智能服务机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，更具体的说是涉及一种智能服务机器人。

背景技术：

目前，随着社会的进步与发展，智能管理服务越来越普遍，机械操作越来越被广泛应用，随着工业的发展，机器人用来帮助人们实现危险的操作和任务，然而这些机器人主要在结构环境下工作，只能按照特定的模式进行工作。但是，随着技术的发展以及人类的日常生活的需求，机器人却面临非结构化、复杂化等一系列问题的挑战。因此为了使机器人能够模拟一定的家庭环境，可以再日常生活中为人们服务，它应该具备一定的人机交互能力，能够根据语音指令智能识别物体，然后进行自主定位与导航，并能根据自身感知的环境进行避障，然后抓取指定物品并交给指定的人，实现日常生活中替代部分人工服务。

因此，如何扩展智能机器人的服务范围、增加服务功能是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种智能服务机器人，包括机身、机械臂和车轮底盘；机身内设置有控制模块、ar远程协助模块、语音识别模块、视觉识别模块、检测模块和无线模块，控制模块相当于人的大脑能够发送对于各个模块协同配合的工作指令，通过各模块之间的协同合作，能够实现灵活移动、搬运整理物品、语音对话以及环境和人脸识别功能。使得本实用新型的智能服务机器人能够应用于多种生活场景提供现有的人工服务，令人们的生活更加靠近智能化。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能服务机器人，包括：机身、机械臂和底轮运动模块；

所述机身上部设置有触摸显示屏；所述机身内设置有控制模块、ar远程协助模块、语音识别模块、视觉识别模块、检测模块、无线通讯模块；所述ar远程协助模块与所述视觉识别模块电连接；所述ar远程协助模块、所述语音识别模块、所述检测模块、所述无线通讯模块和所述触摸显示屏均与所述控制模块电连接；

所述机械臂安装于所述机身对称两侧边；所述机械臂与所述控制模块电连接；

所述底轮运动模块安装于所述机身底部；所述底轮运动模块包括车轮、跟随模块和清扫模块；所述跟随模块和所述清扫模块与所述控制模块电连接；所述车轮通过车轮电机与所述控制模块电连接。

优选的，所述语音识别模块包括麦克风和音箱；所述麦克风采集语音信息，并转换成字符串和文字，输出为文本格式；所述音箱接收所述控制模块指令，播放语音信息，通过所述语音识别模块能够对所述机器人进行语音控制，实现与人之间的语音对话；可以进行会议内容记录，将会议内容自动转成文本形式并通过无线通讯模块发送所述文本；通过控制模块发送播放指令至音箱，播放音乐等。

优选的，所述视觉识别模块包括摄像机，采集周围环境信息和人脸信息并进行路径规划和身份验证，将所述路径规划和所述身份验证结果发送至所述触摸显示屏上进行显示；摄像头拍摄采集周围环境信息，发送拍摄结果并根据用户要求进行筛选发送或显示筛选结果；根据所述周围环境信息自动规划行进路线进行送书和送餐等服务；采集人脸信息与存储的身份认证信息进行比对，确认认证人员身份并根据其权限设定完成相应操作。

优选的，所述检测模块包括空气检测装置，测量空气干湿度和气体成分，判定有毒气体含量和空气质量等级，及时发出干湿度提醒和室内空气质量安全预警。

优选的，所述触摸显示屏包括指纹识别模块，所述指纹识别模块存储指纹信息，并进行指纹验证，确认验证人员是否有权限调取所述机器人存储的信息。

优选的，所述机械臂为可伸缩高精度机械臂，所述机械臂具有6+1自由度，并通过正解与逆解算法到达运动位置；所述机械臂结合所述视觉识别模块，进行目标定位和距离计算，然后利用算法实现物品定位取放整理。

优选的，所述清扫模块包括吸尘机，所述控制模块控制所述吸尘机的电机并控制所述机器人移动，实现全面吸尘；所述跟随模块包括uwb基站；移动目标佩戴uwb标签，uwb基站实现移动目标定位，将位置信息发送至所述控制模块，所述控制模块发送跟随指令控制所述车轮电机实现所述移动目标跟随。

优选的，所述机器人具有半自动模式和全自动模式；所述全自动模式下，用户选定所述机器人工作场景，所述机器人匹配所对应的服务项目并进行自主服务；所述半自动模式下用户选定所述机器人服务项目，所述机器人执行此项服务项目。

