视觉障碍儿童陪护机器人

本发明涉及陪护机器人领域，尤其涉及一种视觉障碍儿童陪护机器人。

背景技术：

1、对于年龄稍大(6周岁以上)的视觉障碍儿童(包括但不局限于盲童)，由于其存在视觉障碍所以日常生活中常需要陪护机器人陪护，专利公告文献cn106217394b公开了一种可以用于儿童陪护的机器人，但这种结构的陪护机器人仅仅只能进行陪聊以及盖被子等简单的动作，所以这种陪护机器人实际就是陪聊机器人，实际视觉障碍儿童经常需要的帮忙取物以及导盲这种任务，但是这种机器人根本无法完成。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提出了一种视觉障碍儿童陪护机器人。

2、本发明采取的技术方案如下：

3、一种视觉障碍儿童陪护机器人，包括车架以及车盖，所述车盖设置于所述车架上，所述车架上设置有四个轮毂电机轮胎，每个轮毂电机轮胎的功率相同，还包括机械臂、转盘、电动剪刀架升降台、探路识别摄像头、超声波感应探头以及夹持机构，所述转盘转动设置于所述车架上，所述车架上设置有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与所述转盘配合在一起，所述电动剪刀架升降台设置于所述转盘上，所述机械臂设置于所述电动剪刀架升降台上，所述机械臂与转盘分别位于所述电动剪刀架升降台的两侧，所述探路识别摄像头以及超声波感应探头设置于所述车盖上或者车架上，所述夹持结构设置于所述机械臂上；

4、所述夹持机构包括底板、第一夹持板、第二夹持板、限位导杆、弹簧以及电磁吸铁，所述底板为塑料材质的底板，所述第一夹持板以及第二夹持板均为塑料材质的夹持板，所述第一夹持板垂直固定于所述底板上，所述底板上开设有t字状的滑槽，所述限位导杆呈t字状，且限位导杆为铁质限位导杆，所述限位导杆滑动安装于所述滑槽内，所述第二夹持板固定于所述限位导杆上，所述第一夹持板与第二夹持板处于平行的状态，所述弹簧的两端分别与第一夹持板以及第二夹持板固定配合在一起，所述第一夹持板以及第二夹持板上均设置有软胶条。

5、本种机器人中，在车架上安装了电动剪刀架升降台，并且将机械臂安装在了电动剪刀架升降台上，所以借助电动剪刀架升降台实现了机械臂的升降安装，机械臂相对于车架的高度可以通过电动剪刀架升降台进行调节。具体本机器人中机械臂安装在电动剪刀架的安装板上。

6、同时由于电动剪刀架升降台是安装在转盘上，而转盘是转动安装在车架上，而车架上设置有旋转驱动机构，旋转驱动机构可以带动转盘转动，转盘转动可以带动电动剪刀升降台以及机械臂在360度的范围内旋转，所以本种机器人中是可以机械臂是可以升降且360度旋转，本种机器人在进行导盲时，视觉障碍的儿童只需要手握住机械臂(包括机械臂上的夹持机构)，车架带着机械臂移动，视觉障碍的儿童只需要跟着机械臂行走即可，且机械臂可以调整角度来适应视觉障碍儿童的导盲需求。

7、同时本种机器人中，在机械臂安装了夹持结构，夹持架构由底板、第一夹持板、第二夹持板、限位导杆、弹簧以及电磁吸铁组成，由于第一夹持板与第二夹持板塑料板，且第一夹持板与第二夹持板之间粘接固定有弹簧，由于第二夹持板采用了滑动安装，所以第一夹持板内的电磁吸铁工作时可以吸引第一夹持板与第二夹持板相互靠拢，当第一夹持板内的电磁吸铁不工作时，在弹簧的作用下第一夹持板与第二夹持板会发生弹开，但第二夹持板不会彻底滑出底板，限位导杆始终在滑槽内，弹簧的存在的存在可以起到阻尼器的作用，避免第一夹持板与第二夹持板过快地靠拢，由于夹持机构依靠第一夹持板与第二夹持板的作用来夹持物体，弹簧的缓冲作用可以避免瞬间冲击应力夹碎物品。第一夹持板以及第二夹持板上的软胶条的作用是一则是起到增加与物体之间的摩擦，确保夹持物体时更加稳定，二则是避免夹碎一些易碎物品。

8、同时本种机器人中，车架安装了四个轮毂电机轮胎，四个轮毂电机轮胎的功率相同，这样车架的移动时可以根据需要进行原地转向以及侧向移动等运转，更好地进行导盲作业以及取物作业。四个轮毂电机轮胎便于快速移动车架以及对车架进行转向作业。

