一种具有交互功能的机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种具有交互功能的机器人。
【背景技术】
[0002]近年来，随着机器人技术的迅猛发展，在餐饮行业、商场、展会、科技部、会议中心、开业庆典等场合均开始广泛的应用机器人，一定程度上替代了人类所进行的体力劳动。特别是随着我国餐饮业的迅速发展，部分餐厅已开始引入餐饮服务机器人，通过餐饮服务机器人，进行厅内迎宾、送餐和餐具回收服务项目。
[0003]在企业迎宾大厅、会展中心和企业展位等场所，用到最多的为机器人的交互功能。因为机器人作为新奇的事物本身就具有娱乐和吸引目光的功能，再加上良好的互动效果，就可以达到好的公司和产品的推介作用。另外交互还可以达到良好的娱乐目的。
[0004]交互功能按照交互的对象可以分为机器人与人交互和机器人与场景环境交互。交互是机器人功能设计的重点，也是机器人与人之间最有效、最直观和最便捷的信息交换形式之一。机器人与人交互的方式有语音交互、体感交互、射频信号识别交互和图像识别交互等。
[0005]然而，现有的机器人所具有的交互方式比较单一，一般只包括语音交互、体感交互、射频信号识别交互和图像识别交互中的一种交互方式。但是这种单一的交互方式所达到的交互效果不够生动形象，并且交互不够稳定，比如，如果仅仅采用语音交互方式，则由于识别精确度不够高，可能存在机器人不能识别人的话语，或对人的话语识别速度很慢的问题，因而交互功能不够稳定。同样，如果仅仅采用体感交互、射频信号识别交互或图像识别交互，则也会出现不稳定的问题。
[0006]基于以上描述，亟需一种新的具有交互功能的机器人，以解决现有技术存在的机器人交互功能不稳定，并且交互效果不够生动形象的问题。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型目的之一在于提供一种具有交互功能的机器人，该机器人能够增强交互功能，使得机器人的交互功能更加稳定。
[0008]本实用新型目的之二在于提供一种具有交互功能的机器人，该机器人同时使交互的形式显得更加生动形象。
[0009]本实用新型采用的技术方案如下:
[0010]一种具有交互功能的机器人，其包括:
[0011]语音交互模块，该模块包括语音识别处理器和外部电路，所述外部电路包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口，通过语音训练创建语音库，特征关键词和相应语音回复或机器人动作相匹配形成语音交互的基本形式；
[0012]体感交互模块，该模块包括触摸感应传感器，在人触摸机器人外壳时，所述触摸感应传感器产生电感变化，所述体感交互模块根据所述触摸感应传感器产生的电感变化来获取触摸信息，进而执行预设定的指令；
[0013]RFID交互模块，该模块包括搭载在所述机器人上的读写器和天线，所述读写器通过天线不停的发射信号并接收返回信号，在机器人行进的过程中，当有标签进入天线的扫描范围后，读得标签的ID信息，再依据预存的各个标签ID对应的信息就可以执行特定的指令，实现机器人和环境的交互。
[0014]作为优选，该机器人还包括交互执行模块，该模块包括语音应答装置、LED闪光灯、手臂、头部、视频播放器以及移动平台，所述移动平台的上端设置有机器人本体，所述机器人本体的左右两侧分别设置有一个所述手臂，且左右两侧的手臂呈对称分布，所述头部位于所述机器人本体的上端，所述视频播放器设置于所述机器人本体的前部。
[0015]作为优选，所述手臂为3自由度的手臂，具有3个关节，所述手臂的3个关节都是转动副，所述手臂能够握手、拥抱、挥手打招呼和挥手再见。
[0016]作为优选，所述头部为3自由度的头部，具有3个关节，所述头部的3个关节都是转动副，所述头部能够点头、摇头和晃动。
[0017]作为优选，所述触摸感应传感器位于所述头部内，所述LED闪光灯位于所述头部外侧，所述头部上还设置有视频监控摄像头。
[0018]作为优选，所述机器人还包括测距装置，所述测距装置包括超声波测距传感器、红外传感器和碰撞传感器中的至少一种。
[0019]作为优选，所述测距装置包括超声波测距传感器、红外传感器和碰撞传感器，所述超声波测距传感器、红外传感器和碰撞传感器的信息输入为串联结构的融合，按照测量范围由远到近的次序分为第一级、第二级、第三级信息输入。
[0020]作为优选，所述移动平台采用四轮行走机构，四轮行走机构包括四个轮子，每个轮子具有一个驱动装置，四个轮子分为前后两组，其中一组的轮子的中心线与另一组轮子的中心线呈预设夹角；
[0021]每个轮子的驱动装置包含电机、联轴器和齿轮，四个电机交叉布置。
[0022]作为优选，所述机器人上还设置有充电插头和一个红外接收器，所述充电插头与设置在外部的充电座相配合，所述充电座上设置有至少三个不同朝向红外发射器，所述机器人依据红外接收器每次收到的红外发射器发出的信号判断方向并调整位姿，直到只接收到正中间的那个红外发射器所发出的信号，即对正方向，然后再运动到充电座上。
[0023 ]作为优选，所述触摸感应传感器为电容感应设备。
