[发明专利]具有情感交互功能的迎宾机器人系统

权利要求书

1.一种具有情感交互功能的迎宾机器人系统，包括仿人主体、仿人双臂、仿人头部和移动底盘，其特征在于，还包括电源单元、语音识别控制单元、双臂控制单元、头部控制单元和移动底盘控制单元；

所述电源单元用于分别向所述语音识别控制单元、所述双臂控制单元、所述头部控制单元和所述移动底盘控制单元供电；

所述语音识别控制单元安装在所述仿人主体上并用于识别用户的语音指令，同时将识别到的用户语音指令转换成控制信号分别输出给双臂控制单元、头部控制单元和移动底盘控制单元；

所述双臂控制单元安装在所述仿人双臂上，并用于根据所述语音识别控制单元输出的控制信号控制仿人双臂的动作；

所述头部控制单元安装在所述仿人头部上，并用于根据所述语音识别控制单元输出的控制信号控制仿人头部的表情和动作；

所述移动底盘控制单元安装在所述移动底盘上，并用于根据所述语音识别控制单元输出的控制信号控制移动底盘的运动；

所述语音识别控制单元包括语音采集模块、语音识别芯片、语音主控芯片和主体控制芯片；

所述语音采集模块的输出端与所述语音识别芯片的数据输入端连接，所述语音采集模块用于采集用户语音指令，并将采集到的用户语音指令转换为电信号输出给所述语音识别芯片；

所述语音识别芯片的输出端与所述语音主控芯片的数据输入端连接，所述语音识别芯片用于将所述语音采集模块传输的语音指令进行识别，并将识别的结果输出给所述语音主控芯片；

所述语音主控芯片的输出端分别与所述主体控制芯片和所述移动底盘控制单元数据连接，所述语音主控芯片根据所述语音识别芯片对语音指令的识别结果进行串口数据和响应音频的输出，并将串口数据分别输出给所述主体控制芯片和所述移动底盘控制单元，所述移动底盘控制单元根据所述语音主控芯片输出的串口数据控制所述移动底盘的运动，所述主体控制芯片的信号输出端还分别与所述双臂控制单元和所述头部控制单元的数据接收端连接，以使得所述双臂控制单元和所述头部控制单元根据所述主体控制芯片输出的信号分别控制所述仿人双臂的运动和所述仿人头部的表情；

所述头部控制单元包括头部控制芯片和用于驱动所述仿人头部进行表情动作的头部驱动模块，所述头部控制芯片存储有设定的仿人头部的表情动作参数，所述头部控制芯片的输入端与所述主体控制芯片的数据输出端连接，以接收所述主体控制芯片的控制信号，并根据接收到的所述主体控制芯片的控制信号调用对应的所述仿人头部的表情动作参数，所述头部控制芯片的输出端与所述头部驱动模块的数据输入端连接，以根据调用的所述仿人头部的表情动作参数向所述头部驱动模块发送控制指令，所述头部驱动模块根据所述头部控制芯片发送的控制指令控制所述仿人头部的表情动作；

所述仿人头部包括眉毛、眼睑、眼球、嘴巴、下颚和颈部，所述头部驱动模块包括头部舵机驱动芯片、以及位于所述仿人头部上并分别用于驱动所述眉毛、眼睑、眼球、嘴巴、下颚和颈部运动的多个头部驱动舵机，所述头部舵机驱动芯片的输入端与所述头部控制芯片的数据输出端连接，所述头部舵机驱动芯片的多个输出接口分别与一个所述头部驱动舵机连接，以使得所述头部舵机驱动芯片能够同时向多个所述头部驱动舵机发送控制信号；

仿人头部还包括头部骨架和颈部骨架，在头部骨架上设有眼部机构和嘴部机构，在颈部骨架上设有颈部机构，眼部机构包括眉毛组件、上下眼睑组件和眼球组件，眉毛组件包括眉毛、第一眉毛驱动单元和第二眉毛驱动单元，眉毛的眉头与第一眉毛驱动单元连接，以使得第一眉毛驱动单元能够带动眉毛绕其眉梢转动，第二眉毛驱动单元与第一眉毛驱动单元连接，以使得第二眉毛驱动单元能够通过第一眉毛驱动单元带动眉毛的眉头竖向移动，眉毛组件还包括眉毛安装座，眉毛安装座固定连接在头部骨架上，且眉毛的眉梢转动连接在眉毛安装座上，以使得眉毛能够绕眉梢位置转动，第一眉毛驱动单元包括沿纵向设置的第一眉毛驱动舵机和眉毛旋转连杆，眉毛旋转连杆靠近第一眉毛驱动舵机的一端与第一眉毛驱动舵机的转轴固定连接，且眉毛旋转连杆远离第一眉毛驱动舵机的一端与眉毛的眉头位置连接，以使得第一眉毛驱动舵机转动时能够通过眉毛旋转连杆带动眉毛的眉头绕眉梢转动；

第二眉毛驱动单元包括沿轴向设置的第二眉毛驱动舵机，第二眉毛驱动舵机通过舵机固定件固定连接在头部骨架上，在第一眉毛驱动舵机外套设有舵机外套，舵机外套上沿轴向方向的两侧分别设有第一连接套筒和第二连接套筒，第一连接套筒与第二眉毛驱动舵机的转轴连接，在头部骨架上与第二连接套筒对应的位置还设有第一支撑架，第二连接套筒与第一支撑架转动连接，以使得第二眉毛驱动舵机能够通过舵机外套带动第一眉毛驱动舵机转动；

