專(zhuān)利名稱：一種用于交互的機(jī)器人裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于交互的機(jī)器人裝置。
背景技術(shù)：
人類(lèi)對(duì)機(jī)器人的潛在需求是各種各樣的，未來(lái)機(jī)器人一定會(huì)成為人們的生活必需品。例如現(xiàn)在有許多人對(duì)通過(guò)按鈕輸入手機(jī)號(hào)碼或通過(guò)鍵盤(pán)給PC機(jī)進(jìn)行輸入感到厭煩，如果只要向機(jī)器人發(fā)出命令就能完成這些任務(wù)，那么在生活中的方方面面就會(huì)感到非常方便。但是要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)有許多技術(shù)課題，機(jī)器人必有具備語(yǔ)音識(shí)別功能、情感交流功能、傳動(dòng)功能等。在機(jī)器人研究領(lǐng)域比較領(lǐng)先的有日本、美國(guó)等國(guó)家，2002年一2003年，日本總務(wù)省實(shí)施“網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人調(diào)查研究會(huì)”，形成了其基本要點(diǎn)。日本東京大學(xué)佐藤等人早在1992年就提出了將機(jī)器人的傳感功能和傳動(dòng)功能擴(kuò)大到整個(gè)房間里形成“機(jī)器人住宅”?！脑缙诘难芯砍晒梢钥闯觯W(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的融合，可以通過(guò)獲取機(jī)器人所處的環(huán)境信息提供補(bǔ)充信息來(lái)代替人完成某項(xiàng)工作，提高單個(gè)機(jī)器人的功能。而能夠?qū)崿F(xiàn)單體機(jī)器人無(wú)法完成的服務(wù)的機(jī)器人，一定會(huì)成為在今后泛在社會(huì)中應(yīng)用的ー項(xiàng)重要技術(shù)。目前，我國(guó)在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人領(lǐng)域也進(jìn)行了大量的研究，總的來(lái)說(shuō)，我們可以將其研究方向概括為兩個(gè)方面一是用戶向機(jī)器人下達(dá)指令，機(jī)器人根據(jù)指令執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作，但這類(lèi)機(jī)器人執(zhí)行動(dòng)作的功能都比較單ー ；ニ是機(jī)器人自身也一般是實(shí)現(xiàn)比較單ー的智能化，而無(wú)法更加全面地理解用戶的意圖。有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于交互的機(jī)器人裝置，能夠比較全面地理解用戶意圖，實(shí)現(xiàn)與用戶的智能互動(dòng)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案一種用于交互的機(jī)器人裝置，包括設(shè)置在機(jī)器人內(nèi)部的電路板，在所述電路板上設(shè)置有微處理単元、第一信息采集裝置、第二信息采集裝置和信息反饋裝置的對(duì)應(yīng)電路，所述微處理單元連接第一信息采集裝置、第二信息采集裝置和信息反饋裝置，所述第一信息采集裝置包括數(shù)個(gè)傳感器，其中，在所述電路板上還設(shè)置有用于連接計(jì)算機(jī)的接ロ。所述的機(jī)器人裝置，其中，所述接ロ采用多個(gè)USB接ロ，并設(shè)置在一 USB集線器上。[0011 ] 所述的機(jī)器人裝置，其中，所述第二信息采集裝置包括由麥克風(fēng)及其音頻編解碼芯片組成的語(yǔ)音采集裝置。所述的機(jī)器人裝置，其中，所述第二信息采集裝置包括由攝像頭及其驅(qū)動(dòng)模塊組成的圖像采集裝置。所述的機(jī)器人裝置，其中，所述第二信息采集裝置包括由感應(yīng)片及其觸摸傳感器芯片組成的傳感器裝置。所述的機(jī)器人裝置，其中，所述第一信息采集裝置包括多個(gè)限位開(kāi)關(guān)、用于非接觸式感應(yīng)的光敏傳感器和多個(gè)用于位置信息采集的位置傳感器以及環(huán)境位置檢測(cè)的傳感器，所述傳感器包括=GPS模塊，溫、濕度傳感器和氣體檢測(cè)裝置。所述的機(jī)器人裝置，其中，所述信息反饋裝置包括由左、右喇叭及其音頻放大電路組成的語(yǔ)言反饋裝置。