一种用于盲人室内导引的智能交互机器人
技术领域
本发明涉及机器人
技术领域
，具体为一种用于盲人室内导引的智能交互机器人。背景技术
机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠按照柳抃形象所营造的木偶机器人，施有机关，有坐、起、拜、伏等能力，机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。
目前市场的导盲机器人只能观察到地面上较大的障碍物，无法注意到用户的头上物体，进而用户坐在使用过程中很可能会使头部发生碰撞，安全隐患较大的问题，故而提出一种用于盲人室内导引的智能交互机器人来解决上述所提出的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种用于盲人室内导引的智能交互机器人。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于盲人室内导引的智能交互机器人，包括箱体，所述箱体的前部通过螺栓连接有超声波探测器，所述箱体的内壁设置有调整机构，所述调整机构的内壁设置有内箱，所述内箱的前部和后部分别通过螺栓连接有前置摄像头和后置摄像头，所述箱体的后部设置有牵引机构，所述箱体内部的底壁设置有传动机构，所述箱体的内壁焊接有隔板，且隔板位于调整机构的下方。
优选的，所述调整机构包括有外箱，所述外箱的内壁转动连接有一号齿轮，所述外箱的内壁滑动连接有内框，所述内框的后部和箱体的内壁均焊接有一号齿牙，所述外箱的内壁和内箱的后部均焊接有二号齿牙，所述内框的内壁转动连接有二号齿轮，二号齿轮设置有四个，且四个二号齿轮均以箱体的中心线为对称轴矩形阵列分别，使机器人可以伸缩的更加平稳。
优选的，所述一号齿轮的表面与一号齿牙的表面相互啮合，所述二号齿轮和二号齿牙的表面相互啮合，所述外箱的底部与隔板的顶部相互接触，所述外箱的表面与箱体的内壁滑动连接，所述外箱内部的底壁与内箱的底部相互接触，所述内框的内壁与内箱的表面滑动连接，通过隔板可以对外箱进行支撑，防止外箱落下与牵引机构接触，进而导致装置的损坏。
优选的，所述传动机构包括有电机和三号锥齿轮，所述电机的输出端焊接有转轴，所述三号锥齿轮的轴心处焊接有螺杆，所述箱体的底部焊接有固定块，所述固定块的内壁转动连接有传动轴，所述传动轴的表面焊接有四号锥齿轮，所述传动轴的两端均固定安装有滚轮，螺杆上的螺纹可以实现自锁，因此在机器人伸长后可以一直保持伸长状态，防止机器人自动复位，进而致使机器人无法正常工作。
优选的，所述电机的表面通过螺栓连接在箱体的底部，所述转轴的后端设置有切换装置，所述螺杆的表面与隔板的内壁转动连接，所述螺杆的表面与外箱的内壁螺纹连接，一个电机可以同时带动机器人的伸长、移动可以减少电机的放置数量，进而节省成本的投入。
优选的，所述切换装置包括有套筒，所述套筒的表面焊接有一号锥齿轮，所述套筒的表面套接有轴套，所述套筒的后端焊接有二号锥齿轮，所述轴套的表面通过连杆固定连接有电动推杆，转轴的表面设置有花键，因此转轴可以和套筒之间进行相对的滑动，但是不能进行相对旋转。
优选的，所述套筒的内壁与转轴的表面滑动连接，所述一号锥齿轮的表面与三号锥齿轮的表面相互啮合，所述电动推杆的表面通过螺栓连接在箱体的底部，电动推杆可以实现机器人的伸长和移动分开运作，从而防止两者发生冲突，进而导致零部件的损坏。
优选的，所述牵引机构包括有传动杆，所述传动杆的表面焊接有蜗轮，所述传动杆的表面焊接有把手，所述蜗轮的表面啮合有蜗杆，所述蜗杆的底端焊接有一号皮带轮，所述一号皮带轮的表面通过皮带与二号皮带轮的表面传动连接，蜗轮蜗杆的传动可以实现自锁，因此把手在调整位置后会被锁死，不会自动复位。
优选的，所述传动杆和蜗轮的表面均与箱体的内壁转动连接，所述一号皮带轮的轴心处与箱体内部的底壁转动连接，所述二号皮带轮的轴心处与螺杆的表面焊接固定，把手的表面设置有滚花，可以增加把手的摩擦力，防止用户在把握时发生打滑。
本发明采用上述技术方案，能够带来如下有益效果：
1、该用于盲人室内导引的智能交互机器人，通过调整机构和传动机构可以使机器人进行伸长，使得机器人与用户一样高，从而在机器人导盲过程中前置摄像头会观察上方的障碍物，防止避让了地面上的障碍物而没有避让上方的障碍物，进而导致用户头部与其相撞，进而影响安全性。
2、该用于盲人室内导引的智能交互机器人，通过传动机构和牵引机构可以使机器人在伸长的同时对把手的角度进行调整，进而使把手可以根据用户的身高自行调整，方便用户进行抓握，大大增加舒适度。
