、體感交互模塊及RFID交互模塊，語音交互模塊能夠接收語音指令，并進行語音對話或其它回應;體感交互模塊能夠使得機器人對特定部位的觸摸做出回應;RFID交互模塊使機器人在貼有RFID標簽等射頻信號的區域內巡游時，能檢測到標簽并作出回應。因此，該機器人能夠增強交互功能，使得機器人的交互功能更加穩定。
[0026](2)由于機器人頭部還設計有視頻播放器，視頻播放器優選為觸屏視頻播放器，在上述交互功能的支持下，在特定的場景下或別人觸動后可以播放出對應的視頻訊息；同時，機器人的手臂和頭部也可依據交互過程中的信息執行相應的動作，這兩種功能模塊的設計都能夠增強交互的作用。
[0027](3)由于機器人還包括測距裝置，測距裝置包括超聲波測距傳感器、紅外傳感器和碰撞傳感器中的至少一種。上述三種傳感器還可以和手臂、頭部和視頻播放器一起實現其它的互動展示效果，使交互的形式顯得更加生動形象，同時也得到更好的產品宣傳推介的作用。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型提供的機器人的結構示意圖；
[0029]圖2為本實用新型提供的手臂的結構示意圖；
[0030]圖3為本實用新型提供的頭部的結構示意圖；
[0031 ]圖4為本實用新型提供的輪子的分布圖。
[0032]其中，1-移動平臺；2-機器人本體;3-手臂;4-頭部;5-視頻播放器;6_視頻監控攝像頭;
[0033]11-驅動倫;12-從動輪；
[0034]31-第一關節;32-第二關節;33-第三關節；
[0035]41-第一關節;42-第二關節;43-第三關節。
【具體實施方式】
[0036]以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0037]如圖1所示，本申請提供的具有交互功能的機器人包括語音交互模塊、體感交互模塊及RFID交互模塊。
[0038]語音交互模塊包括語音識別處理器和外部電路，所述外部電路包括AD、DA轉換器、麥克風接口、聲音輸出接口，通過語音訓練創建語音庫，特征關鍵詞和相應語音回復或機器人動作相匹配形成語音交互的基本形式。
[0039]體感交互模塊包括觸摸感應傳感器，在人觸摸機器人外殼時，所述觸摸感應傳感器產生電感變化，所述體感交互模塊根據所述觸摸感應傳感器產生的電感變化來獲取觸摸信息，進而執行預設定的指令。
[0040]RFID交互模塊包括搭載在所述機器人上的讀寫器和天線，所述讀寫器通過天線不停的發射信號并接收返回信號，在機器人行進的過程中，當有標簽進入天線的掃描范圍后，讀得標簽的ID信息，再依據預存的各個標簽ID對應的信息就可以執行特定的指令，實現機器人和環境的交互。
[0041]具體的，針對語音交互模塊，本申請優選使用是LD3320-V3語音評估開發板模塊，它搭載了專用語音芯片LD3320。該模塊集成了語音識別處理器和包括AD、DA轉換器、麥克風接口、聲音輸出接口等在內的一些外部電路，通過語音訓練創建語音庫，特征關鍵詞和相應語音回復或機器人動作相匹配就形成了語音交互的基本形式。好的語音交互效果需要的大量的語音訓練以提高識別精確度，同時也需要巨大的詞庫量以提高同義語識別率。中科院深圳先進技術研究院智能環繞有專門從事語音識別技術的團隊，他們為經驗學習機器人項目做的語音識別庫簡化后也可用于該小型機器人。
[0042]體感交互是一種直接的交互方式。于本申請中，所述觸摸感應傳感器優選為電容感應設備，主要是依靠電容感應設備在人觸摸機器人外殼時產生的電感變化來獲取觸摸信息，進而執行預設定的指令。
[0043]作為進一步優選，所述電容感應設備采用DFR0030Arduino的數字觸摸傳感器。該設備是一種基于電容感應的觸摸開關模塊，當人體或金屬直接觸碰到傳感器上的金屬面或是與之隔著一定厚度的塑料、玻璃等材料也可以感應到，感應靈敏度則隨金屬面的大小和覆蓋材料的厚度變化。本申請實測在隔離的ABS塑料厚度為3mm時，電容感應設備能有快速正確的檢測到觸摸外殼時的電容變化，產生開關量信號變化。
[0044]RFID交互模塊采用XCAF-12L型號的天線和XCRMF-804型號的讀寫器，配合相應型號的標簽完成機器人的RFID交互功能。讀寫器的特點是工作于902MHz?928MHz (包括國標和FCC)頻段，可讀寫符合IS018000-6C協議標準的標簽，最大功率下讀取距離10m。天線的特點是圓極化的方向、掃描范圍大。
[0045]工作時，機器人上搭載的讀寫器通過天線不停的發射信號并接收返回信號，在機器人行進的過程中，當有標簽進入天線的掃描范圍后，讀得標簽的ID信息，再依據預存的各個標簽ID對應的信息就可以執行特定的指令，實現機器人和環境的交互。實際的應用為在展區的各類產品的隱蔽位置貼上標簽，如A、B、C等，機器人在行進中依此讀到標簽A、B、C，則分別進行對應的產品的宣傳介紹。這是一種最有效的、最精準的探測提取信息的方式。由于天線的掃描方面性