所述的機(jī)器人裝置，其中，所述信息反饋裝置包括由多個(gè)直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路組成的動(dòng)作反饋裝置。所述的機(jī)器人裝置，其中，所述信息反饋裝置包括由形成眼睛的兩個(gè)顯示屏及用于顯示心情的心形燈組成的表情反饋裝置。所述的機(jī)器人裝置，其中，所述心形燈處于胸ロ位置。有益效果本實(shí)用新型的用于交互的機(jī)器人裝置使用戶可以像和自己朋友交流一祥和機(jī)器人進(jìn)行交流，機(jī)器人的各種技術(shù)模塊可自由組合，從而更全面地理解用戶意圖，人性化、擬人化的為用戶提供了一系列方便且自然的智能交互方式，方便了用戶。

圖I是本實(shí)用新型的用于交互的機(jī)器人裝置的系統(tǒng)組成框圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的用于交互的機(jī)器人裝置的硬件組成框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種用于交互的機(jī)器人裝置，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖1，圖I為本實(shí)用新型的用于交互的機(jī)器人裝置(下面也稱為機(jī)器人)系統(tǒng)組成框圖。如圖所示，所述機(jī)器人包括設(shè)置在機(jī)器人內(nèi)部的電路板10，在所述電路板10上設(shè)置有微處理単元100、第一信息采集裝置200、信息反饋裝置300和第二信息采集裝置400的對(duì)應(yīng)電路，所述微處理單元100連接第一信息采集裝置200、信息反饋裝置300和第ニ信息采集裝置400，其中，所述第一信息采集裝置200包括數(shù)個(gè)傳感器，在所述電路板上還設(shè)置有用于連接計(jì)算機(jī)的接ロ 20。其中，所述微處理單元100包括一微處理器、電源裝置、存儲(chǔ)器和加密芯片，所述微處理器分別連接電源裝置、存儲(chǔ)器、加密芯片，信息反饋裝置300用于針對(duì)第一、第二信息采集裝置采集的信息，做出相應(yīng)的反饋行為。而第一信息采集裝置200包括兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)、用于非接觸式感應(yīng)的光敏傳感器和兩個(gè)用于位置信息采集的位置傳感器以及環(huán)境位置檢測(cè)的傳感器，所述傳感器包括=GPS模塊，溫、濕度傳感器和氣體檢測(cè)裝置。而第二信息采集裝置400則為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與用戶的智能交互，設(shè)計(jì)了多種信息的采集，使機(jī)器人具有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等功能(下面會(huì)針對(duì)上述信息采集裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹)。另外，所述接ロ 20采用多個(gè)USB接ロ，并設(shè)置在一 USB集線器上。用于連接計(jì)算機(jī)。下面通過(guò)ー個(gè)具體的硬件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明下本實(shí)用新型的機(jī)器人是如何實(shí)現(xiàn)的，在本實(shí)施例中，所述微處理單元包括一微處理器，因?yàn)榇筮\(yùn)算量的算法在計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上運(yùn)行，所以對(duì)微處理器的運(yùn)算要求不高，ARM7系列處理器速度已經(jīng)可以滿足需求了。例如NXP公司的LPC1752微處理器片內(nèi)提供了多路PWM、I2C、AD、SPI、UART、USB、可中斷I/O等資源，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本。當(dāng)微處理器采用ARM7處理器時(shí)，相應(yīng)的其他硬件設(shè)計(jì)可以根據(jù)IC資料來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。請(qǐng)參閱圖2，圖2為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的機(jī)器人的硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，在本實(shí)施例中，所述微處理器(圖中用微處理単元表示)為ARM7處理器；所述電源裝置包括一 5V電源適配器和一用于將5V電壓轉(zhuǎn)為3. 