优选的，所述机器人通过所述无线通讯模块与移动终端进行通讯，所述移动终端通过app控制所述机器人。

优选的，所述ar远程协助模块将所述视觉识别模块采集的图像经过处理可视化方式近眼显示给远程协助人员。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种智能服务机器人，集合了多种功能模块，包括机身、机械臂和底轮运动模块，机身内设置有多种功能模块，能够实现语音对话、面部识别认证、指纹识别验证、物品整理、室内空气检测、随身跟随和无线通讯，能够通过语音或者移动终端安装的app控制机器人完成各项服务项目，实现机器人的多场景多功能服务。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的智能服务机器人结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的机器人内部模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种智能服务机器人，包括：机身1、机械臂2和底轮运动模块3；

机身1上部设置有触摸显示屏11；机身1内设置有控制模块、ar远程协助模块、语音识别模块、视觉识别模块12、检测模块13、无线通讯模块；ar远程协助模块与视觉识别模块12电连接；ar远程协助模块、语音识别模块、检测模块14、无线通讯模块和触摸显示屏11均与控制模块电连接；

机械臂2安装于机身1对称两侧边；机械臂2与控制模块电连接；

底轮运动模块3安装于机身1底部；底轮运动模块3包括车轮31、跟随模块和清扫模块；跟随模块和清扫模块与控制模块电连接；车轮31通过车轮电机与控制模块电连接。

为了进一步优化上述技术方案，语音识别模块包括麦克风141和音箱142；麦克风141采集语音信息，并转换成字符串和文字，输出为文本格式；音箱142接收控制模块指令，播放语音信息，通过语音识别模块能够对机器人进行语音控制，实现与人之间的语音对话；可以进行会议内容记录，将会议内容自动转成文本形式并通过无线通讯模块发送文本；通过控制模块发送播放指令至音箱142，播放音乐等。

为了进一步优化上述技术方案，视觉识别模块12包括摄像机，采集周围环境信息和人脸信息并进行路径规划和身份验证，将路径规划和身份验证结果发送至触摸显示屏11上进行显示；摄像头拍摄采集周围环境信息，发送拍摄结果并根据用户要求进行筛选发送或显示筛选结果；根据周围环境信息自动规划行进路线进行送书和送餐等服务；采集人脸信息与存储的身份认证信息进行比对，确认认证人员身份并根据其权限设定完成相应操作。

为了进一步优化上述技术方案，检测模块13包括空气检测装置，测量空气干湿度和气体成分，判定有毒气体含量和空气质量等级，及时发出干湿度提醒和室内空气质量安全预警，并将判定结果显示在触摸显示屏11上，通过无线通讯模块将提醒和预警信号发送至移动终端。

为了进一步优化上述技术方案，触摸显示屏11包括指纹识别模块，指纹识别模块存储指纹信息，并进行指纹验证，确认验证人员是否有权限调取机器人存储的信息。

为了进一步优化上述技术方案，机械臂2为可伸缩高精度机械臂，机械臂2具有6+1自由度，并通过正解与逆解算法到达运动位置；机械臂2结合视觉识别模块12，进行目标定位和距离计算，然后利用算法实现物品定位取放整理。

为了进一步优化上述技术方案，清扫模块包括吸尘机，控制模块控制吸尘机的电机并控制机器人移动，实现全面吸尘；跟随模块包括uwb基站；移动目标佩戴uwb标签，uwb基站实现移动目标定位，将位置信息发送至控制模块，控制模块发送跟随指令控制车轮电机实现移动目标跟随。

为了进一步优化上述技术方案，机器人具有半自动模式和全自动模式；全自动模式下，用户选定机器人工作场景，机器人匹配所对应的服务项目并进行自主服务；半自动模式下用户选定机器人服务项目，机器人执行此项服务项目。