9、综上所述，本种机器人既可进行导盲亦可进行取物作业，在用作陪护机器人时适应性更强。

10、具体本种机器人进行导盲时，机械臂充当导盲扶手，取物时机械臂充当取物机械手。

11、本种机器人中探路识别摄像头的作用是探测车架行进路上的地面情况，而超声波感应探头的作用实时监测车架与地面的距离与车距与障碍物的距离。

12、可选的，所述车架上设置有膨胀气囊，所述膨胀气囊呈方条状，所述车架上设置有气泵，所述气泵与膨胀气囊相接，所述膨胀气囊有两个，且两个膨胀气囊位于四个轮毂电机之间。

13、具体膨胀气囊不充气时不与地面接触，当膨胀气囊充气是与地面接触，具体本种机器人在用作静态扶手时，为了增加车架与地面的摩擦力，提高整个机器人在地面上的稳定性，确保整个机器人能够稳定地充当静态扶手。气泵的作用是给气囊充气。具体为了提高膨胀气囊的使用寿命，膨胀气囊的厚度相对较大。

14、可选的，还包括环境识别摄像头以及激光雷达，所述环境识别摄像头以及激光雷达均设置于机械臂上。

15、环境识别摄像头的作用是检查周围环境，激光雷达的作用是作用测量机械臂与各个障碍物之间的距离，机械臂根据环境识别摄像头获取的画面以及激光雷达的测距结果来控制自身的运行。

16、可选的，还包括水浸传感器，所述水浸传感器设置于所述车架上。

17、具体水浸传感器的最低点不与地面接触，当离轮毂电机轮胎在平面上是，水浸传感器的最低点距离地面的距离大约为2mm，水浸传感器的作用是感应地面是否积水，这样整个机器人在用作导盲时，当地面积水时，降低轮毂电机轮胎的转速，从而降低整个机器人的移动速度，最大限度地降低视觉障碍者摔倒的概率。由于水浸传感器有可能与地面摩擦导致坏损，所以车架上设置多个水浸传感器提高可靠性。

18、可选的，还包括蓄电池，所述蓄电池设置于所述车架上，且蓄电池位于车盖内。

19、蓄电池的作用是电磁吸铁、各台电机、机械臂、各类摄像头以及传感器供电。

20、可选的，还包括控制主机、麦克风以及喇叭，所述控制主机设置于所述车架上，所述麦克风以及喇叭均设置于所述车盖上，所述麦克风与喇叭均与所述控制主机电连接。

21、具体机械臂、电磁吸铁、轮毂电机轮胎、气泵、探路识别摄像头、超声波感应探头、水浸传感器、环境识别摄像头以及激光雷达均与控制主机电连接，控制主机内存储有相应控制程序，蓄电池也与控制主机电连接，蓄电池用来进行供电，麦克风的作用是获取语音信号，而喇叭的作用是播报语音信息，麦克风与喇叭的存在是方便视觉障碍者与机器人进行简单的交流对话，使用者可以借助麦克风向控制主机发出简易的操作命令。

22、可选的，所述转盘上套设有齿环，所述旋转驱动机构包括支架、旋转齿轮、旋转电机、联动轴，所述支架设置于所述车架上，所述联动轴转动安装于所述支架上，所述旋转齿轮设置于所述联动轴上，所述旋转齿轮与所述齿环啮合在一起，所述旋转电机与所述联动轴配合在一起。

23、具体旋转电机也与控制主机电连接，旋转电机的运转也有控制主机控制，旋转电机转动带动转盘转动。

24、可选的，所述车架设置有中心轴管，所述转盘转动设置于所述中心轴管上，所述中心轴管与转盘之间设置有滚珠轴承。

25、中心轴管与滚珠轴承的作用是确保转盘能够稳定地进行转动。

26、可选的，还包括倾角加速度计，所述倾角加速度计设置于所述车架上。

27、具体倾角加速度计的作用是监测车架在移动过程中的上下起伏波动量。具体倾角加速度计与控制主机电连接。当本种机器人在进行导盲作业时，如果倾角加速度计感应到车架上下起伏波动量达到某一预设值时，后台需要及时观察摄像头获取的画面，若机器人(视觉障碍者大概率也摔倒了)摔倒了需要及时发出求救信号。

28、本发明的有益效果是：既可进行导盲亦可进行取物作业，在用作陪护机器人时适应性更强。