具有室內定位及識別功能的機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種機器人，包括基臺、全景攝像頭和由ZigBee網絡模塊終端構成的無線數傳網絡，基臺包括基體、車輪、動力總成、電源、通信模塊和控制器，全景攝像頭、通信模塊和動力總成的控制單元均與控制器通信連接，電源分別為動力總成、全景攝像頭、通信模塊和控制器供電，車輪安裝在動力總成的驅動軸上，通信模塊為處于無線數傳網絡內的ZigBee網絡模塊終端。該具有室內定位及識別功能的機器人具有水陸兩用的功能，可以將本機器人作為被實驗對象，使學生在分析本機器人具體結構及動作機理后，完成對本機器人進行控制的程序編譯工作。亦可將本機器人做成兒童玩具，充分調動兒童對機械配合關系以及控制過程的興趣，促進其學習勁頭。
【專利說明】
具有室內定位及識別功能的機器人
技術領域
[0001]本實用新型涉及機械智能領域，尤其是涉及一種具有室內定位及識別功能的機器人。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，隨著社會的發展以及科技的進步，人們的生活水平越來越高，在日常生活以及各行各業中，人工智能正在逐漸的代替人們的手工勞動輸出。
[0003]從最簡單的方面來說，餐飲店、服裝店等這些第三產業的門店入口處大多安置有代替“門迎”這一職務的擬人發聲裝置，一般來說，包括紅外感應傳感器或超聲波傳感器、微控制器和功率放大器等，通過紅外感應傳感器感應到前方扇形區域內有移動物，那么微控制器就會調用預先存儲在存儲器內的聲音，再經過編碼、解碼等工作，然后通過功率放大器播放出來。比如，進門時播放“歡迎光臨，祝您購物/用餐愉快”；出門時播放“歡迎您再次光臨本店購物/就餐”。而隨著科技的進步，這種擬人發聲裝置也進行了產品的升級，有針對的說，上述的裝置只能判斷一定區域內是否有物體移動，而不能判斷出移動物到底是人還是其他物體，而通過對前端感應采集裝置的替換以及相應算法的替換，那么就可以使該裝置判斷出移動物到底是人或非人，有針對性的進行發聲。再者，初始的擬人發聲裝置只能發聲，而不能同時將門店的門打開或關閉，經產品升級后，可以將該擬人發聲裝置和門店的自動門結合起來，發聲的同時，同時開門，可以給消費者提供更溫馨舒適的服務和消費體驗。
[0004]從工業角度來說，中國以前乃至現在一直是充當世界工廠這一角色的，在工業水平比較低下的早期，大部分工作主要依靠人為勞動力輸出來完成，工作效率十分低下，人工成本巨大，然而隨著科技的進步，工業勞動越來越自動化和去人工化，大量機械手和機械臂的應用、生產作業的流水化，以及自動裝卸、碼放等，節省了大量的勞動力，也極大的提高了工作效率。此外，在工業應用中，ZigBee網絡也已經成為了時下非常成熟的技術應用，并獲得了大面積的推廣，如公開號為CN 105338662A的中國發明專利則公開的一種名為“ZigBee網絡”的發明專利申請，然而現有的對于此網絡系統的應用并不能可靠移動，使得適用范圍受限。
[0005]時至當下，谷歌最新研發的alphago甚至能夠戰勝人類世界頂級圍棋棋手，展現了其高超的計算能力。
[0006]然而，不積跬步無以至千里，不積小流無以成江河。僅針對人工智能來說，基本上每一次進步均是對現有技術積累的進一步改進和突破，如何對人工智能的方方面面進行改進和突破，始終是相關科研人員面臨的問題。僅從具有全景攝像功能的機器人來說，如何提高機器人的靈活性和擴大其應用場合是本領域的技術人員需要去探索研究的課題。
【實用新型內容】
[0007]針對上述現有技術中的缺點和不足，本實用新型的目的在于提供一種具有室內定位及識別功能的機器人，從而提高全景攝像裝置的靈活性并擴大其應用場合。