3V電壓的電源轉(zhuǎn)換裝置；所述存儲(chǔ)器為ー FLASH芯片(在本實(shí)施例中，所述FLASH芯片為4M);所述外部處理設(shè)備接ロ包括多個(gè)USB接ロ(圖中用USB集線器表示)。具體來(lái)說(shuō)，所述5V電源適配器用于為本實(shí)用新型的機(jī)器人提供電源，并通過(guò)ー電·源轉(zhuǎn)換裝置為ARM7處理器來(lái)提供合適的工作電壓；所述外部處理設(shè)備接ロ用于連接外部的計(jì)算機(jī)和ARM7處理器。進(jìn)ー步地，所述第二信息采集裝置還可以包括語(yǔ)音采集裝置(在本實(shí)施例中，由麥克風(fēng)(Mic)及其音頻編解碼芯片組成的，圖中用解碼芯片、Mic、喇叭I、喇叭2和音頻放大電路表示)、圖像采集裝置(在本實(shí)施例中，由攝像頭及其驅(qū)動(dòng)模塊組成，圖中用攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊、CMOS和LEN表示)和傳感器裝置(在本實(shí)施例中，由感應(yīng)片及其觸摸傳感器芯片組成)，從而使機(jī)器人具有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等功能。舉例來(lái)說(shuō)，如圖2所示，所述語(yǔ)音采集裝置為麥克風(fēng)(圖中用MIC表示，其通過(guò)ー解碼芯片連接USB集線器)，所述圖像采集裝置為攝像頭(連接ー攝像頭驅(qū)動(dòng)模塊)，并通過(guò)USB集線器連接ARM7處理器，將采集到的聲音、圖像信息通過(guò)USB通信直接發(fā)送到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的算法運(yùn)算。另外，所述傳感器裝置包括觸摸傳感器芯片，所述觸摸傳感器芯片連接n個(gè)感應(yīng)片和微處理單元(應(yīng)當(dāng)理解地是，所述觸摸傳感器芯片通過(guò)ARM7處理器管理，將采集到的也可以通過(guò)USB集線器傳送到計(jì)算機(jī))，這些感應(yīng)片可安裝在機(jī)器人地不同部位，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自身的觸覺(jué)，例如頭、胳膊等身體任意位置。再與第一信息采集裝置結(jié)合使用，通過(guò)位置傳感器(應(yīng)當(dāng)理解所述位置傳感器的數(shù)量應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)設(shè)定)進(jìn)行位置信息采集，實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)位置信息反饋；通過(guò)光電傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)限位。通過(guò)光敏傳感器實(shí)現(xiàn)非接觸式感應(yīng)。更進(jìn)一歩地，所述信息反饋裝置可以包括動(dòng)作反饋裝置、表情反饋裝置和語(yǔ)言反饋裝置。具體來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，如圖2所示，所述表情反饋裝置包括兩組顯示屏(圖中用TFT眼睛屏來(lái)表示，表示所述顯示屏裝在機(jī)器人的眼睛位置)和一組心形燈(所述心形燈處于胸ロ位置)；所述動(dòng)作反饋裝置包括控制機(jī)器人肢體運(yùn)動(dòng)的直流電機(jī)(圖中直流電機(jī)的個(gè)數(shù)為n個(gè)，其通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接ARM7處理器)；所述語(yǔ)言反饋裝置可以包括音頻輸出裝置(如喇叭等，圖中未表出)。所述信息反饋裝置通過(guò)兩組顯示屏實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于眼睛表情顯示，例如笑容、生氣、流淚，也可以根據(jù)場(chǎng)景顯示其動(dòng)畫(huà)與圖片；通過(guò)左喇叭和右喇叭，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)用戶和機(jī)器人進(jìn)行交互時(shí)，機(jī)器人可以通過(guò)語(yǔ)言對(duì)用戶進(jìn)行回應(yīng)，使得機(jī)器人活靈活現(xiàn)；除了以上反饋外機(jī)器人還可以通過(guò)肢體語(yǔ)言對(duì)用戶進(jìn)行回應(yīng)，例如摸機(jī)器人頭時(shí)會(huì)搖搖胳膊、撒撒嬌之類(lèi)(其通過(guò)動(dòng)作反饋裝置來(lái)實(shí)現(xiàn))。