[0024]本实用新型提供的具有交互功能的机器人具有以下优点:
[0025](1)由于具有交互功能的机器人同时具有语音交互模块、体感交互模块及RFID交互模块，语音交互模块能够接收语音指令，并进行语音对话或其它回应;体感交互模块能够使得机器人对特定部位的触摸做出回应;RFID交互模块使机器人在贴有RFID标签等射频信号的区域内巡游时，能检测到标签并作出回应。因此，该机器人能够增强交互功能，使得机器人的交互功能更加稳定。
[0026](2)由于机器人头部还设计有视频播放器，视频播放器优选为触屏视频播放器，在上述交互功能的支持下，在特定的场景下或别人触动后可以播放出对应的视频讯息；同时，机器人的手臂和头部也可依据交互过程中的信息执行相应的动作，这两种功能模块的设计都能够增强交互的作用。
[0027](3)由于机器人还包括测距装置，测距装置包括超声波测距传感器、红外传感器和碰撞传感器中的至少一种。上述三种传感器还可以和手臂、头部和视频播放器一起实现其它的互动展示效果，使交互的形式显得更加生动形象，同时也得到更好的产品宣传推介的作用。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型提供的机器人的结构示意图；
[0029]图2为本实用新型提供的手臂的结构示意图；
[0030]图3为本实用新型提供的头部的结构示意图；
[0031 ]图4为本实用新型提供的轮子的分布图。
[0032]其中，1-移动平台；2-机器人本体;3-手臂;4-头部;5-视频播放器;6_视频监控摄像头;
[0033]11-驱动伦;12-从动轮；
[0034]31-第一关节;32-第二关节;33-第三关节；
[0035]41-第一关节;42-第二关节;43-第三关节。
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0037]如图1所示，本申请提供的具有交互功能的机器人包括语音交互模块、体感交互模块及RFID交互模块。
[0038]语音交互模块包括语音识别处理器和外部电路，所述外部电路包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口，通过语音训练创建语音库，特征关键词和相应语音回复或机器人动作相匹配形成语音交互的基本形式。
[0039]体感交互模块包括触摸感应传感器，在人触摸机器人外壳时，所述触摸感应传感器产生电感变化，所述体感交互模块根据所述触摸感应传感器产生的电感变化来获取触摸信息，进而执行预设定的指令。
[0040]RFID交互模块包括搭载在所述机器人上的读写器和天线，所述读写器通过天线不停的发射信号并接收返回信号，在机器人行进的过程中，当有标签进入天线的扫描范围后，读得标签的ID信息，再依据预存的各个标签ID对应的信息就可以执行特定的指令，实现机器人和环境的交互。
[0041]具体的，针对语音交互模块，本申请优选使用是LD3320-V3语音评估开发板模块，它搭载了专用语音芯片LD3320。该模块集成了语音识别处理器和包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口等在内的一些外部电路，通过语音训练创建语音库，特征关键词和相应语音回复或机器人动作相匹配就形成了语音交互的基本形式。好的语音交互效果需要的大量的语音训练以提高识别精确度，同时也需要巨大的词库量以提高同义语识别率。中科院深圳先进技术研究院智能环绕有专门从事语音识别技术的团队，他们为经验学习机器人项目做的语音识别库简化后也可用于该小型机器人。
[0042]体感交互是一种直接的交互方式。于本申请中，所述触摸感应传感器优选为电容感应设备，主要是依靠电容感应设备在人触摸机器人外壳时产生的电感变化来获取触摸信息，进而执行预设定的指令。
[0043]作为进一步优选，所述电容感应设备采用DFR0030Arduino的数字触摸传感器。该设备是一种基于电容感应的触摸开关模块，当人体或金属直接触碰到传感器上的金属面或是与之隔着一定厚度的塑料、玻璃等材料也可以感应到，感应灵敏度则随金属面的大小和覆盖材料的厚度变化。本申请实测在隔离的ABS塑料厚度为3mm时，电容感应设备能有快速正确的检测到触摸外壳时的电容变化，产生开关量信号变化。
[0044]RFID交互模块采用XCAF-12L型号的天线和XCRMF-804型号的读写器，配合相应型号的标签完成机器人的RFID交互功能。读写器的特点是工作于902MHz?928MHz (包括国标和FCC)频段，可读写符合IS018000-6C协议标准的标签，最大功率下读取距离10m。天线的特点是圆极化的方向、扫描范围大。
[0045]工作时，机器人上搭载的读写器通过天线不停的发射信号并接收返回信号，在机器人行进的过程中，当有标签进入天线的扫描范围后，读得标签的ID信息，再依据预存的各个标签ID对应的信息就可以执行特定的指令，实现机器人和环境的交互。实际的应用为在展区的各类产品的隐蔽位置贴上标签，如A、B、C等，机器人在行进中依此读到标签A、B、C，则分别进行对应的产品的宣传介绍。这是一种最有效的、最精准的探测提取信息的方式。由于天线的扫描方面性