[0008]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0009]一種具有室內定位及識別功能的機器人，包括基臺、全景攝像頭和由ZigBee網絡模塊終端構成的無線數傳網絡，所述基臺包括基體、車輪、動力總成、電源、通信模塊和控制器，所述全景攝像頭、通信模塊和動力總成的控制單元均與控制器通信連接，所述電源分別為動力總成、全景攝像頭、通信模塊和控制器供電，所述車輪安裝在動力總成的驅動軸上，所述通信模塊為處于所述無線數傳網絡內的ZigBee網絡模塊終端。
[0010]優選地，所述動力總成安裝在基體內，在所述基體兩側開有四個通孔，所述通孔兩兩同軸設置，所述驅動軸為伸縮驅動軸，所述伸縮驅動軸為兩根，兩根伸縮驅動軸分別對應所述通孔設置，所述伸縮驅動軸通過對應的通孔收入或伸出基體。
[0011 ]優選地，在所述通孔處設置封閉門，所述封閉門包括密封板和驅動簧，所述驅動簧包括記憶合金彈簧和電阻絲，所述電阻絲沿記憶合金彈簧走勢纏繞在記憶合金彈簧上與記憶合金彈簧形成雙股線，所述電阻絲通過電源供電；所述基體側面與上下內表面過渡的部位開有滑道，對應每個通孔設置的密封板均在所述滑道內滑動，所述密封板的邊緣設置有密封件;位于同一側面的兩塊密封板之間通過至少一個驅動簧連接。
[0012]優選地，所述動力總成包括驅動電機、傳動軸和兩根驅動軸，兩根驅動軸的兩端分別安裝所述車輪，所述驅動電機驅動傳動軸旋轉，在所述傳動軸上設置兩個主動齒輪，在兩根驅動軸上分別設置一個從動齒輪，傳動軸上的兩個主動齒輪各自通過鏈條帶動一個從動齒輪轉動。
[0013]優選地，所述驅動軸包括主軸和連接在主軸兩端的連接軸，與主軸連接的一端加工為花鍵，對應的主軸開有花鍵孔，所述主軸和連接軸通過花鍵和花鍵孔配合連接并傳遞扭矩。
[0014]優選地，還包括用于將車輪收進基體內的懸掛伸縮架，所述懸掛伸縮架包括兩組電動推桿和一個軸承座，所述連接軸安裝在軸承座上，兩組電動推桿分別用于帶動軸承座的豎直升降和水平移動；用于帶動軸承座豎直升降的電動推桿豎直設置，電動推桿的支撐座鉸接在基體內，推桿與軸承座鉸接；用于帶動軸承座水平移動的電動推桿的支撐座鉸接在基體內，推桿與軸承座鉸接。
[0015]優選地，所述車輪包括彈性塊、擠壓板、支撐環板、卡瓦和橡膠套，所述擠壓板固定在連接軸遠離花鍵的一端，所述支撐環板和橡膠套均滑動套設在支撐軸上，所述彈性塊夾在支撐環板和擠壓板之間，所述卡瓦為多個，多個卡瓦成環形覆蓋在彈性塊的圓柱面上，所述橡膠套將擠壓板、彈性塊、支撐環板和卡瓦包裹在其內部。
[0016]優選地，所述卡瓦包括瓦片和尖銳凸刺，所述尖銳凸刺設置在卡瓦的弧形凸面上，所述尖銳凸刺具有凸出橡膠套的尖頭。
[0017]優選地，在所述基體的下表面設置有氣囊，在基體內設置有空氣栗，所述空氣栗通過管道與氣囊連通，氣囊與管道的連接部采用密封件密封。
[0018]優選地，所述全景攝像頭的下方設置有電動推桿，所述電動推桿的支撐座固定安裝在基體內部，所述電動推桿的推桿突出基體上表面與全景攝像頭固定連接。
[0019]與現有技術相比，本實用新型實施例至少具有以下優點:
[0020]本實用新型所提供的具有室內定位及識別功能的機器人具有水陸兩用的功能，應用范圍非常廣，各結構之間的配合巧妙合理。具體應用時，可應用在地震后的搜救工作以及水災后的搜救工作中。還可以將本具有室內定位及識別功能的機器人作為被實驗對象，使學生在分析本機器人的具體結構及動作機理后，完成對本機器人進行控制的程序編譯工作。亦可將本具有室內定位及識別功能的機器人做成兒童玩具，充分調動兒童對機械配合關系以及控制過程的興趣，促進其學習勁頭。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的基臺的結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的主視圖；