當(dāng)所述環(huán)境檢測(cè)的傳感器(比如溫濕度傳感器和氣體檢測(cè)裝置等)檢測(cè)到空氣中的溫度、濕度或成分，然后可以通過(guò)語(yǔ)言反饋裝置(如喇叭等)表達(dá)出來(lái)，還可以根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)計(jì)算出舒適度，為用戶提供一定的環(huán)境舒適度建議。應(yīng)當(dāng)理解地是，所述動(dòng)作反饋裝置、表情反饋裝置和語(yǔ)言反饋裝置可以組合使用(機(jī)器人的各種技術(shù)模塊可自由組合，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)人機(jī)智能交互和多種功能)，更全面地與用戶進(jìn)行交互，提供服務(wù)。下面舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明下本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中的機(jī)器人是如何工作的實(shí)現(xiàn)智能點(diǎn)歌的機(jī)器人當(dāng)安裝在機(jī)器人某一部位的感應(yīng)片(如頭部，背部等)感知到觸摸后，將相應(yīng)信號(hào)傳輸?shù)接|摸傳感器芯片，該芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后將結(jié)果傳遞給機(jī)器人微處理器，微處理器(ARM7處理器)按照協(xié)議將結(jié)果傳輸給PC機(jī)上的客戶端(即外部處理服務(wù)器)同時(shí)通過(guò)心形燈(LED)對(duì)用戶進(jìn)行反饋，客戶端啟動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別軟件，對(duì)MIC采集到的語(yǔ)音信息進(jìn)行識(shí)別(如“捜索歌曲‘真的愛(ài)你指令)，客戶端開(kāi)始通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索該歌曲，同時(shí)控制交互回饋系統(tǒng)對(duì)用戶進(jìn)行應(yīng)答，如客戶端將音頻信息通過(guò)USB接ロ輸出·到機(jī)器人，通過(guò)音頻解碼芯片將信息轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，再通過(guò)音頻功率放大，最后通過(guò)喇叭(喇叭I、喇叭2)播放語(yǔ)音應(yīng)答“正在所搜，主人請(qǐng)稍等”，客戶端向機(jī)器人微處理器發(fā)送表情命令和動(dòng)作命令，微處理器調(diào)用FLASH中數(shù)據(jù)，使顯示屏(可以為T(mén)FT屏)顯示搜索標(biāo)志圖片，表現(xiàn)出機(jī)器人眼睛顯示搜索標(biāo)示，以及微處理器按照客戶端指令控制相應(yīng)部位驅(qū)動(dòng)電路帶動(dòng)電機(jī)做一定速度、一定方向的運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)出機(jī)器人肢體動(dòng)作。隨后搜索完成后開(kāi)始該歌曲播放。物品捜索機(jī)器人將要尋找的物品給本實(shí)用新型的機(jī)器人看，機(jī)器人的圖像采集裝置(例如CM0S傳感器)在驅(qū)動(dòng)電路的配合下采集該物品圖片信息，再通過(guò)USB接ロ傳送給外部處理服務(wù)器，外部處理服務(wù)器啟動(dòng)圖像識(shí)別功能，提取圖片特征，然后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索匹配圖片，最終和上例一祥PC上的客戶端像機(jī)器人發(fā)送指令控制交互反饋系統(tǒng)，將查詢到的信息播報(bào)給用戶，同時(shí)配合一定的表情與動(dòng)作。類(lèi)似方法實(shí)現(xiàn)的功能如股票行情、天氣預(yù)報(bào)、新聞播報(bào)、講故事、講古詩(shī)等。