一种人机交互智能机器狗制造技术

本实用新型专利技术涉及一种人机交互智能机器狗，包括四个腿部、颈部、躯干、头部、尾部和控制系统，控制系统包括与控制器分别双向连接的运动控制模块、检测模块、信息输出模块、通信模块、定位导航模块和电源模块，其中，通信模块还与家电控制模块双向连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术以搭建ROS的控制器为核心，基于运动控制模块、检测模块、信息输出模块、家电控制模块、通信模块、定位导航模块和电源模块，具有多自由度运动、智能安防、家电控制、环境监测、智能导航避障、自动无线充电以及人机交互的功能，能够满足人们对于家庭服务的多方面需求。

A human-computer interactive intelligent machine dog

【技术实现步骤摘要】
一种人机交互智能机器狗
本技术涉及智能机器人
，尤其是涉及一种人机交互智能机器狗。
技术介绍
随着工业化的飞速发展，机器人的应用领域在不断拓宽：机器人已经从制造业逐渐转向了非制造业和服务行业，比如清洁、加油、救护、抢险、救灾等。与工业机器人相比，智能机器人可以通过一定的机械方式进行移动，通过机械手臂进行操作，同时还安装有一些力、视觉、距离传感器等，通过识别周边环境，来决定其运动方式或完成某种工作，这是智能机器人的一个基本特点。在家用服务领域，目前市面上已经出现了技术上十分成熟的清洁机器人、智能管家机器人和智能机器狗，其中，清洁机器人智能化程度比较低、功能单一；智能管家机器人能够基于蓝牙或者互联网，对家用电器进行控制，但缺少监控安防、人机交互的功能；智能机器狗是当前比较热门、受大众喜爱的一种智能机器人，中国专利CN207755773U公开了一种智能交互狗，该专利采用温湿度传感器实现环境监测，适合于室内环境下的儿童使用，中国专利CN108858176A则公开了一种智能机器狗，具有语音控制功能、追踪定位功能以及红外遥控功能，上述两种机器狗均没有真正融合智能安防、家电控制、环境监控、自主定位导航以及无线充电功能，无法提供更好的智能家庭服务。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种人机交互智能机器狗。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种人机交互智能机器狗，包括四个腿部、颈部、躯干、头部、尾部和控制系统，所述四个腿部安装在躯干的两侧面，所述头部的底面通过颈部与躯干的一端连接，所述躯干的另一端连接尾部，所述控制系统包括运动控制模块、检测模块、信息输出模块、家电控制模块、通信模块、定位导航模块、电源模块和控制器，所述运动控制模块、检测模块、信息输出模块、通信模块、定位导航模块和电源模块分别与控制器双向连接，所述通信模块还与家电控制模块双向连接。优选地，所述运动控制模块包括十三个电机，所述腿部包括髋关节、膝关节和抬腿关节，所述十三个电机的输出端分别连接至颈部以及四个腿部的髋关节、膝关节和抬腿关节。优选地，所述检测模块包括红外传感器、烟雾传感器、温湿度传感器、空气质量传感器、电量传感器和语音识别单元，所述红外传感器、烟雾传感器、温湿度传感器和空气质量传感器均安装在头部的顶面，所述电量传感器安装在躯干顶面靠近尾部的位置，所述语音识别单元安装在躯干的顶面，所述红外传感器的型号为HC-SR505，所述烟雾传感器的型号为QM-N10，所述温湿度传感器的型号为DHT22。优选地，所述信息输出模块包括语音输出单元和图像输出单元，所述语音输出单元安装在头部的两侧，所述图像输出单元安装在头部的顶面，所述图像输出单元为IPS显示屏。优选地，所述通信模块包括wifi单元和手机控制单元，所述wifi单元包括wifi天线，所述wifi天线设置在尾部内，所述尾部的一端与躯干连接，所述尾部的另一端安装有开关键，所述手机控制单元安装在躯干顶面靠近尾部的位置，所述家电控制模块安装在头部的顶面。优选地，所述定位导航模块包括双目视觉单元和超声探测单元，所述双目视觉单元和超声探测单元均安装在头部的前端面，所述头部的前端面还安装有照明灯，所述双目视觉单元为WDR逆光红外双目摄像头，所述超声探测单元的型号为HC-SR04。优选地，所述电源模块安装在躯干的侧面，所述电源模块包括充电单元和锂电池，所述充电单元由供电端和受电端组成，所述供电端的输入侧与市电连接，所述供电端的输出侧与受电端的输入侧连接，所述受电端的输出侧与锂电池连接。优选地，所述供电端包括依次连接的信号发生器、功率放大器、升压器和供电电极，所述受电端包括依次连接的受电电极、降压器、整流滤波器和稳压器，所述信号发生器的输入为市电，所述供电电极与受电电极之间相互耦合成电容形式，所述稳压器的输出端连接至锂电池。优选地，所述控制器安装在躯干的顶面，所述控制器为搭建有ROS(RobotOperatingSystem，机器人操作系统)的树莓派3B+。与现有技术相比，本技术通过仿生设计，采用电机驱动的方式，实现了机器狗13个自由度的运动；基于树莓派控制核心、通信模块以及家电控制模块实现了家用电器的智能控制；利用红外传感器、烟雾传感器、温湿度传感器和空气质量传感器，使机器狗具有防火、防盗、以及环境空气检测的功能；通过双目视觉以及超声探测达到机器狗自主定位导航的目的，同时结合电量传感器和充电单元，使机器狗具有自动进行无线充电的功能；此外，通过语音识别单元、语音输出单元图像输出单元以及手机控制单元，进一步增强了机器狗的人机交互功能。综上所述，本技术真正融合了智能安防、家电控制、环境监控、自主定位导航以及无线充电功能，能够提供更好的智能家庭服务。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的控制系统示意图；图3为本技术的检测模块结构示意图；图4为检测模块中烟雾传感器的工作电路原理图；图5为检测模块中语音识别单元的工作电路原理图；图6为本技术的信息输出模块结构示意图；图7为本技术的通信模块与家电控制模块的连接结构示意图；图8为本技术的定位导航模块结构示意图；图9为定位导航模块中超声探测单元的工作原理示意图；图10为本技术的电源模块结构示意图；图11为电源模块中信号发生器的工作电路原理图；图12为电源模块中功率放大器的工作电路原理图；图13为电源模块中稳压器的工作电路原理图；图14为本技术的控制系统的信息传输原理图；其中：1、腿部，101、髋关节，102、膝关节，103、抬腿关节，2、颈部，3、躯干，4、开关键，5、电源模块，6、控制器，7、照明灯，8、头部，80、尾部，9、红外传感器，10、烟雾传感器，11、温湿度传感器，12、空气质量传感器，13、电量传感器，14、语音输出单元，15、图像输出单元，16、wifi单元，17、手机控制单元，18、语音识别单元，19、双目视觉单元，20、超声探测单元，21、家电控制模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。如图1所示，一种人机交互智能机器狗，包括四个腿部1、颈部2、躯干3、头部8、尾部80和控制系统，其中，四个腿部1安装在躯干3的两侧面，头部8的底面通过颈部2与躯干3的一端连接，躯干3的另一端连接尾部80，尾部80的一端与躯干3连接，尾部80的另一端安装有开关键4，腿部1包括髋关节101、膝关节102和抬腿关节103。如图2所示，控制系统包括运动控制模块、检测模块、信息输出模块、家电控制模块21、通信模块、定位导航模块、电源模块5和控制器6，其中，运动控制模块、检测模块、信息输出模块、通信模块、定位导航模块和电源模块5分别与控制器6双向连接，通信模块还与家电控制模块21双向连接，运动控制模块用于实现机器狗的自由运动；...