[0023]圖3為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的側視圖；
[0024]圖4為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的懸掛伸縮架的【具體實施方式】示意圖；
[0025]圖5為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的車輪的側視圖；
[0026]圖6為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的車輪的卡瓦的結構示意圖；
[0027]圖7為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的車輪的結構示意圖。
[0028]圖中:1-基體，2-全景攝像頭，3-驅動電機，4-電源，5-傳動軸，6_通孔，7_密封板，8-彈簧，9-滑道，10-主軸，11-連接軸，12-主動齒輪，13-從動齒輪，14-電動推桿，15-軸承座，16-橡膠套，17-擠壓板，18-彈性塊，19-支撐環板，20-卡瓦。
【具體實施方式】
[0029]下面結合圖1-7和實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0030]如圖1-3所示，圖1為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的基臺的結構示意圖，圖2為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的主視圖，圖3為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的側視圖。
[0031]在圖1中，為了更清晰地表述基體I內的連接及構造，圖1中并沒有給出線路的連接關系。可知的，電源與電動推桿、驅動電機及其他用電單元之間的線路連接關系均為現有技術中為公眾所熟知的技術內容。
[0032]須知地，基體I的側面為對應本機器人的車輪所在的面，基體I的上表面為承載面，在承載面上可以搭載及設置各種輔助設備;基體I的下表面即為機器人的底面，與地面最為靠近的一面;基體I的前端面和后端面即為機器人行走時，面的軸線方向與行走方向相同的兩個面。
[0033]根據本實用新型的具有室內定位及識別功能的機器人，包括基臺、全景攝像頭2和由Zi gBee網絡模塊終端構成的無線數傳網絡，基臺包括基體1、車輪、動力總成、電源4、無線通信模塊和控制器，全景攝像頭2、無線通信模塊和動力總成的控制單元均與控制器通信連接，電源4分別為動力總成、全景攝像頭2、無線通信模塊和控制器供電，車輪安裝在動力總成的驅動軸上，所述通信模塊為處于所述無線數傳網絡內的ZigBee網絡模塊終端。
[0034]由于ZigBee技術、ZigBee自由組網、ZigBee網絡模塊終端、ZigBee中繼器和ZigBee網絡協調器等ZigBee相關概念均為已知且成熟的概念，因此在圖中未示出。
[0035]應用時，在樓宇內分布設置多個ZigBee網絡模塊終端，機器人上的ZigBee網絡模塊終端與處于無線數傳網絡內的其他ZigBee網絡模塊終端之間具有相互通訊和距離檢測的功能，當機器人在ZigBee網絡模塊終端形成的無線數傳網絡環境內行走時，機器人上的ZigBee網絡模塊終端實時與其在至少三個方向上最接近的ZigBee網絡模塊終端之間進行距離的探測，通過這些距離之間的組合，便可以準確定位機器人在樓宇內的位置信息，同時通過全景攝像頭監測機器人周圍的實時環境信息，將無線數傳網絡內設置一個協調器，所有的ZigBee網絡模塊終端均通過協調器與外界通信，機器人的位置信息和對周邊環境的監測信息均可以通過無線數傳網絡及協調器上傳到遠程服務器中。