綜上所述，本實(shí)用新型的用于交互的機(jī)器人裝置，包括設(shè)置在機(jī)器人內(nèi)部的電路板，在所述電路板上設(shè)置有微處理単元、第一信息采集裝置、第二信息采集裝置和信息反饋裝置的對(duì)應(yīng)電路，所述微處理單元連接第一信息采集裝置、第二信息采集裝置和信息反饋裝置，所述第一信息采集裝置包括數(shù)個(gè)傳感器，在所述電路板上還設(shè)置有用于連接計(jì)算機(jī)的接ロ。本實(shí)用新型的機(jī)器人使用戶可以像和自己朋友交流一祥和機(jī)器人進(jìn)行交流，機(jī)器人的各種技術(shù)模塊可自由組合，從而更全面地理解用戶意圖，人性化、擬人化的為用戶提供了一系列方便且自然的智能交互方式，方便了用戶?？梢岳斫獾氖?，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于交互的機(jī)器人裝置，包括設(shè)置在機(jī)器人內(nèi)部的電路板，在所述電路板上設(shè)置有微處理単元、第一信息采集裝置、第二信息采集裝置和信息反饋裝置的對(duì)應(yīng)電路，所述微處理單元連接第一信息采集裝置、第二信息采集裝置和信息反饋裝置，所述第一信息采集裝置包括數(shù)個(gè)傳感器，其特征在于，在所述電路板上還設(shè)置有用于連接計(jì)算機(jī)的接ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述接ロ采用多個(gè)USB接ロ，并設(shè)置在一 USB集線器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述第二信息采集裝置包括由麥克風(fēng)及其音頻編解碼芯片組成的語(yǔ)音采集裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述第二信息采集裝置包括由攝像頭及其驅(qū)動(dòng)模塊組成的圖像采集裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述第二信息采集裝置包括由感應(yīng)片及其觸摸傳感器芯片組成的傳感器裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述第一信息采集裝置包括多個(gè)限位開(kāi)關(guān)、用于非接觸式感應(yīng)的光敏傳感器和多個(gè)用于位置信息采集的位置傳感器以及環(huán)境位置檢測(cè)的傳感器，所述傳感器包括GPS模塊，溫、濕度傳感器和氣體檢測(cè)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述信息反饋裝置包括由左、右喇叭及其音頻放大電路組成的語(yǔ)言反饋裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述信息反饋裝置包括由多個(gè)直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路組成的動(dòng)作反饋裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述信息反饋裝置包括由形成眼睛的兩個(gè)顯示屏及用于顯示心情的心形燈組成的表情反饋裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)器人裝置，其特征在于，所述心形燈處于胸ロ位置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于交互的機(jī)器人裝置，包括設(shè)置在機(jī)器人內(nèi)部的電路板，在所述電路板上設(shè)置有微處理單元、第一信息采集裝置、第二信息采集裝置和信息反饋裝置的對(duì)應(yīng)電路，所述微處理單元連接第一信息采集裝置、第二信息采集裝置和信息反饋裝置，所述第一信息采集裝置包括數(shù)個(gè)傳感器，在所述電路板上還設(shè)置有用于連接計(jì)算機(jī)的接口。本實(shí)用新型的機(jī)器人使用戶可以像和自己朋友交流一樣和機(jī)器人進(jìn)行交流，機(jī)器人的各種技術(shù)模塊可自由組合，從而更全面地理解用戶意圖，人性化、擬人化的為用戶提供了一系列方便且自然的智能交互方式，方便了用戶。
文檔編號(hào)B25J11/00GK202753154SQ20122034856
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
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