一种基于电子皮肤的服务机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电子皮肤的服务机器人，包括：可移动底座和机器人本体。机器人本体包括机器人胸部，以及设有控制器和信息接收模块的机器人腰部。机器人外壳设有电子皮肤层，电子皮肤层与机器人外壳之间设有压力传感器。可移动底座内设有安全回路和避障模块。当机器人碰到障碍物时，压力传感器感应的压力增加，信息接收模块将压力信号反馈给控制器，控制机器人停止工作，保护人或物体安全。同时，利用安全回路实时监控机器人的运行状态，以便立即停止运转；利用避障模块可以对低矮障碍与透明障碍进行探测，提高防碰撞效果。可见，本实施例提供的机器人，具有防护措施，防碰撞效果好，成本低，可使机器人在突发情况下立刻自动停止工作。

A service robot based on electronic skin

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子皮肤的服务机器人
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种基于电子皮肤的服务机器人。
技术介绍
服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。目前的大部分服务机器人是没有工作臂的或者有工作臂的也只有一个自由度，手臂部分不具备安全防护装置，运行过程中主要依靠底盘部分的防撞触边感知碰撞。机器人在运行中如果手臂部分接触到障碍物，此时机器人不能感知到碰撞，继续运动的话，就有损伤的可能。目前，部分服务机器人手臂靠检测电机的电流来感知外力，如果触碰压力小，电机电流变化很小，从而无法精确感知碰触，即触碰信号的产生需要基于一定的力度。现有技术中，检测碰撞有两种方式，一种是接触式，另一种是非接触式。接触式主要分为基于电容薄膜结构的检测和力敏材料检测。非接触式主要分为红外测障传感器和超声波测距传感器。电容薄膜结构的检测是在导体触碰或人体触碰的情况下才能产生信号，实现检测，而非导体则无法检测到。力敏材料传感器通过传感器变形检测电阻变化来判断是否有物体触碰，但精度不高。红外测障传感器电路简单，检测范围大，但是多个红外传感器之间容易互相干扰，安装位置也要尽可能避免红外信号的碰撞。超声波测距的优点在于测量范围较大且不使用光学信号，被测物体的颜色对于测量结果没有影响，但成本高，对于一些影响声速的因素较敏感，比如温度、风速等，而且最大允许角度较小。可见，现有的服务机器人在碰撞检测上存在防碰效果差的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于电子皮肤的服务机器人，以解决现有的服务机器人在碰撞检测上存在防碰效果差的问题。本专利技术提供了一种基于电子皮肤的服务机器人，包括：机器人本体和可移动底座，所述机器人本体设置在可移动底座上部，其中，所述机器人本体包括机器人胸部，以及与机器人胸部连接的机器人腰部；所述机器人胸部的顶端设有头部，所述头部上设有摄像头；所述机器人胸部的相对两端分别通过连接销连接工作臂；所述工作臂和头部的表面分别设有电子皮肤层，所述电子皮肤层与工作臂的外壳之间、以及电子皮肤层与头部的外壳之间分别设有压力传感器；所述机器人腰部的内部设有控制器和信息接收模块；所述控制器通过信息接收模块分别与压力传感器和头部的摄像头连接；所述可移动底座内设有安全回路和与安全回路连接的避障模块，所述安全回路和避障模块分别通过信息接收模块与控制器连接；所述可移动底座的底部对称设有驱动轮，所述驱动轮由设于可移动底座内部的电机驱动，所述电机与安全回路连接。可选地，所述安全回路包括电池、开关、保险丝、电池监控器、蜂鸣器和安全继电器；所述电池的输出端与开关的输入端连接，所述开关的输出端与保险丝的输入端连接，所述保险丝的输出端与电池监控器的输入端连接，所述电池监控器的输出端分别连接蜂鸣器和安全继电器。可选地，还包括：安全边缘开关和电机控制器；所述安全边缘开关设于可移动底座上，所述电机控制器设于可移动底座内；所述安全边缘开关的输入端与安全继电器的输出端连接，所述安全边缘开关的输出端与避障模块的输入端连接，所述避障模块的输出端与电机控制器的输入端连接，所述电机控制器的输出端与电机连接。可选地，所述可移动底座上还设有急停按钮，所述急停按钮通过信息接收模块与控制器连接。可选地，所述机器人胸部上设有显示屏，所述显示屏通过信息接收模块与控制器连接。可选地，所述工作臂的末端安装有相机和夹爪，所述相机和夹爪分别通过信息接收模块与控制器连接。可选地，所述夹爪内设有传感器，所述传感器通过信息接收模块与控制器连接。可选地，所述避障模块包括红外固态激光近距避障模块和超声波测距避障模块。由以上技术方案可知，本专利技术实施例提供的一种基于电子皮肤的服务机器人，包括：可移动底座和设置在可移动底座上的机器人本体。机器人本体包括顶部设有头部的机器人胸部，以及设有控制器和信息接收模块机器人腰部。机器人胸部的相对两端分别通过连接销连接工作臂，工作臂和头部的表面分别设有电子皮肤层，电子皮肤层与工作臂的外壳之间、以及电子皮肤层与头部的外壳之间分别设有压力传感器。可移动底座内设有安全回路和与安全回路连接的避障模块。当机器人工作过程中碰到人体或者物体时，压力通过电子皮肤层传递到压力传感器，压力传感器感应面的压力增加，信息接收模块将压力信号反馈给机器人控制器，控制器控制机器人停止工作，保护人或物体安全。同时，利用安全回路实时监控机器人的运行状态，根据实时监控电流大小控制机器人是否出现异常，进而进行停止运转操作；利用避障模块可以对低矮障碍与透明障碍进行探测，提高防碰撞效果。