[0036]動力總成安裝在基體I內，在基體I兩側分別開有四個通孔6，四個通孔6兩兩同軸設置，驅動軸為伸縮驅動軸，伸縮驅動軸為兩根，兩根伸縮驅動軸分別對應通孔6設置，伸縮驅動軸通過對應的通孔6縮入或伸出基體I。
[0037]在每個通孔6處均設置有封閉門，封閉門包括密封板7和驅動簧8，位于同一側面的兩塊密封板7之間通過至少一個驅動簧8連接，兩塊密封板7位于同一側面兩個通孔6之間的滑道9內。驅動簧8包括記憶合金彈簧和電阻絲，電阻絲沿記憶合金彈簧走勢纏繞在記憶合金彈簧上與記憶合金彈簧形成雙股線，電阻絲通過電源4供電；基體I側面與上下內表面過渡的部位開有滑道9，對應每個通孔6設置的密封板7均在滑道9內滑動，密封板7的邊緣設置有密封件。
[0038]動力總成包括驅動電機3、傳動軸5和兩根驅動軸，兩根驅動軸的兩端分別安裝車輪，驅動電機3驅動傳動軸5旋轉，在傳動軸5上設置兩個主動齒輪12，在兩根驅動軸上分別設置一個從動齒輪13，傳動軸5上的兩個主動齒輪12各自通過鏈條帶動一個從動齒輪13轉動。
[0039]驅動軸包括主軸10和連接在主軸10兩端的連接軸11，與主軸10連接的一端加工為花鍵，對應的主軸10開有花鍵孔，主軸10和連接軸11通過花鍵和花鍵孔配合連接并傳遞扭矩。
[0040]如圖4所示，圖4為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的懸掛伸縮架的【具體實施方式】示意圖。
[0041]基臺還包括用于將車輪收進基體I內的懸掛伸縮架，懸掛伸縮架包括兩組電動推桿14和一個軸承座15，位于主軸10兩端的連接軸11安裝在軸承座15上，兩組電動推桿14分別用于帶動軸承座15的豎直升降和水平移動；用于帶動軸承座15豎直升降的電動推桿14豎直設置，電動推桿14的支撐座鉸接在基體I內，推桿與軸承座15鉸接；用于帶動軸承座15水平移動的電動推桿14的支撐座鉸接在基體I內，推桿與軸承座15鉸接。
[0042]如圖5-7所示，圖5為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的車輪的側視圖，圖6為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的車輪的卡瓦20的結構示意圖，圖7為本實用新型具有室內定位及識別功能的機器人的車輪的結構示意圖。在圖7中，為了更好的表示多個卡瓦20之間的配合關系，圖中間距較大，僅作示意。
[0043]車輪包括彈性塊18、擠壓板17、支撐環板19、卡瓦20和橡膠套16，擠壓板17固定在連接軸11遠離花鍵的一端，支撐環板19和橡膠套16均滑動套設在支撐軸上，彈性塊18夾在支撐環板19和擠壓板17之間，卡瓦20為多個，多個卡瓦20成環形覆蓋在彈性塊18的圓柱面上，橡膠套16將擠壓板17、彈性塊18、支撐環板19和卡瓦20包裹在其內部。
[0044]卡瓦20包括瓦片和尖銳凸刺，尖銳凸刺設置在卡瓦20的弧形凸面上，尖銳凸刺具有凸出橡膠套16的尖頭。
[0045]在基體I的下表面設置有氣囊，在基體I內設置有空氣栗，空氣栗通過管道與氣囊連通，氣囊與管道的連接部采用密封件密封。
[0046]全景攝像頭2的下方設置有電動推桿14，電動推桿14的支撐座固定安裝在基體I內部，電動推桿14的推桿突出基體I上表面與全景攝像頭2固定連接。
[0047]具有室內定位及識別功能的機器人的全景攝像頭2能夠360°實時采集現場圖像，并通過無線通信模塊將圖像數據傳輸至遠程服務器內進行遠程分析并對具有室內定位及識別功能的機器人下達進一步命令。
