一種可迅速拆卸和組裝的機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人領域，涉及一種可迅速拆卸和組裝的機器人。
【背景技術】
[0002]機器人是一種自主的機械裝置，主要根據使用者指令按照設計的原則綱領行動完成任務，可以協助人類完成一部分日常的工作，如行走、負重、運輸、控制外部設備等。
[0003]當前市場上出售的各類機器人僅能完成預設的單一重復的功能，如智能掃地機器人，做飯機器人，生產線機器人等，同時，這類機器人僅能按照預先編制的程序工作，遠不能達到智能的水平，無法完成日常生活中相對離散的任務。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可迅速拆卸和組裝的機器人，能夠根據任務需求迅速拆卸并安裝對應的任務組件，通過機械動作、通信或電子屏顯示等形式來完成使用者指令，實現行走、負重、運輸、控制外部設備等功能。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的目的在于提供一種可迅速拆卸和組裝的機器人，所述機器人包含控制單元、動力單元、任務接口單元；
所述動力單元具有能夠使機器人發(fā)生位移的一個或多個組件，通過相應的接口使控制單元與動力單元的其中一個組件進行裝配及信號連接，由控制單元向動力單元提供指令，以控制動力單元所配置的組件運行，驅使機器人移動到任務地點；
所述任務接口單元具有能夠使機器人執(zhí)行設定任務的一個或多個組件，通過相應的接口使控制單元與任務接口單元的其中一個組件進行裝配及信號連接，由控制單元向任務接口單元提供指令，以控制任務接口單元所配置的組件運行來完成任務。
[0006]優(yōu)選地，所述機器人設置有一種或多種環(huán)境感知設備，來測定有關機器人和/或其使用者的自身狀態(tài)，或者有關機器人和/或其使用者當前所處環(huán)境的參數；
所述機器人設置有通信設備，來接收用戶向機器人發(fā)送的任務信息；
所述控制單元設置的中央處理器，接收環(huán)境感知設備傳輸的信息，并根據從通信設備接收的任務信息，得出符合任務要求的指令，通過相應接口發(fā)送指令給動力單元、任務接口單元各自配備的組件。
[0007]優(yōu)選地，所述動力單元設置的運動部件，通過驅動用的電機連接降低轉速以提升扭矩的減速機，并通過與減速機連接的傳動軸將動力傳送給動力單元所配置的組件;所述動力單元還設置有動力電池為機器人供電;所述動力電池配備有充電裝置。
[0008]優(yōu)選地，各單元設置的接口，包含:輸送電能的電源接口，傳遞數據的數據接口，裝配相應單元的連接定位槽，物理鎖定的機械鎖緊接口。
[0009]優(yōu)選地，各單元分別設置有提供本單元內結構支撐、部件定位和保護的結構件，并分別設置有外觀裝飾件。
[0010]優(yōu)選地，所述動力單元的組件，是以下任意一種能夠使機器人發(fā)生位移的設備:轉輪，或螺旋槳，或升降臺，或浮筒，或擬人肢體。
[0011]優(yōu)選地，所述任務接口單元的組件，是以下任意一種執(zhí)行任務的設備或其組合:發(fā)布信息的顯示設備，或通過機械手操作目標物品的機械臂，或承載使用者或物品的座椅型設備，或向智能電器的遠程控制開關輸送開關指令的設備。
[0012]優(yōu)選地，所述機器人還通過任務接口單元設置的交互面板來接收使用者發(fā)布的任務信息;或者，所述機器人還通過環(huán)境感知設備來識別使用者發(fā)布的任務信息。
[0013]優(yōu)選地，所述環(huán)境感知設備中，包含測算機器人與使用者之間距離與方位差的傳感裝置，以及對使用者的特征進行識別的攝像頭;所述控制單元根據所述環(huán)境感知設備傳輸的信息，得出控制動力單元所配備的組件驅使機器人靠近或遠離使用者的指令，通過相應接口發(fā)送該指令給動力單元，以保持機器人與使用者之間的距離符合預定范圍，實現機器人對使用者的近距跟蹤。
[0014]優(yōu)選地，所述環(huán)境感知設備進一步包含GPS定位設備;根據所述GPS定位設備向機器人的通信設備發(fā)送的使用者的當前位置，控制單元得出控制動力單元所配備的組件驅使機器人接近使用者或任務目標的指令，通過相應接口發(fā)送該指令給動力單元，移動機器人直至攝像頭能夠識別到使用者，實現機器人對使用者的遠程跟蹤。
[0015]綜上所述，本發(fā)明涉及的機器人，是一種經過模塊化設計，可根據任務要求進行拆卸，卸下與任務不相關的組件，并通過自動或者手動的形式安裝對應任務要求的組件，以最大的功能優(yōu)勢完成使用者發(fā)布的任務。即提供了一種多功能體系，為使用者提供對應任務的解決方案。通過模塊化設計，將機器人的外部尺寸、重量進行最大限度的優(yōu)化，以提高使用者使用的便捷性和舒適性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的一種可迅速拆卸和組裝的機器人的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明所述機器人中控制單元的系統框圖；