嘴唇部包括上嘴唇和下嘴唇；嘴唇驱动单元包括左上嘴唇驱动舵机、右上嘴唇驱动舵机、左下嘴唇驱动舵机和右下嘴唇驱动舵机，左上嘴唇驱动舵机的转轴上连接左上嘴唇舵机臂，左上嘴唇舵机臂远离其连接左上嘴唇驱动舵机的一端与上嘴唇的左侧连接，以使得左上嘴唇驱动舵机转动时能够通过左上嘴唇舵机臂带动上嘴唇的左侧位置向上或向下运动，右上嘴唇驱动舵机的转轴上连接右上嘴唇舵机臂，右上嘴唇舵机臂远离其连接右上嘴唇驱动舵机的一端与上嘴唇的右侧连接，以使得右上嘴唇驱动舵机转动时能够通过右上嘴唇舵机臂带动上嘴唇的右侧位置向上或向下运动，左下嘴唇驱动舵机的转轴上连接左下嘴唇舵机臂，左下嘴唇舵机臂远离其连接左下嘴唇驱动舵机的一端与下嘴唇的左侧连接，以使得左下嘴唇驱动舵机转动时能够通过左下嘴唇舵机臂带动下嘴唇的左侧位置向上或向下运动，右下嘴唇驱动舵机的转轴上连接右下嘴唇舵机臂，右下嘴唇舵机臂远离其连接右下嘴唇驱动舵机的一端与下嘴唇的右侧连接，以使得右下嘴唇驱动舵机转动时能够通过右下嘴唇舵机臂带动下嘴唇的右侧位置向上或向下运动，嘴角部包括左嘴角和右嘴角，嘴角驱动单元包括左上嘴角驱动舵机、左下嘴角驱动舵机、右上嘴角驱动舵机和右下嘴角驱动舵机，左上嘴角驱动舵机的转轴上连接有左上嘴角舵机臂，左上嘴角舵机臂远离其连接左上嘴角驱动舵机的一端还连接有左上嘴角驱动连杆，左下嘴角驱动舵机的转轴上连接有左下嘴角舵机臂，左下嘴角舵机臂远离其连接左下嘴角驱动舵机的一端还连接有左下嘴角驱动连杆，左上嘴角驱动连杆远离其连接左上嘴角舵机臂的一端和左下嘴角驱动连杆远离其连接左下嘴角舵机臂的一端转动连接后再与左嘴角连接，右上嘴角驱动舵机的转轴上连接有右上嘴角舵机臂，右上嘴角舵机臂远离其连接右上嘴角驱动舵机的一端还连接有右上嘴角驱动连杆，右下嘴角驱动舵机的转轴上连接有右下嘴角舵机臂，右下嘴角舵机臂远离其连接右下嘴角驱动舵机的一端还连接有右下嘴角驱动连杆，右上嘴角驱动连杆远离其连接右上嘴角舵机臂的一端和右下嘴角驱动连杆远离其连接右下嘴角舵机臂的一端转动连接后再与右嘴角连接，上嘴唇包括第一上嘴唇、第二上嘴唇和第三上嘴唇，下嘴唇包括第一下嘴唇、第二下嘴唇和第三下嘴唇，第二上嘴唇沿轴向设置且第二上嘴唇的轴向两端分别与左上嘴唇舵机臂和右上嘴唇舵机臂连接，第一上嘴唇靠近第二上嘴唇的一端连接在左上嘴唇舵机臂上，第三上嘴唇靠近第二上嘴唇的一端连接在右上嘴唇舵机臂上，第二下嘴唇与第二上嘴唇平行设置，且第二下嘴唇的轴向两端分别与左下嘴唇舵机臂和右下嘴唇舵机臂连接，第一下嘴唇靠近第二下嘴唇的一端连接在左下嘴唇舵机臂上，第三下嘴唇靠近第二下嘴唇的一端连接在右下嘴唇舵机臂上，第一上嘴唇远离第二上嘴唇的一端向外侧倾斜向下设置，第一下嘴唇远离其连接第二下嘴唇的一端向外侧倾斜向上设置，且第一上嘴唇远离第二上嘴唇的一端与第一下嘴唇远离第二下嘴唇的一端相互连接后形成左嘴角，第三上嘴唇远离第二上嘴唇的一端向外侧倾斜向下设置，第三下嘴唇远离其连接第二下嘴唇的一端向外侧倾斜向上设置，且第三上嘴唇远离第二上嘴唇的一端与第三下嘴唇远离第二下嘴唇的一端相互连接后形成右嘴角；

上下眼睑组件包括左眼睑、左眼睑驱动单元、右眼睑和右眼睑驱动单元，左眼睑与左眼睑驱动单元连接，以使得左眼睑驱动单元能够带动左眼睑闭合和张开，右眼睑与右眼睑驱动单元连接，以使得右眼睑驱动单元能够带动右眼睑闭合和张开；眼球组件包括左眼球、右眼球、眼球左右驱动单元和眼球上下驱动单元，眼球左右驱动单元同时与左眼球和右眼球连接，以用于驱动左眼球和右眼球同步向左或向右运动，眼球上下驱动单元同时与左眼球和右眼球连接，以用于驱动左眼球和右眼球同步向上或向下运动。