【技术保护点】
1.一种人机交互智能机器狗，包括四个腿部(1)、颈部(2)、躯干(3)、头部(8)、尾部(80)和控制系统，所述四个腿部(1)安装在躯干(3)的两侧面，所述头部(8)的底面通过颈部(2)与躯干(3)的一端连接，所述躯干(3)的另一端连接尾部(80)，其特征在于，所述控制系统包括运动控制模块、检测模块、信息输出模块、家电控制模块(21)、通信模块、定位导航模块、电源模块(5)和控制器(6)，所述运动控制模块、检测模块、信息输出模块、通信模块、定位导航模块和电源模块(5)分别与控制器(6)双向连接，所述通信模块还与家电控制模块(21)双向连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种人机交互智能机器狗，包括四个腿部(1)、颈部(2)、躯干(3)、头部(8)、尾部(80)和控制系统，所述四个腿部(1)安装在躯干(3)的两侧面，所述头部(8)的底面通过颈部(2)与躯干(3)的一端连接，所述躯干(3)的另一端连接尾部(80)，其特征在于，所述控制系统包括运动控制模块、检测模块、信息输出模块、家电控制模块(21)、通信模块、定位导航模块、电源模块(5)和控制器(6)，所述运动控制模块、检测模块、信息输出模块、通信模块、定位导航模块和电源模块(5)分别与控制器(6)双向连接，所述通信模块还与家电控制模块(21)双向连接。


2.根据权利要求1所述的一种人机交互智能机器狗，其特征在于，所述运动控制模块包括多个电机，所述腿部(1)包括髋关节、膝关节和抬腿关节，所述多个电机的输出端分别连接至颈部(2)以及四个腿部(1)的髋关节、膝关节和抬腿关节。


3.根据权利要求1所述的一种人机交互智能机器狗，其特征在于，所述检测模块包括红外传感器(9)、烟雾传感器(10)、温湿度传感器(11)、空气质量传感器(12)、电量传感器(13)和语音识别单元(18)，所述红外传感器(9)、烟雾传感器(10)、温湿度传感器(11)和空气质量传感器(12)均安装在头部(8)的顶面，所述电量传感器(13)安装在躯干(3)顶面靠近尾部(80)的位置，所述语音识别单元(18)安装在躯干(3)的顶面，所述红外传感器(9)的型号为HC-SR505，所述烟雾传感器(10)的型号为QM-N10，所述温湿度传感器(11)的型号为DHT22。


4.根据权利要求1所述的一种人机交互智能机器狗，其特征在于，所述信息输出模块包括语音输出单元(14)和图像输出单元(15)，所述语音输出单元(14)安装在头部(8)的两侧，所述图像输出单元(15)安装在头部(8)的顶面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方志军，顾佳，高永彬，田方正，董九庆，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海;31