[0048]本具有室內定位及識別功能的機器人的工作原理說明:
[0049]可實施地，具有室內定位及識別功能的機器人的基體I上可任意搭載動作執行機構、現場環境檢測設備等，具體的如機械臂和機械手、各種傳感器以及虹膜解鎖、遠程視頻、GPS導航等功能實現裝置。同時，全景攝像頭2通過電動推桿14設置，可以使得全景攝像頭2能夠自由調節拍攝高度。
[0050]行走:懸掛伸縮架的兩組電動推桿14調整本身推桿的伸出長度，首先使車輪正對基體I兩側的通孔6;其次將車輪推出基體I;再次將車輪放下，使車輪下側輪緣比基體I下表面所在平面低，花鍵和花鍵孔之間的配合保證了連接軸11和主軸10之間在軸向能夠相對移動，同時又可以保證主軸1和連接軸11之間能夠傳遞扭矩，這樣，就能實現具有室內定位及識別功能的機器人的行走。
[0051]制動:車輪保持行走時與基體I之間的相對位置關系，通過對應的電動推桿14將車輪向基體I一側拉回，車輪內側卡在基體I外側，通過摩擦力進行一次制動;如果一次制動不能保證機器人停止，那么繼續控制對應的電動推桿14使連接軸11向基體I內收縮，這時，車輪內的擠壓板17開始朝向彈性塊18運動，配合支撐環板19擠壓彈性塊18，彈性塊18受壓后會頂起車輪內的卡瓦20，而卡瓦20上的尖銳凸刺會刺出橡膠套16并進一步插入行走面內，使機器人“釘在”行走面上，完成二次制動。
[0052]回收:懸掛伸縮架的兩組電動推桿14分別或同時進行動作，即行走準備過程中的反向動作，待車輪完全回收進基體I內，通過電源4對電阻絲進行通電，電阻絲通電之后加熱，電阻絲加熱到一定溫度后(記憶合金彈簧能夠發生形變的溫度)，記憶合金彈簧由自由狀態展開，將兩個密封板7推至通孔6處，將通孔6密封，隔絕基體I和外界的聯系。
[0053]漂浮:保持回收的狀態，通過空氣栗向氣囊內注入空氣或其他氣體(優選氫氣、氮氣或氦氣等密度較小的氣體)使氣囊膨脹，這樣就可以保證本機器人能夠在水上漂浮。當不需要機器人保持漂浮狀態時，通過空氣栗將氣囊內的空氣抽出，直至氣囊保持真空狀態“貼”在基體I的下表面上;或者氣囊采取一次性設計，通過空氣栗繼續向氣囊內注入氣體，直至超過其膨脹極限，使氣囊爆炸脫離基體I。可實施地，氣囊與基體I的上表面采用防水膠粘貼設置。更具體的，為了避免機器人在水上漂浮時，水會涌上基體I上表面使基體I上的部件遇水不能正常工作，可以在基體I上表面四緣設置圍堰，甚至以基體I為載體，設置封閉式的透明拱棚(以上氣囊及空氣栗的具體結構以及圍堰和透明拱棚的結構均未給出)。
[0054]以上，所有能源消耗單元(電動推桿14、驅動電機3等)的能源輸入均通過電源4提供，基體I內的電源4設置為兩個，分別在機體的兩端設置，兩個電源4可以有針對性的分工對機器人上設置和搭載的用電單元進行供電，也可以將其中一個作為應急備用單元應用。
[0055]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種具有室內定位及識別功能的機器人，包括基臺、全景攝像頭和由ZigBee網絡模塊終端構成的無線數傳網絡，其特征在于，所述基臺包括基體、車輪、動力總成、電源和通信模塊，所述電源分別為動力總成、全景攝像頭和通信模塊供電，所述車輪安裝在動力總成的驅動軸上，所述通信模塊為處于所述無線數傳網絡內的ZigBee網絡模塊終端。2.根據權利要求1所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，所述動力總成安裝在基體內，在所述基體兩側開有四個通孔，所述通孔兩兩同軸設置，所述驅動軸為伸縮驅動軸，所述伸縮驅動軸為兩根，兩根伸縮驅動軸分別對應所述通孔設置，所述伸縮驅動軸通過對應的通孔收入或伸出基體。3.