飞行陪伴机器人 |
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| 申请号 | CN201710507790.6 | 申请日 | 2017-06-28 | 公开(公告)号 | CN107176295A | 公开(公告)日 | 2017-09-19 |
| 申请人 | 段炜; | 发明人 | 段炜; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种飞行陪伴 机器人 ，包括：球形舱和 基座 ，球形舱和基座呈飞碟形状；其中，球形舱的中间 位置 并排设置影像摄像模 块 和第一红外摄像模块；基座的圆弧面的边缘均匀设置多个 超 声波 模块，基座的圆弧面上分别设置第一热释电红外模块、惯性测量模块以及 角 度测量模快；基座底部设置红外投影模块、第二热释电红外模块以及第二红外摄像模块；基座底部平面周边均匀设置四个内嵌式旋翼，基座的底部设两组 电机 ，每组包括两个电机，每个电机分别驱动一个旋翼，四个旋翼中相对设置的两个旋翼设置为逆 时针 旋转，另外两个旋翼设置为顺时针旋转；基座内设置主控单元和至少一块 电池 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种飞行陪伴机器人，其特征在于，包括：球形舱(1)和基座(2)，所述基座(2)上部设置为圆弧状，底部设置为扁平的圆形平面，所述球形舱(1)固定设置在所述基座(2)内，所述球形舱(1)和所述基座(2)呈飞碟形状；其中， |
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| 说明书全文 | 飞行陪伴机器人技术领域背景技术[0002] 随着智能手机产品的普及以及手机功能的丰富，现代人们对手机的依赖会愈加强烈，随之而来的负面影响就是造成了严重的用眼过度，很难想象长此以往发展下去，未来十 年、二十年、三十年后，人类的眼睛将是一个怎样的状况，因此如何能够帮助人们摆脱对手 机的依赖成为一个迫在眉睫的研究课题。 [0003] 随着智能机器人应用领域的扩大，人们期望机器人可以在更多领域为人类服务，现阶段我国机器人行业也是群雄并起、如火如荼，在人机交互、大数据建立以及深度学习等 方面技术已经走在了世界同行业的前列，可以说智能机器人·行业应该是中国实现弯道超 车的重要抓手，因此国家在这方面正在不断的加大投资和政策倾斜力度。 [0004] 现阶段获得专利的陪伴机器人大多是利用双腿行走或者是轮式以及履带式行走机构实现运动的，这类机器人大多体积庞大，行动缓慢，灵活性较低，因此对使用环境的要 求就会比较高，成本也居高不下，造成了智能机器人普及率还比较低的现实情况。 发明内容[0005] 本发明旨在解决现有陪伴机器人体积大且灵活性低的问题。 [0006] 本发明的主要目的在于提供一种飞行陪伴机器人。 [0007] 为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的： [0008] 本发明一方面提供了一种飞行陪伴机器人，包括：球形舱1和基座2，基座2上部设置为圆弧状，底部设置为扁平的圆形平面，球形舱1固定设置在基座2内，球形舱1和基座2呈 飞碟形状；其中，球形舱1的中间位置并排设置影像摄像模块101和第一红外摄像模块102； 基座2的圆弧面的边缘均匀设置四个超声波模块201，基座2的圆弧面上分别设置第一热释 电红外模块202、惯性测量模块203以及角度测量模快204；基座2底部设置红外投影模块 211、第二热释电红外模块212以及第二红外摄像模块213；基座2底部平面周边均匀设置四 个内嵌式旋翼215，四个旋翼215处于一个高度平面，四个旋翼215的结构和半径均相同，基 座2的底部设两组电机219，每组包括两个电机219，每个电机219分别驱动一个旋翼215，四 个旋翼215中相对设置的两个旋翼设置为逆时针旋转，相对设置的另外两个旋翼设置为顺 时针旋转；基座2内设置至少一块电池220；基座2内还设置主控单元。 [0009] 此外，基座2的圆弧面上还设置语音播放模块206和声学采集模块207。 [0010] 此外，基座2的圆弧面上还设置指纹识别模块208。 [0013] 此外，球形舱1的双摄像头中间设置第一闪光灯103；基座2的底部的红外投影模块211旁边设置第二闪光灯214。 [0014] 此外，球形舱1圆弧面下部分内置天线104。 [0016] 此外，基座2上还设置温度传感器205。 [0017] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的飞行陪伴机器人可以依靠分布于基座底部周边的旋翼飞行，处理器可以通过各种类型传感器收集的信号指导 飞行完成自主避障和各种飞行姿态以及各种指令任务，可以解放用户的双手，使其不再过 度依赖手机，成为用户的陪伴，且本发明提供的飞行陪伴机器人体积小，行动灵活，携带方 便，成本也大幅降低，因此该飞行陪伴机器人更容易商业化和家庭普及。 附图说明 [0018] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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 领域的普通技术人员来讲，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 附图。 [0019] 图1为本发明实施例提供的飞行陪伴机器人的俯视图； [0020] 图2为本发明实施例提供的飞行陪伴机器人的主视图； [0021] 图3为本发明实施例提供的飞行陪伴机器人的仰视图。 具体实施方式[0022] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。 [0023] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。 [0024] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。 [0025] 下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。 [0026] 本发明实施例提供的飞行陪伴机器人，其可以设置为如图1至图3所示的结构，当然，还可以根据需要增加其他部件或者删减部分部件，以下仅对本发明实施例提供的飞行 陪伴机器人的结构进行简要说明，但本发明并不局限于此，其他根据需要自行设定的增加 或者删减的结构均应属于本发明的保护范围。 [0027] 参见图1至图3，本发明实施例提供的飞行陪伴机器人可以包括：球形舱1和基座2，基座2上部设置为圆弧状，底部设置为扁平的圆形平面，球形舱1固定设置在基座2内，球形 舱1和基座2呈飞碟形状；其中， [0028] 球形舱1的中间位置并排设置影像摄像模块101(例如高清摄像头)和第一红外摄像模块102(例如第一红外摄像头)； [0029] 基座2的圆弧面的边缘均匀设置四个超声波模块201(例如可以为超声波传感器，当然也可以根据需要设置为八个或者其他数量，这在本发明中并不做限制，本发明仅以四 个为例进行说明)，基座2的圆弧面上分别设置第一热释电红外模块202(例如第一热释电红 外传感器)、惯性测量模块203(例如可以包括陀螺仪传感器2031和加速度传感器2032)以及 角度测量模快204(例如角度传感器)； [0030] 基座2底部设置红外投影模块211(例如红外投影仪)、第二热释电红外模块212(例如第二热释电红外传感器)以及第二红外摄像模块213(例如小型的第二红外摄像头)； [0031] 基座2底部平面周边均匀设置四个内嵌式旋翼215(当然也可以根据需要设置为八个或者其他数量，这在本发明中并不做限制，本发明仅以四个为例进行说明)，四个旋翼215 处于一个高度平面，四个旋翼215的结构和半径均相同，基座2的底部设两组电机219，每组 包括两个电机219，每个电机219分别驱动一个旋翼215，四个旋翼215中相对设置的两个旋 翼设置为逆时针旋转，相对设置的另外两个旋翼设置为顺时针旋转； [0032] 基座2内设置至少一块电池220； [0033] 基座2内还设置主控单元。 [0034] 具体地，球形舱1和基座2整体组合在一起呈飞碟形状，使得本发明实施例提供的飞行陪伴机器人形象更令用户喜爱。球形舱1嵌在基座2内，可以依靠卡扣固定，当然也可以 通过其他方式固定。 [0035] 其中，第二热释电红外模块212和第二红外摄像模块213均可以设置在基座2底部接近红外投影仪镜头处。 [0036] 两组电机219分别位于对称设置的两个旋翼215的中间，通过电机控制器调节电机219转速改变旋翼转速，实现升力变化，从而控制飞行姿态和位置。四个旋翼215中相对设置 的两个旋翼逆时针旋转，相对设置的另外两个旋翼顺时针旋转，因此当飞行陪伴机器人平 衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。飞行陪伴机器人通过调节四个旋翼215 的旋转方向和转速实现垂直运动、俯仰运动、滚转运动、偏航运动、前后运动和倾向运动。 [0039] 作为本发明实施例的一个可选实施方式，球形舱1的双摄像头中间设置第一闪光灯103，从而可以在光线不足时辅助球形舱1的双摄像头进行拍摄。