可见，本实施例提供的机器人，具有防护措施，防碰撞效果好，成本低，可使机器人在突发情况下立刻自动停止工作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于电子皮肤的服务机器人的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的电子皮肤层的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的压力传感器的接线图；图4为本专利技术实施例提供的安全回路的结构框图。图示说明：其中，1-机器人本体，11-机器人本体，12-机器人腰部，13-控制器，14-头部，15-电子皮肤层，16-压力传感器，161-第一引线，162-第二引线，163-电源正极，164-限流电阻，165-电源负极，17-信息接收模块，18-机器人外壳，2-可移动底座，21-电池，22-开关，23-保险丝，24-电池监控器，25-蜂鸣器，26-安全继电器，27-安全边缘开关，28-避障模块，29-电机控制器，3-连接销，4-工作臂，5-驱动轮，6-显示屏，7-夹爪。具体实施方式图1为本专利技术实施例提供的基于电子皮肤的服务机器人的结构示意图。参见图1，本专利技术实施例提供的一种基于电子皮肤的服务机器人，包括：机器人本体1和可移动底座2，机器人本体1设置在可移动底座2上部，机器人本体1与可移动底座2连接，由可移动底座2带动机器人本体1移动。机器人本体1包括机器人胸部11，以及与机器人胸部11连接的机器人腰部12，机器人腰部12与可移动底座2活动连接；机器人胸部11和机器人腰部12形成机器人的躯干，该躯干可以可移动底座2的连接处为支点转动。机器人胸部11的顶端设有头部14，头部14上设有摄像头，利用该摄像头可完成人脸识别及物体追踪的功能。机器人胸部11的相对两端分别通过连接销3连接工作臂4，在设有头部14那一端的相对两侧，机器人胸部11分别连接一工作臂4。该工作臂4通过连接销3与机器人胸部11活动连接，使得工作臂4可沿机器人胸部11转动或旋转。本实施例提供的机器人上的工作臂4为六轴柔性机械臂，机械臂表面用软性材质包裹，同时配备力传感技术，从而保障操作者的安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电子皮肤的服务机器人，其特征在于，包括：机器人本体(1)和可移动底座(2)，所述机器人本体(1)设置在可移动底座(2)上部，其中，/n所述机器人本体(1)包括机器人胸部(11)，以及与机器人胸部(11)连接的机器人腰部(12)；所述机器人胸部(11)的顶端设有头部(14)，所述头部(14)上设有摄像头；所述机器人胸部(11)的相对两端分别通过连接销(3)连接工作臂(4)；/n所述工作臂(4)和头部(14)的表面分别设有电子皮肤层(15)，所述电子皮肤层(15)与工作臂(4)的外壳之间、以及电子皮肤层(15)与头部(14)的外壳之间分别设有压力传感器(16)；/n所述机器人腰部(12)的内部设有控制器(13)和信息接收模块(17)；所述控制器(13)通过信息接收模块(17)分别与压力传感器(16)和头部(14)的摄像头连接；/n所述可移动底座(2)内设有安全回路和与安全回路连接的避障模块(28)，所述安全回路和避障模块(28)分别通过信息接收模块(17)与控制器(13)连接；/n所述可移动底座(2)的底部对称设有驱动轮(5)，所述驱动轮(5)由设于可移动底座(2)内部的电机驱动，所述电机与安全回路连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于电子皮肤的服务机器人，其特征在于，包括：机器人本体(1)和可移动底座(2)，所述机器人本体(1)设置在可移动底座(2)上部，其中，
所述机器人本体(1)包括机器人胸部(11)，以及与机器人胸部(11)连接的机器人腰部(12)；所述机器人胸部(11)的顶端设有头部(14)，所述头部(14)上设有摄像头；所述机器人胸部(11)的相对两端分别通过连接销(3)连接工作臂(4)；
所述工作臂(4)和头部(14)的表面分别设有电子皮肤层(15)，所述电子皮肤层(15)与工作臂(4)的外壳之间、以及电子皮肤层(15)与头部(14)的外壳之间分别设有压力传感器(16)；
所述机器人腰部(12)的内部设有控制器(13)和信息接收模块(17)；所述控制器(13)通过信息接收模块(17)分别与压力传感器(16)和头部(14)的摄像头连接；
所述可移动底座(2)内设有安全回路和与安全回路连接的避障模块(28)，所述安全回路和避障模块(28)分别通过信息接收模块(17)与控制器(13)连接；
所述可移动底座(2)的底部对称设有驱动轮(5)，所述驱动轮(5)由设于可移动底座(2)内部的电机驱动，所述电机与安全回路连接。


2.根据权利要求1所述的基于电子皮肤的服务机器人，其特征在于，所述安全回路包括电池(21)、开关(22)、保险丝(23)、电池监控器(24)、蜂鸣器(25)和安全继电器(26)；
所述电池(21)的输出端与开关(22)的输入端连接，所述开关(22)的输出端与保险丝(23)的输入端连接，所述保险丝(23)的输出端与电池监控器(24)的输入端连接，所述电池监...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘倩，魏瑶，
申请(专利权)人：中瑞福宁机器人沈阳有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21