具有电路保护功能的智能机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种具有电路保护功能的智能机器人。

背景技术：

机器人(robot)是自动执行工作的机器装置。机器人可接受人类指挥，也可以执行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作，例如制造业、建筑业，或是危险的工作。机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。近年来，随着机器人技术的发展和人工智能研究不断深入，智能机器人在人类生活中扮演越来越重要的角色。随着人们的需求不断增多，更加人性化的机器人将逐渐会成为机器人界的宠儿。传统智能机器人的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统智能机器人的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的具有电路保护功能的智能机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有电路保护功能的智能机器人，包括图像采集模块、图像识别模块、单片机、本体、无线通信模块和供电模块，所述本体内置有驱动电机，所述图像采集模块采集图像数据并将所述图像数据发送给所述图像识别模块，所述图像识别模块对所述图像数据进行识别并将识别结果发送给所述单片机，所述单片机根据所述识别结果生成控制指令，所述驱动电机与所述单片机连接、用于根据所述控制指令控制所述本体执行预定动作，所述单片机还将所述识别结果通过所述无线通信模块传送给云端服务器，所述图像识别模块包括人脸识别模块和手势识别模块，所述人脸识别模块与所述单片机连接、用于识别用户的面部表情，所述手势识别模块与所述单片机连接、用于识别用户的手势动作，所述供电模块与所述单片机连接、用于供电；

所述供电模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第一igbt管、第一电感、第五二极管、第六二极管、第一电阻、第二电容、单向可控硅、第九二极管、第二igbt管、第三igbt管、第四igbt管、第五igbt管、第七二极管、第八二极管和电压输出端，所述第一igbt管的集电极分别与所述第一二极管的阴极、第二二极管的阴极、第一电容的一端和第五二极管的阳极连接，所述第一二极管的阳极和第三二极管的阴极均连接220v交流电的一端，所述第二二极管的阳极和第四二极管的阴极均连接220v交流电的另一端连接，所述第三二极管的阳极分别与第四二极管的阳极和第一电容的另一端连接，所述第一igbt管的发射极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第六二极管的阳极和第九二极管的阳极连接，所述第六二极管的阴极分别与所述第三二极管的阴极、第一电阻的一端、第二电容的一端和单向可控硅的阳极连接，所述第一电阻的另一端、第二电容的另一端和单向可控硅的阴极均与所述第一电容的另一端连接，所述第九二极管的阴极分别与所述第二igbt管的集电极和第三igbt管的集电极连接，所述第二igbt管的发射极与所述第四igbt管的集电极连接，所述第四igbt管的发射极与所述第七二极管的阳极连接，所述第三igbt管的发射极分别与所述电压输出端和第五igbt管的集电极连接，所述第五igbt管的发射极与所述第八二极管的阳极连接，所述第七二极管的阴极和第八二极管的阴极均与所述单向可控硅的阴极连接，所述第九二极管的型号为s-103t。

在本发明所述的具有电路保护功能的智能机器人中，所述供电模块还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第九二极管的阴极连接，所述第二电阻的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第二电阻的阻值为290pf。

在本发明所述的具有电路保护功能的智能机器人中，所述供电模块还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第九二极管的阴极连接，所述第三电容的另一端与所述第三igbt管的集电极连接，所述第三电容的电容值为360pf。

在本发明所述的具有电路保护功能的智能机器人中，所述供电模块还包括第十二极管，所述第十二极管的阳极与所述第五二极管的阴极连接，所述第十二极管的阴极分别与所述第一电阻的一端和第二电容的一端连接，所述第十二极管的型号为e-153。

在本发明所述的具有电路保护功能的智能机器人中，所述供电模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第一igbt管的发射极连接，所述第四电容的另一端与所述第四igbt管的集电极连接，所述第四电容的电容值为450pf。

在本发明所述的具有电路保护功能的智能机器人中，所述无线通信模块为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块。

实施本发明的具有电路保护功能的智能机器人，具有以下有益效果：由于设有图像采集模块、图像识别模块、单片机、本体、无线通信模块和供电模块，供电模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第一igbt管、第一电感、第五二极管、第六二极管、第一电阻、第二电容、单向可控硅、第九二极管、第二igbt管、第三igbt管、第四igbt管、第五igbt管、第七二极管、第八二极管和电压输出端，该供电模块相对于传统智能机器人的供电部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第九二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有电路保护功能的智能机器人一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中供电模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明具有电路保护功能的智能机器人实施例中，该具有电路保护功能的智能机器人的结构示意图如图1所示。图1中，该具有电路保护功能的智能机器人包括图像采集模块1、图像识别模块2、单片机3、本体4、无线通信模块5和供电模块6，本体4内置有驱动电机41，图像采集模块1包括至少一个摄像头，图像采集模块1用于采集图像数据，并将采集的图像数据发送给图像识别模块2，图像识别模块2对接收的图像数据进行识别，并将识别结果发送给单片机3，单片机3根据该识别结果生成相应的控制指令，便于单片机3根据控制指令控制该具有电路保护功能的智能机器人动作。驱动电机41与单片机3连接、用于根据该控制指令控制本体4执行预定动作。

单片机3还将识别结果通过无线通信模块5传送给云端服务器进行存储，还可以通过云端服务器对采集的图像数据进行处理，识别出图像数据中的指令，并将该指令发送给该具有电路保护功能的智能机器人。由于云端服务器没有体积的限制，从而可以通过更大型的，运算速度更快的云端服务器对采集的图像数据进行识别，可以加快对图像数据识别的速度，还可以加强对图像数据识别的准确性。