基座2的底部的红外投影 模块211旁边设置第二闪光灯214，从而可以在光线不足时辅助基座上设置的摄像头进行拍 摄。 [0040] 作为本发明实施例的一个可选实施方式，球形舱1圆弧面下部分内置天线104。以此来实现本发明实施例提供的飞行陪伴机器人的无线通信功能。 [0041] 作为本发明实施例的一个可选实施方式，基座2的圆弧面上还设置语音播放模块206和声学采集模块207。以提供本发明实施例提供的飞行陪伴机器人的语音交互功能。 [0042] 作为本发明实施例的一个可选实施方式，基座2的圆弧面上还设置指纹识别模块208。由此可以通过指纹识别模块对用户指纹图像进行采集，进一步飞行陪伴机器人可以对 采集的图像做预处理，提取图像特征值，将其与系统指纹库指纹进行特征匹配，通过匹配验 证，可以开启飞行陪伴机器人工作系统。进一步地，飞行陪伴机器人初始设置时可以设置采 集用户手指指纹，同时可以辅助人脸、人形识别系统共同组成用户信息识别装置，确保飞行 陪伴机器人对用户识别的唯一性，飞行陪伴机器人唤醒、开机以及今后支付系统的开发都 可以应用该装置。 [0043] 作为本发明实施例的一个可选实施方式，基座2的圆弧面上还设置充电接口209和/或USB接口210。由此可以使飞行陪伴机器人通过充电接口209进行充电，也可以通过USB 接口210进行充电，同时，还可以通过USB接口210实现数据的交互。 [0044] 作为本发明实施例的一个可选实施方式，基座2的边缘设置环形橡胶护垫216；基座2底部对称设置四个半球形实心橡胶护垫217(当然也可以根据需要设置为八个或者其他 数量，这在本发明中并不做限制，本发明仅以四个为例进行说明)；四个旋翼215外部分别有 碳纤维护网218。由此通过环形橡胶护垫216和半球形实心橡胶护垫217保护基座2，并通过 碳纤维护网218防止旋翼215伤手。 [0045] 作为本发明实施例的一个可选实施方式，基座2上还设置温度传感器205。以使本发明实施例提供的飞行陪伴机器人可以对周围环境的监测。 [0046] 基座2内设置的主控单元，具体可以为：基座2内可以设置基于Xilinx产品集成FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)与ARM(Acorn RISC Machine， 嵌入式微处理器)的片上系统(System-on-Chip，SoC)——Zynq-7020为主控制单元。Zynq- 7020可以包括处理器系统(Processor System，PS)与可编程逻辑(Programmable Logic， PL)，其中PS可以基于ARM Cortex-A9双核处理器构建，而PL可以由Xilinx的7系列FPGA构 成，可以使用Verilog语言编程。飞行陪伴机器人可以使用ROS(Robot Operating System， 机器人操作系统)，系统可以集成机器人的人机交互模块、传感器数据采集模块、视觉识别 模块、通讯模块、拍摄模块、无线网络模块、蓝牙模块、交互投影模块、飞行控制模块、导航模块和翻译模块等功能模块，负责人机交互、指令解析、行为控制、数据上传等功能。为与ROS 通讯接口保持一致，可以使用Ubuntu作为操作系统，运行于Zynq的PS端ARM处理器之中。 [0047] 本发明实施例提供的飞行陪伴机器人可以依靠分布于基座2底部周边的旋翼215飞行，处理器可以通过各种类型传感器收集的信号指导飞行完成自主避障和各种飞行姿态 以及各种指令任务。 [0048] 另外，本发明实施例提供的飞行陪伴机器人可以解放用户的双手，使其不再过度依赖手机，使效率更高的语音人机交互方式逐步替代其他人机交互方式，提高了生活的效 率，简洁的语音人机交互模式使人机交互知识门槛降低，适应各年龄段，各种知识层次的用 户使用，飞行陪伴机器人可以以飞行跟随的方式随时为用户提供各种需求的最佳解决方 案，成为用户生活的最佳助手和伙伴。 [0049] 通过本发明实施例提供的飞行陪伴机器人，使得飞行陪伴机器人借助智能的控制系统和多传感器的配合，可以为用户提供人机交互、通讯、飞行拍摄、音视频播放、获取资 讯、生活服务、安全陪护、导航、翻译、游戏等服务，可以代替现在手机的绝大部分功能。本发明提供的飞行陪伴机器人体积小，行动灵活，携带方便，成本也大幅降低，因此该飞行陪伴 机器人更容易商业化和家庭普及。 [0050] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 |
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