[实用新型]一种具有丰富运动自由度的智能服务机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及的是一种具备丰富的运动自由度、并能智能控制的机器人，属于电动类、教育类、娱乐类的服务机器人，可应用于机器人研究、场馆导游、家庭娱乐等。

背景技术

目前，在电动机器人玩具市场，大多是由电机、减速器驱动，由遥控装置进行接收、发射，只能完成一些固定的简单动作，智能水平难尽人意。在国内智能类的机器人玩具中，有代表性的如海尔机器狗、广东银辉智能机器狗等，其丰富的动作大大提高了孩子的兴趣，但缺乏语音对话等功能，且价格昂贵，性价比不高。

近几年，拟人机器人以其传统机器人所不能比拟的人形外观和动感行为引起了人们的极大关注。依靠核心技术的提高以及消费市场的拓展，拟人机器人在最近几年取得了长足的发展，市场售价也在不断地下降。例如，Wow Wee公司从2004年起陆续推出了RobosapienV1、V2机器人，以其逼真的人形造型和低廉的价格在市场上热卖。

但是，目前的机器人都没有和计算机平台相结合，其动作都是基于前期的设计任务经过编程而完成的，聪明程度还是不尽如人意。家长们反映，小孩子在玩过几天后就失去了兴趣，他们觉得它始终是一个玩具，无法给他们带来持续的游戏新鲜感和成就感。

为了克服目前市场上的机器人玩具存在的功能简单、交互性不强等问题，本发明给出了一种融学习和娱乐等功能于一体，集机器人技术和计算机技术为一身的新型移动式机器人平台。它有动感的立体造型，可以感知到用户的某些反应从而让使用者在游戏中进行学习和娱乐，从而提高工作效率。用户可以通过看、听、摸来和机器人进行交互，这是一种与和人交流类似但却又不完全相同的感受。这种拟人机器人带来的物理上的视觉、触觉和动作感受是和屏幕上的虚拟机器人角色完全不同的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种集动感造型和娱乐、游戏等功能于一体的移动式互动智能服务机器人。

本实用新型提供的智能服务机器人由拟人机器人本体结构、环境感知模块、主控模块、行为控制模块、通讯模块和界面显示组成，各部分分别介绍如下：

1、拟人机器人本体结构具有多个运动自由度，它包括头颈、躯体、手臂以及移动式的移动底座等。

2、行为控制模块，主要由LED显示板、脖子、肘关节、肩关节、腰关节和驱动轮等组成，其功能是将大脑决策输出到电机或喇叭上，对外界作出反应，使机器人能够完成前进、后退、转弯等运动功能，具有丰富的肢体动作。所有的动作通过电动机和减速器来进行传动，声音通过扬声器发出。

3、各类环境感知模块内置于在机器人的本体结构中，包括视觉感知模块(摄像头)、听觉感知模块(麦克风)、多功能传感器模块(如红外传感器、声纳传感器、温度传感器等)。

4、机器人的大脑是一个嵌入式的CPU、RTOS实时操作系统，操作系统和内存、外存等构成主控模块，通过与外部环境的交互，可以实现环境感知模块的感知信息与机器人肢体动作的映射，从而实现机器人的智能行为。

5、通讯模块，采用GPRS或无线以太网等，通过无线通讯方式与终端实现双向通信，可上网和遥控等，可以上网下载软件和更新信息，也可以访问其他设备等。

6、系统的显示界面为宽屏的液晶显示器，并带有灵敏的触摸面板，用户可以和机器人通过触摸面板来进行交互。

这是一个标准的机器人学习和游戏操作交互平台，能够运行多种不同的、能和这个控制台的标准接口相兼容的应用程序。概括起来，主要包括学习、游戏程序和机器人的学习程序，最简单的情况是机器人仅仅作为学习、游戏软件的状态输出设备。机器人的学习程序通过智能感知模块来获取信息并且在显示屏上或者是通过机器人本身表达出来。

本发明互动平台可以扮演多种角色：比如家庭教师，学习、游戏伙伴以及学习者等。

作为学习、娱乐工具的附加部分，本发明具有明显的优势。它让孩子同一个具有人类特性的具体物体交流，可以让孩子学到很多丰富的、具有吸引力的知识。真实的交流可以更好地锻炼小孩的积极性，孩子将把他们的注意力从荧光屏上转移到机器人的相应动作上来，从而避免长期注视荧光屏带来的后果。

附图说明

图1本发明机器人结构示意图(前视)。

图2本发明机器人结构示意图(侧视)。

图3本发明机器人的运动自由度分布图。

图4本发明机器人的机构控制原理图。