带投影仪的飞行机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种带投影仪的飞行机器人，其包括运动端和固定端。运动端和固定端采用分布式工作模式。运动端包括顶部、主体和底部。顶部包括升力系统和一个或多个接近传感器；主体为由可用作背投屏幕的薄膜材料制成的密闭中空球状体或类球状体，内部充满密度小于空气的气体；底部包括一个或多个背投式投影仪、无线通信模块、微控制器、电池、方向及转向控制装置、摄像装置、声音采集及再现装置、高度传感器以及其他传感器等。固定端包括无线通信模块、控制设备、充电接口以及其他数据接口等。本实用新型专利技术的带投影仪的飞行机器人便于进行人机交互，适合在室内和室外环境中使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种飞行机器人，具体地，本技术涉及一种带投影仪的飞行机器人。
技术介绍
近年来，智能机器人开始走进人们的生活，在各个方面为人类提供方便、快捷的帮助和服务。例如，清洁机器人可以自动清洁地面、窗户等；娱乐机器人可以通过语音、声光、动作及触碰反应等与人进行互动。这些智能机器人按运动方式主要分为地面式和飞行式两种。地面机器人主要依靠轮式或履带运动平台进行运动，如吸尘机器人、无线遥控车、自动平衡车等；而飞行机器人多以旋翼构造的飞行器为主，例如多轴飞行器等。然而，一方面，地面机器人易受地形和地面障碍物等地面环境影响，运动范围受到很大限制，例如不能或不方便上下楼梯、翻越诸如家具等障碍物。另一方面，出于提高灵活性的考虑，地面机器人通常体积较小并且靠近地面运动，所以即使安装显示或交互装置，其尺寸也非常有限，并且由于视角较低，不易于被观察到并且不方便与使用者进行直接交互。与地面机器人相比，飞行机器人的运动范围不再受地形和地面障碍物的限制，因此运动范围有了很大提高。飞行机器人一般由螺旋桨提供动力，为了产生足够的动力，螺旋桨需高速旋转，这对于靠近飞行机器人的人或物体具有很大的危险性，一旦发生触碰，会对彼此造成很大损害。另外，飞行机器人的飞行时间与飞行器的重量和体积成反比，一般民用无人飞行器的理论续航时间不超过20分钟，在进行机动飞行时不超过10分钟，并且只能搭载非常有限的载荷，如摄像
头和通信设备等。如果需要搭载其他设备例如人机交互显示器等，飞行器的重量会超过几公斤，动力系统消耗的功率会超过几百瓦，由此导致飞行时间进一步缩短并且噪音较大，不利于进行人机交互体验。
技术实现思路
本技术针对以上现有智能机器人存在的问题，提供一种续航时间长，便于进行人机交互的室内和室外用飞行机器人。根据本技术的一个方面，提供一种带投影仪的飞行机器人，以下简称为飞行机器人。飞行机器人包括：运动端，其包括顶部、主体和底部，其中顶部包括升力系统，底部包括运动端控制/功能组件以及一个或多个投影仪；固定端，其包括固定端控制/功能组件。其中，运动端与固定端能够通过运动端控制/功能组件和固定端控制/功能组件进行无线通信，投影仪能够向主体投射外部可见的影像。本技术的飞行机器人包括能够以无线通信方式进行通信的运动端和固定端，运动端和固定端采用分布式工作模式，即运动端实现飞行运动、数据采集与传输、人机交互等功能，固定端实现数据收集、数据处理与分析、对运动端进行飞行、交互控制以及充电等功能。这种分布式设计使得运动端的重量大大降低，从而减小动力系统的功率消耗并因此降低其飞行时的噪音，使长时间的飞行和飞行时的人机交互成为可能。根据本技术的一种实施方式的飞行机器人，其中，运动端为大致球形(如图2和图3所示)，其包括通过已知的方式(例如通过电线和数据线路等)连接并固定在一起的顶部、主体和底部。当然，本领域技术人员可以想到，可以将运动端制成其他适合的形状。运动端的主体构成了大致球形的绝大部分，其由可用作背投屏幕的柔性薄膜材料制成。主体内部充满密度小于空气的气体，并且内部气体保持一定压强使主体表面平整。这样，当主体充满所述气体时，主体在空气中会具有一定的浮力，并且由于薄膜材料较轻，主体体积越大，浮力也会越大。这使得可以进一步降低运动端的重量和升力系
统所需要的功率。根据本技术的一种实施方式，运动端的顶部包括用来提供运动端飞行时所需要的升力的升力系统和一个或多个接近传感器，在本技术的其他实施方式中，所述一个或多个接近传感器也可位于运动端的底部。由于本技术的飞行机器人飞行所需的总升力由主动升力和自身浮力构成，所以浮力越大主动升力就可以越小，根据本技术的一方面，升力系统包括构成球体的一部分的顶部壳体和容纳在顶部壳体内的风扇，其中所述风扇可以是离心式风扇、轴流式风扇或本领域技术人员可以想到的其他风扇。所述顶部壳体具有顶部中央开口和沿着顶部壳体的下侧周缘间隔地设置的多个侧部开口。当风扇旋转时，空气被从顶部中央开口吸入，经过风扇的作用，从所述多个侧部开口高速喷出。