[发明专利]一种陪伴式智能家居中控机器人

摘要

本发明公开了一种陪伴式智能家居中控机器人，包括本体结构、控制系统、运动系统和云平台，具有表情交互、语音交互、家电控制、主动服务四大功能。本体结构设计以多自由度为目标，采用独立的机械化构件，便于接入舵机的动力牵引；表情交互的实现通过树莓派主控板发出指令到Arduino，Arduino控制15个舵机牵引面部各机械构件联合运动，组合出喜、怒、哀、乐等自然表情；树莓派主控板和Arduino的配合使用，解决了主控板通信接口有限的问题；语音交互通过树莓派主控板分自然语音对话和指令语音对话两类实现，确保了前者的生动性和后者的灵敏性。本发明实现了陪伴式管家和主动式服务功能，解决了现有智能家居中控产品在交互方式、功能和成本上的限制和不足。

主权项

1.一种陪伴式智能家居中控机器人，其特征在于，包括本体结构、控制系统和运动系统；本体结构采用独立的机械化构件，便于接入动力牵引，包括根据仿人形安装在一起的基座(1)、脖子(2)、下巴(3)、嘴唇(4)、鼻子(5)、眼睛(6)、眉毛(7)、面部(8)和后脑(9)；控制系统包括树莓派主控板(A)和Arduino(B)；运动系统包括15个舵机；其中，基座(1)采用横至的“T”形结构，包括基座前面板(101)，与基座前面板(101)垂直连接的基座左侧板(102)和基座右侧板(103)，设置在顶部的基座上面板(104)，以及开设在基座上面板(104)的连接孔(105)；脖子(2)包括脖子底座(201)，左四连杆(204)，右四连杆(205)，以及与脖子底座(201)垂直连接的脖子左支架(202)和脖子右支架(203)；连接孔(105)贯穿脖子底座(201)，脖子(2)与基座(1)通过连接孔(105)相连，并在连接孔(105)处安装有第九舵机(D9)，用于控制脖子(2)水平方向的转动，模拟摇头动作；左四连杆(204)一端与脖子左支架(202)铰接，另一端与面部(8)铰接，右四连杆(205)一端与脖子右支架(203)铰接，另一端与面部(8)铰接，在脖子左支架(202)旁安装有第七舵机(D7)，通过左四连杆(204)传动；在脖子右支架(203)对称位置安装有第八舵机(D8)，通过右四连杆(205)传动，第七舵机(D7)和第八舵机(D8)用于控制脖子(2)竖直方向的转动，模拟点头动作；下巴(3)与脖子(2)通过铆钉相连，下巴(3)的左右两侧分别安装有第五舵机(D5)和第六舵机(D6)，通过第五舵机(D5)和第六舵机(D6)的转动，控制嘴唇(4)的开合；嘴唇(4)与下巴(3)通过铆钉相连，嘴唇(4)的左右两侧分别安装有第十四舵机(D14)和第十五舵机(D15)，通过第十四舵机(D14)和第十五舵机(D15)的转动，控制嘴唇(4)实现多种样式的口型；鼻子(5)通过铆钉与面部(8)相连，呈突出的四棱柱形；眼睛(6)通过面部(8)上开凹槽呈现，包含左眼球(601)，右眼球(602)，左下眼睑(603)，左上眼睑(604)，右下眼睑(605)，以及右上眼睑(606)；利用第三舵机(D3)和第十三舵机(D13)控制左眼球(601)上、下、左、右四个方向的转动；利用第四舵机(D4)和第十二舵机(D12)控制右眼球(602)上、下、左、右四个方向的转动；利用第二舵机(D2)控制左下眼睑(603)，左上眼睑(604)的开合；利用第一舵机(D1)控制右下眼睑(605)，右上眼睑(606)的开合；眉毛(7)通过铆钉与面部(8)相连，分别用第十舵机(D10)和第十一舵机(D11)控制两边眉毛(7)的运动，通过第十舵机(D10)和第十一舵机(D11)的旋转来带动眉毛一起旋转；面部(8)与后脑(9)通过胶合粘接。