圖3是本發(fā)明所述機器人中動力單元的系統框圖；
圖4是本發(fā)明所述機器人中任務接口單元的系統框圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明所涉及的機器人，主要按照控制單元、動力單元和任務接口單元三大部件進行設計。其中，動力單元提供如機器人行駛、行走、滑行、飛行等各種能夠使機器人發(fā)生位移的運動機構?？刂茊卧涍^運算，計算出針對當前配置的動力單元設備所應運行的步進和轉向指令，并通過數據傳輸接口直接控制動力單元行動。任務接口單元根據任務的不同需求來裝備所需的組件;在到達任務地點后，由控制單元控制任務接口單元開展作業(yè)任務。
[0018]如圖2所示，控制單元是整個機器人的核心，包含中央處理器、通信設備、環(huán)境感知設備、各類接口、結構件和外觀裝飾件。其中，環(huán)境感知設備包含測距儀、攝像頭、麥克風、紅夕卜、無線電、溫濕度計、陀螺儀等能夠感知外界環(huán)境的傳感器中的任意一種或其任意組合，用來測定機器人及使用者當前存在環(huán)境的各類參數，如當前位置、高度或者與某個參照物的距離。通信設備通過無線電、蜂窩式數字通信等方式遠程傳遞用戶的命令要求至機器人。中央處理器根據用戶任務要求，通過分析環(huán)境感知設備傳輸過來的狀態(tài)信息，處理以當前配置下各組件完成任務的指令，通過接口將指令傳輸至對應單元和組件。結構件和外觀裝飾件提供本單元的結構支撐、部件定位和保護、外部美觀度裝飾等功能。
[00?9]如圖3所示，動力單元包括結構件、外觀裝飾件、動力電池、各類接口和運動部件。其中結構件和外觀裝飾件提供動力單元的結構支撐、部件定位和保護，以及外部美觀度裝飾等功能。動力電池安裝在單元內部的特定位置，為機器人提供行動的能量來源。運動部件實現動力控制，通過電纜從電池取電，采用電機作為驅動部件，通過減速機降低轉速并提供更大的扭矩。減速機通過傳動軸將動力傳送到輪子、螺旋槳、升降臺、浮筒或擬人肢體型組件，構成不同形式的動力單元。
[0020]如動力單元配置的是平板車型組件，則可以根據指令驅動電機運轉，通過減速機獲得更大的扭矩，最終驅動整個機器人行駛。同時，可以驅動轉向輪控制整體轉向。
[0021]如動力單元配置的是螺旋槳型升力組件(飛行器型組件)，則可以根據指令驅動電機及螺旋槳運轉獲得升力，使得機器人整體脫離地面。同時，可以控制多個螺旋槳不同的轉速以獲得不同的升力，最終獲得一個偏轉力，驅動機器人整體在立體空間內向除了縱向方向的任意其他方向飛行;最終到達目的地。
[0022]如動力單元配置的是擬人肢體型組件，則根據指令驅動電機運轉，并通過減速器獲得更大的扭矩最終驅動擬人肢體的各個關節(jié)活動，驅動整個肢體做類似人類下肢行走的運動，以完成復雜地形的位移任務，如上下樓梯。
[0023]如圖4所示，任務接口單元主要接收控制單元發(fā)送的任務指令，依靠自身配備的設備，如顯示器、機械臂或無線電發(fā)射裝置等操作目標，完成用戶發(fā)布的任務。
[0024]為了完成機械任務，任務接口單元可以配置1-2條機械臂，通過機械臂的空間運動，將機械臂末端的機械手送至靠近任務目標的附近，通過機械手的抓握、托舉、釋放等手勢對目標物品進行操作。
[0025]或者，任務接口單元還可以配置顯示設備，如觸摸顯示屏或投影儀，實現信息的發(fā)布，或者遠程監(jiān)控視頻設備。在遠程監(jiān)控模式下，顯示以機器人為第一視角的視頻，通過操作者在觸摸屏上手勢動作，控制機器人的機械臂行動。
[0026]機器人通過通信設備接收使用者指令，其形式包括但不限于無線電、藍牙、紅外線、語音、程序預設等方式。同時，通過控制單元設置的通信設備或通過任務接口單元另外配置的通信設備，也可以將指令發(fā)送至外部設備，對家中的智能家電等進行控制。
[0027]又或者，任務接口單元可以配置座椅型設備，用來承載用戶或放置物品，在與諸如平板車型等任意一種動力單元的組件配合下，提供大續(xù)航能力和平穩(wěn)、舒適的行駛方式，將用戶或物品運送到規(guī)定的地點，實現近距離代步。
[0028]本發(fā)明涉及的機器人是一種簡易的、可根據任務要求即時進行模塊化拆卸和組裝的設備。其中，控制單元根據科技發(fā)展，在硬件配置上保持更新，更換性能更強，可以使用處理速度更快的芯片和傳感器，但整體外觀和接口保持一致性，防止出現與其他組件不兼容的情況發(fā)生。動力單元和任務接口單元則根據任務需求進行選擇。
[0029]為了方便用戶拆裝，各單元模塊之間的接口將進行統一集成化設計，分別為電源、數據、連接定位槽和機械鎖緊接口。其中，電源接口提供能源輸送，數據接口提供單元模塊間的數