根据“边界层吸附效应(或康达效应)”，如果平顺地流动的流体经过具有一定弯度的凸表面的时候，有向凸表面吸附的趋向，所以从风扇高速喷出的空气会高速流过球状主体上表面，同时又根据“边界层表面效应(或伯努利效应)”，当流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，所以高速空气流会造成球体上表面空气压力降低，从而在主体的上下侧表面之间形成压力差，产生主动升力。所述一个或多个接近传感器用于感测飞行机器人与周围人或物体的距离，避免距离过近而发生碰撞。根据本技术的一种实施方式，运动端的底部可包括运动端控制/功能组件和一个或多个背投式投影仪，所述运动端控制/功能组件可以包括例如无线通信模块、微控制器、电池、方向及转向控制装置、摄像装置、声音采集及再现装置和传感器等，所述传感器可以是高度传感器以及其他传感器。固定端可包括固定端控制/功能组件，所述固定端控制/功能组件可以包括例如无线通信模块、控制设备、充电接口和其他数据接口等。根据本技术的一种实施方式，运动端的无线通信模块能够与固定端的无线通信模块进行无线通信，向固定端的无线通信模块传输由运动端的例如声音采集装置、摄像装置以及传感器等所采集的数据
信息，并从固定端的无线通信模块接收固定端控制设备的控制指令并将其传递至运动端的微控制器，所述无线通信模块可以是Wi-Fi模块或无线模块等。运动端的微控制器能够根据由固定端的控制设备发出的控制指令和数据信息对运动端进行控制，从而控制运动端的飞行状态、显示内容、声音内容等。电池能够储存电能并向运动端控制/功能组件等供电，其可以通过固定端的充电接口进行充电。背投式投影仪能够由主体内向主体外投射影像，并将主体用作显示屏在形成主体的柔性薄膜上成像，以用于人机交互。由背投式投影仪投射的影像可覆盖球体的大部分范围，例如可实现60-360度投影，显示面积较大，有助于近距离或较远距离的人机交互，可用于广告播放、咨询显示等。方向及转向控制装置能够控制运动端的飞行方向及自身转向，其可以是一个或多个风扇，例如但不限于带有彼此成一定角度布置的三个或更多个阀门的一个风扇；彼此成一定角度布置的三个或更多个风扇；彼此成一定角度布置的可反向旋转的两个或更多个风扇；方向及转向控制装置还可以是除了风扇之外本领域技术人员已知的其他装置。摄像装置能够采集运动端所处环境的影像，包括与运动端进行交互的人以及他们做出的动作等，以根据动作进行人机交互。声音采集及再现装置可以是麦克风和扬声器等，能够通过声音进行人机交互。高度传感器能够感测运动端距地面或其他物体的高度数据。其他传感器可根据需要包括但不限于温度传感器、湿度传感器、陀螺仪、磁力计以及加速度传感器等。固定端的无线通信模块能够与运动端的无线通信模块进行无线通信，接收由运动端的例如声音采集及再现装置、摄像装置以及传感器等所采集的数据信息，并向运动端的无线通信模块发送控制设备的控制指令，例如控制运动端的飞行状态和投影仪的投射内容。固定端的控制设备可以是能够进行数据处理及分析、逻辑运算、发送控制指令以及人机交互等任务的任务计算机，其可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带投影仪的飞行机器人，其特征在于，包括：运动端，其包括顶部、主体和底部，其中顶部包括升力系统，底部包括运动端控制/功能组件以及能够向主体投射外部可见影像的一个或多个投影仪；固定端，其包括固定端控制/功能组件；其中，运动端与固定端能够通过运动端控制/功能组件和固定端控制/功能组件进行无线通信。

【技术特征摘要】
2015.08.19 CN PCT/CN2015/0875161.一种带投影仪的飞行机器人，其特征在于，包括：运动端，其包括顶部、主体和底部，其中顶部包括升力系统，底部包括运动端控制/功能组件以及能够向主体投射外部可见影像的一个或多个投影仪；固定端，其包括固定端控制/功能组件；其中，运动端与固定端能够通过运动端控制/功能组件和固定端控制/功能组件进行无线通信。2.根据权利要求1所述的飞行机器人，其特征在于，主体由薄膜材料构成，其内部充满密度小于空气的气体。3.根据权利要求1所述的飞行机器人，其特征在于，升力系统包括顶部壳体和容纳在顶部壳体内的风扇，顶部壳体包括顶部中央开口和多个侧部开口。4.根据权利要求2所述的飞行机器人，其特征在于，升力系统包括顶部壳体和容纳在顶部壳体内的风扇，顶部壳体包括顶部中央开口和多个侧部开口。5.根据权利要求3或4所述的飞行机器人，其特征在于，所述风扇为离心式风扇或轴流式风扇。6.根据权利要求1所述的飞行机器人，其特征在于，升力系统包括顶部壳体和容纳在顶部壳体内的风扇，以便为飞行机器人提...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，
申请(专利权)人：北京艾肯拓科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11