3、该用于盲人室内导引的智能交互机器人，通过超声波探测器可以对路面上摄像头难以观察到的障碍物进行检测，从而可以帮助用户避开较小的障碍物，进一步增加了机器人的安全性。
4、该用于盲人室内导引的智能交互机器人，通过传动机构中的切换装置可以使机器人的移动和调整分别进行操作，防止两者同时进行，进而造成干扰，致使机器人无法正常使用，不利于推广使用。
5、该用于盲人室内导引的智能交互机器人，通过一个电机可以同时带动机器人的移动、机器人高度的调整、机器人把手位置的调整，从而可以减少电机的放置数量，进而减少成本的投入，还可以减少空间的占用，实现各个机构之间同步运作，工作效率得以提升。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于盲人室内导引的智能交互机器人整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种用于盲人室内导引的智能交互机器人整体结构剖视图；
图3为本发明提出的一种用于盲人室内导引的智能交互机器人调整机构示意图；
图4为本发明提出的一种用于盲人室内导引的智能交互机器人传动机构示意图；
图5为本发明提出的一种用于盲人室内导引的智能交互机器人切换装置示意图；
图6为本发明提出的一种用于盲人室内导引的智能交互机器人切换装置部分放大图；
图7为本发明提出的一种用于盲人室内导引的智能交互机器人牵引机构示意图。
图中：1、箱体；2、超声波探测器；3、调整机构；31、外箱；32、一号齿轮；33、一号齿牙；34、内框；35、二号齿轮；36、二号齿牙；4、内箱；5、前置摄像头；6、后置摄像头；7、传动机构；71、电机；72、转轴；73、切换装置；731、套筒；732、一号锥齿轮；733、轴套；734、电动推杆；735、二号锥齿轮；74、三号锥齿轮；75、螺杆；76、固定块；77、传动轴；78、四号锥齿轮；79、滚轮；8、牵引机构；81、传动杆；82、蜗轮；83、把手；84、蜗杆；85、一号皮带轮；86、二号皮带轮；9、隔板。
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。
实施例1
一种用于盲人室内导引的智能交互机器人，如图1-图6所示，包括箱体1，箱体1的前部通过螺栓连接有超声波探测器2，箱体1的内壁设置有调整机构3，调整机构3的内壁设置有内箱4，内箱4的前部和后部分别通过螺栓连接有前置摄像头5和后置摄像头6，箱体1的后部设置有牵引机构8，箱体1内部的底壁设置有传动机构7，箱体1的内壁焊接有隔板9，且隔板9位于调整机构3的下方
通过隔板9可以对调整机构3进行支撑，防止调整机构3收缩超程并与牵引机构8接触，进而导致装置的损坏，进而增加维护成本。
本实施例中，调整机构3包括有外箱31，外箱31的内壁转动连接有一号齿轮32，外箱31的内壁滑动连接有内框34，内框34的后部和箱体1的内壁均焊接有一号齿牙33，外箱31的内壁和内箱4的后部均焊接有二号齿牙36，内框34的内壁转动连接有二号齿轮35.
二号齿轮35设置有四个，两个为一组与箱体1的中心线对称分布，而对称分布的二号齿轮35可以使内箱4更加平稳的进行升降，增加机器人的稳定性，减少意外事故的发生。
进一步的是，一号齿轮32的表面与一号齿牙33的表面相互啮合，二号齿轮35和二号齿牙36的表面相互啮合，外箱31的底部与隔板9的顶部相互接触，外箱31的表面与箱体1的内壁滑动连接，外箱31内部的底壁与内箱4的底部相互接触，内框34的内壁与内箱4的表面滑动连接。
通过调整机构3可以使得机器人伸出并与用户一样高，从而在机器人导盲过程中前置摄像头5会观察上方的障碍物，防止避让了地面上的障碍物而没有避让上方的障碍物，进而导致用户头部与其相撞，进而影响安全性。
传动机构7包括有电机71和三号锥齿轮74，电机71的输出端焊接有转轴72，三号锥齿轮74的轴心处焊接有螺杆75，箱体1的底部焊接有固定块76，固定块76的内壁转动连接有传动轴77，传动轴77的表面焊接有四号锥齿轮78，传动轴77的两端均固定安装有滚轮79。
本装置中的锥齿轮在制作时需要进行淬火处理，可以使锥齿轮过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等。
此外，电机71的表面通过螺栓连接在箱体1的底部，转轴72的后端设置有切换装置73，螺杆75的表面与隔板9的内壁转动连接，螺杆75的表面与外箱31的内壁螺纹连接。