根據權利要求2所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，在所述通孔處設置封閉門，所述封閉門包括密封板和驅動簧，所述驅動簧包括記憶合金彈簧和電阻絲，所述電阻絲沿記憶合金彈簧走勢纏繞在記憶合金彈簧上與記憶合金彈簧形成雙股線，所述電阻絲通過電源供電；所述基體側面與上下內表面過渡的部位開有滑道，對應每個通孔設置的密封板均在所述滑道內滑動，所述密封板的邊緣設置有密封件;位于同一側面的兩塊密封板之間通過至少一個驅動簧連接。4.根據權利要求3所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，所述動力總成包括驅動電機、傳動軸和兩根驅動軸，兩根驅動軸的兩端分別安裝所述車輪，所述驅動電機驅動傳動軸旋轉，在所述傳動軸上設置兩個主動齒輪，在兩根驅動軸上分別設置一個從動齒輪，傳動軸上的兩個主動齒輪各自通過鏈條帶動一個從動齒輪轉動。5.根據權利要求4所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，所述驅動軸包括主軸和連接在主軸兩端的連接軸，與主軸連接的一端加工為花鍵，對應的主軸開有花鍵孔，所述主軸和連接軸通過花鍵和花鍵孔配合連接并傳遞扭矩。6.根據權利要求5所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，還包括用于將車輪收進基體內的懸掛伸縮架，所述懸掛伸縮架包括兩組電動推桿和一個軸承座，所述連接軸安裝在軸承座上，兩組電動推桿分別用于帶動軸承座的豎直升降和水平移動；用于帶動軸承座豎直升降的電動推桿豎直設置，電動推桿的支撐座鉸接在基體內，推桿與軸承座鉸接;用于帶動軸承座水平移動的電動推桿的支撐座鉸接在基體內，推桿與軸承座鉸接。7.根據權利要求5-6中任一項所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，所述車輪包括彈性塊、擠壓板、支撐環板、卡瓦和橡膠套，所述擠壓板固定在連接軸遠離花鍵的一端，所述支撐環板和橡膠套均滑動套設在支撐軸上，所述彈性塊夾在支撐環板和擠壓板之間，所述卡瓦為多個，多個卡瓦成環形覆蓋在彈性塊的圓柱面上，所述橡膠套將擠壓板、彈性塊、支撐環板和卡瓦包裹在其內部。8.根據權利要求7所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，所述卡瓦包括瓦片和尖銳凸刺，所述尖銳凸刺設置在卡瓦的弧形凸面上，所述尖銳凸刺具有凸出橡膠套的尖頭。9.根據權利要求1所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，在所述基體的下表面設置有氣囊，在基體內設置有空氣栗，所述空氣栗通過管道與氣囊連通，氣囊與管道的連接部采用密封件密封。10.根據權利要求1或9所述的具有室內定位及識別功能的機器人，其特征在于，所述全景攝像頭的下方設置有電動推桿，所述電動推桿的支撐座固定安裝在基體內部，所述電動推桿的推桿突出基體上表面與全景攝像頭固定連接。
【文檔編號】B25J5/00GK205651329SQ201620310008
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月14日 公開號201620310008.2, CN 201620310008, CN 205651329 U, CN 205651329U, CN-U-205651329, CN201620310008, CN201620310008.2, CN205651329 U, CN205651329U
【發明人】于紅昶
【申請人】小煷伴（深圳）智能科技有限公司