由此可见，该具有电路保护功能的智能机器人通过图像采集模块1采集图像数据，再通过单片机3根据所采集到的图像数据生成相应的控制指令，使该具有电路保护功能的智能机器人的本体4在驱动电机41的作用下，根据控制指令执行预定动作，从而使该具有电路保护功能的智能机器人可以通过图像采集模块1识别相应的指令，让该具有电路保护功能的智能机器人可以根据不同指令执行不用的动作，从而丰富机器人的动作，还可以完成机器人与用户之间的互动。

本实施例中，图像识别模块2包括人脸识别模块21和手势识别模块22，其中，人脸识别模块21与单片机3连接、用于识别用户的面部表情，从而使该具有电路保护功能的智能机器人可以根据用户的面部表情做出相应的动作。例如，在用户的面部表情为笑的情况下，该具有电路保护功能的智能机器人可以左右摇摆表示欢快；在用户的面部表情为悲伤的情况下，该具有电路保护功能的智能机器人可以根据用户的面部表情做出慢慢弯曲的动作表示悲伤。

手势识别模块22与单片机3连接、用于识别用户的手势动作，从而可以丰富可供机器人识别的指令类型，便于该具有电路保护功能的智能机器人根据不同类型的指令产生相应的动作。

本实施例中，无线通信模块5为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用lora模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

本实施例中，供电模块6与单片机3连接、用于供电。图2为本实施例中供电模块的电路原理图，图2中，该供电模块6包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电容c1、第一igbt管q1、第一电感l1、第五二极管d5、第六二极管d6、第一电阻r1、第二电容c2、单向可控硅vs1、第九二极管d9、第二igbt管q2、第三igbt管q3、第四igbt管q4、第五igbt管q5、第七二极管d7、第八二极管d8和电压输出端vo，其中，第一igbt管q1的集电极分别与第一二极管d1的阴极、第二二极管d2的阴极、第一电容c1的一端和第五二极管d5的阳极连接，第一二极管d1的阳极和第三二极管d3的阴极均连接220v交流电的一端，第二二极管d2的阳极和第四二极管d4的阴极均连接220v交流电的另一端连接，第三二极管d3的阳极分别与第四二极管d4的阳极和第一电容c1的另一端连接，第一igbt管q1的发射极与第一电感l1的一端连接，第一电感l1的另一端分别与第六二极管d6的阳极和第九二极管d9的阳极连接，第六二极管d6的阴极分别与第三二极管d3的阴极、第一电阻r1的一端、第二电容c2的一端和单向可控硅vs1的阳极连接，第一电阻r1的另一端、第二电容c2的另一端和单向可控硅vs1的阴极均与第一电容c1的另一端连接，第九二极管d9的阴极分别与第二igbt管q2的集电极和第三igbt管q3的集电极连接，第二igbt管q2的发射极与第四igbt管q4的集电极连接，第四igbt管q4的发射极与第七二极管d7的阳极连接，第三igbt管q3的发射极分别与电压输出端vo和第五igbt管q5的集电极连接，第五igbt管q5的发射极与第八二极管d8的阳极连接，第七二极管d7的阴极和第八二极管d8的阴极均与单向可控硅vs1的阴极连接。

该供电模块6相对于传统智能机器人的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第九二极管d9为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第九二极管d9的型号为s-103t，当然，在实际应用中，第九二极管d9也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该供电模块6的工作原理如下：第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4组成桥式整流电路，第一电感l1、第二igbt管q2、第三igbt管q3、第四igbt管q4、第五igbt管q5、第七二极管d7和第八二极管d8组成单相电流源逆变电路，第一电阻r1、第二电容c2构成吸收电路，第五二极管d5构成预充电电路。可见，该供电模块6由桥式整流电路、第一电容c1、第一igbt管q1、第一电感l1、单相电流源逆变电路、单向可控硅vs1、吸收电路和预充电电路组成，当220v交流电加到桥式整流电路的交流输入端时，第一电容c1的两端充电，同时通过第五二极管d5给第二电容c2充电，使得第一igbt管q1开始工作时，保护单向可控硅vs1不会因为承受太高的dv/dt而误导通。第一电阻r1是防止第二电容c2充电到过高的电压值。第六二极管d6防止单相电流源逆变器的直流正负端电压变低时第二电容c2不会被放电。由于第一igbt管q1可以以较高的开关频率工作，使得第一电感l1的电抗值可以比较小。

本实施例中，该供电模块6还包括第二电阻r2，第二电阻r2的一端与第九二极管d9的阴极连接，第二电阻r2的另一端与第二三极管q2的集电极连接。第二电阻r2为限流电阻，用于对第二igbt管q2的集电极电流进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二电阻r2的阻值为290pf，当然，在实际应用中，第二电阻r2的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第二电阻r2的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该供电模块6还包括第三电容c3，第三电容c3的一端与第九二极管d9的阴极连接，第三电容c3的另一端与第三igbt管q3的集电极连接。第三电容c3为耦合电容，用于防止第二igbt管q2与第三igbt管q3之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电容c3的电容值为360pf，当然，在实际应用中，第三电容c3的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第三电容c3的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该供电模块6还包括第十二极管d10，第十二极管d10的阳极与第五二极管d5的阴极连接，第十二极管d10的阴极分别与第一电阻r1的一端和第二电容c2的一端连接。第十二极管d10为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第十二极管d10的型号为e-153，当然，在实际应用中，第十二极管d10也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该供电模块6还包括第四电容c4，第四电容c4的一端与第一igbt管q1的发射极连接，第四电容c4的另一端与第四igbt管q4的集电极连接。第四电容c4为耦合电容，用于防止第二igbt管q2与第四igbt管q4之间的干扰，以进一步增强防止信号干扰的效果。值得一提的是，本实施例中，第四电容c4的电容值为450pf，当然，在实际应用中，第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该供电模块6相对于传统智能机器人的供电部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该供电模块6中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。