通过一个电机71可以同时带动机器人的移动、机器人高度的调整、机器人握把位置的调整，从而可以减少电机71的放置数量，进而减少成本的投入，还可以减少空间的占用，实现各个机构之间同步运作，工作效率得以提升。
除此之外，切换装置73包括有套筒731，套筒731的表面焊接有一号锥齿轮732，套筒731的表面套接有轴套733，套筒731的后端焊接有二号锥齿轮735，轴套733的表面通过连杆固定连接有电动推杆734。
转轴72的表面设置有花键，因此转轴72可以和套筒731之间进行相对的滑动，但是不能进行相对旋转，防止转轴72无法带动套筒731旋转，进而导致装置无法工作。
实施例2
如图5-图7所示，在实施例1的基础上，本实施例中，套筒731的内壁与转轴72的表面滑动连接，一号锥齿轮732的表面与三号锥齿轮74的表面相互啮合，电动推杆734的表面通过螺栓连接在箱体1的底部。
通过电动推杆734可以使机器人的移动和调整分别进行操作，防止两者同时进行，进而造成干扰，致使机器人无法正常使用，不利于推广使用。
牵引机构8包括有传动杆81，传动杆81的表面焊接有蜗轮82，传动杆81的表面焊接有把手83，蜗轮82的表面啮合有蜗杆84，蜗杆84的底端焊接有一号皮带轮85，一号皮带轮85的表面通过皮带与二号皮带轮86的表面传动连接。
本装置选用皮带传动的原因是，皮带有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音，载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止其他零件损坏，起安全保护作用，皮带是中间零件，它可以在一定范围内根据需要来选定长度，以适应中心距要求较大的工作条件，且结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低，因此选用皮带传动。
传动杆81和蜗轮82的表面均与箱体1的内壁转动连接，一号皮带轮85的轴心处与箱体1内部的底壁转动连接，二号皮带轮86的轴心处与螺杆75的表面焊接固定。
通过牵引机构8可以使机器人在伸长的同时对把手83的角度进行调整，进而使把手83可以根据用户的身高自行调整，方便用户进行抓握，大大增加舒适度，而蜗轮82和蜗杆84可以进行自锁，因此把手83在调整位置后会被锁死，不会自动复位，防止其自动复位，导致机器人无法正常使用。
工作原理，电机71带动转轴72旋转，转轴72带动套筒731旋转，套筒731带动一号锥齿轮732旋转，一号锥齿轮732带动三号锥齿轮74旋转，三号锥齿轮74带动螺杆75旋转，螺杆75带动外箱31上移，外箱31带动一号齿轮32上移，但箱体1内壁上的一号齿牙33会对一号齿轮32限位，这时一号齿轮32会发生旋转，一号齿轮32会通过内框34后部的一号齿牙33将内框34向上推动，内框34上移使会带动二号齿轮35上移，但外箱31内壁上的二号齿牙36会对二号齿轮35限位，这时二号齿轮35会发生旋转，二号齿轮35会通过内箱4后部的二号齿牙36将内箱4向上推动，这时机器人整体会进行伸长，而内箱4带动前置摄像头5和后置摄像头6上移。
当后置摄像头6与用户脸部平齐时，机器人将停止伸长，这时机器人将与用户一样高，从而在机器人导盲过程中前置摄像头5会观察上方的障碍物，防止避让了地面上的障碍物而没有避让上方的障碍物，进而导致用户头部与其相撞，进而影响安全性，同时螺杆75带动二号皮带轮86旋转，二号皮带轮86带动一号皮带轮85旋转，一号皮带轮85带动蜗杆84旋转，蜗杆84带动蜗轮82想，蜗轮82带动传动杆81旋转，传动杆81带动把手83旋转，从而可以使机器人在伸长的同时对把手83的角度进行调整，进而使把手83可以根据用户的身高自行调整，方便用户进行抓握，大大增加舒适度。
电动推杆734带动轴套733后移，轴套733带动套筒731后移，套筒731带动一号锥齿轮732和二号锥齿轮735右移，这时一号锥齿轮732将不再与三号锥齿轮74啮合，而二号锥齿轮735将与四号锥齿轮78啮合，这时转轴72将通过套筒731带动二号锥齿轮735旋转，二号锥齿轮735带动四号锥齿轮78旋转，四号锥齿轮78带动传动轴77旋转，传动轴77带动滚轮79旋转，滚轮79带动机器人进行移动，通过超声波探测器2可以对路面上摄像头难以观察到的障碍物进行检测，从而可以帮助用户避开较小的障碍物，进一步增加了机器人的安全性。
本发明提供了一种用于盲人室内导引的智能交互机器人，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
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