为了进一步优化上述技术方案，机器人通过无线通讯模块与移动终端进行通讯，移动终端通过app控制机器人。

为了进一步优化上述技术方案，ar远程协助模块将视觉识别模块采集的图像经过处理可视化方式近眼显示给远程协助人员。

为了进一步优化上述技术方案，通过触摸显示屏11选定机器人模式或服务选项。

为了进一步优化上述技术方案，语音识别模块选择隐马尔科夫模型和提取梅尔倒谱系数特征参数进行训练，并对采集的语音进行识别，其具体步骤为：

s1：通过麦克风141获取语音信号；

s2：语音信号的预处理，主要包括分帧、加窗处理；

s3：用梅尔倒谱系数提取特征；

s4：用hmm模型统计计算；

s5：把识别的结果用文本形式表示。

为了进一步优化上述技术方案，机械臂2抓取目标物体，主要包括以下步骤：

s1：视觉识别模块12通过目标物体的颜色、形状、纹理等特征得到目标物体的三维坐标信息；

s2：经过坐标变换后得到目标物体相对于机械臂2的坐标值；

s3：对6+1自由度机械臂2求运动学逆解，得到机械臂2各关节的角度，按照特定的轨迹抓取目标物体。

为了进一步优化上述技术方案，对于人脸识别认证，主要是采用pca方法，主要步骤如下：

s1：对具有权限的人的人脸图像均建立训练库，库中的脸部图像要满足对于特定人进行识别的需求；

s2：计算特征脸向量及其特征脸空间，将待识别认证的的采集的脸部样本图片放入特征脸空间，计算出其坐标系数；

s3：比较待识别样本与训练库中坐标系数的不同，计算出待识别样本脸与训练集中人脸的欧式距离，得出识别结果。

为了进一步优化上述技术方案，视觉识别模块12将采集到环境信息传输至ar设备，在ar设备上进行3d场景重现，还可以通过ar设备发送控制指令至控制模块，控制模块控制各个模块协同合作，共同完成控制指令。

为了进一步优化上述技术方案，检测模块13采用空气质量传感器对室内空气质量安全进行监测，在传感器内部设有恒定光源(如红外发光二极管)，空气通过光线时，其中的颗粒物会对其进行散射，造成光强的衰减，其相对衰减率与颗粒物的浓度成一定比例，在与光源对角的另一侧设有光线探测器(如光电晶体管)，它能够探测到被颗粒物反射的光线，并根据反射光强度输出pwm信号(脉宽调制信号)，从而判断颗粒物的浓度，对于不同粒径的颗粒物(如pm10和pm2.5)，其能够输出多个不同的信号加以区分。因此由获得的衰减率和pwm信号来判断空气中颗粒物的浓度和大，从而判断空气质量。

为了进一步优化上述技术方案，检测模块12采用气相色谱仪进行室内空气质量检测。

为了进一步优化上述技术方案，底轮运动模块3上设置有充电接口4。

实施例

机器人的工作场景包括家庭、图书馆、档案馆、无人超市、酒店、办公室和食堂等。家庭使用智能服务机器人，机器人具有取物送物、自动整理、自动清洁、随身跟随和宠物娱乐功能，通过语音控制或移动端控制，利用机械臂的灵活取物功能、ar远程协助模块的远程指导规划功能和视觉识别模块识别物品、规划路径功能，实现机器人的取物送物；利用机械臂和视觉识别功能实现物品摆放整理功能；利用清扫模块的吸尘机实现室内清洁功能，以及通过检测模块进行室内空气质量提醒和报警，及时改善室内空气质量；利用跟随模块，实现机器人对人的跟随移动；利用语音识别模块和机械臂，实现音乐播放和简单舞动。

智能服务机器人工作于图书馆中，具有整理书架、定时清扫、ar协助读者选书取书、帮助读者寻找座位的功能。ar协助读者选书取书：读者利用移动终端的app控制智能服务机器人，获取其采集的环境信息，近眼显示环境信息，从中挑选想要读取的书本并选定，智能服务机器人定位目标书本规划路线行进取书并送达读者位置；帮助读者寻找座位：利用视觉识别模块采集位置信息，筛选是否有空余位置，并将空余位置显示于触摸显示屏上或通过无线通讯模块发送至移动终端。

智能服务机器人工作于档案馆中，具有整理档案文件、ar协助查找并拿取文件、检测领域档案人员权限的功能。检测领域档案人员权限：利用视觉识别模块，采集人脸信息并与存储的对应权限的人像信息进行比对认证，如果认证合格，调取对应权限并显示于触摸显示屏，智能服务机器人根据权限范围按照控制指令操作。

智能服务机器人工作于无人超市中，具有自动补货、定时清扫、货品整理、及时送货的功能。自动补货：利用视觉识别模块采集环境信息，筛选空缺位置并确定空缺位置货品信息，搬取对应货品放置于空缺位置实现自动补货。

智能服务机器人工作于酒店中，具有床铺整理、房间清洁的功能。

智能服务机器人工作于办公室中，具有分发送达文件、会议内容记录、随身跟随、传真和生成日程安排提醒的功能。随身跟随：在底轮运动模块上正面并排的左右安装两个uwb基站以及背面中间安装一个uwb基站，三者作为信号接收端处于同一水平高度，且呈等边三角形分布，三个uwb基站同时接收人体佩戴的uwb标签发出的无线信号，同时左右两个uwb基站将距离数据传送给中间uwb基站，通过三个uwb基站之间的安装距离以及距离uwb标签的距离数据，运用三边测量定位算法进行角度、距离的确定，实现自主跟随。

智能服务机器人工作于食堂中，具有自动排桌、自动送餐和餐后清洁的功能。自动排桌：通过视觉识别模块采集环境信息，扫描筛选空闲位置信息，根据用餐人数匹配空闲位置，并显示与触摸显示屏上，实现自动排桌。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除