一種多功能陪伴型機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多功能陪伴型機(jī)器人，包括機(jī)器人骨骼、功能模塊安裝骨架、控制中心板、聽音辯位模塊、聲音輸出模塊、表情模塊、關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊、攝像頭和顯示屏，其中控制中心板與云端服務(wù)器連接。本實用新型的多功能陪伴型機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)聽音辯位、智能回復(fù)、智能表情和智能行走等功能。
【專利說明】
一種多功能陪伴型機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能陪伴型機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，玩具是孩子童年生活不可缺少的一部分。孩子的身心發(fā)展是在活動中實現(xiàn)的，玩具可以任意為孩子自由地擺弄、操縱和運用，符合孩子的心理愛好和能力水平，可以滿足他們活動的需要，提高活動的積極性。玩具具有娛樂性、教育性、安全性等多個基本特征。玩具在發(fā)展感覺與運動能力的同時不僅豐富了孩子的感性知識，而且有助于鞏固孩子在生活中獲得的印象。當(dāng)孩子未能廣泛接觸現(xiàn)實生活時，他們是通過玩具來認(rèn)識世界的。
[0003]玩具能發(fā)展運動能力，訓(xùn)練知覺，激發(fā)想象，喚起好奇心，為孩子身心發(fā)展提供了物質(zhì)條件。因此玩具的設(shè)計不僅需要能給孩子帶來歡樂，同時也需要開發(fā)孩子的智力。目前市場供孩子使用的視頻播放設(shè)備均為成人化產(chǎn)品，使用時需直視發(fā)光源(屏幕)，易對尚未發(fā)育成熟的孩子視網(wǎng)膜及視神經(jīng)造成刺激和壓迫，長期使用勢必將會對孩子視力造成永久性傷害。
[0004]機(jī)器人技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類生產(chǎn)生活的綜合性結(jié)果，同時也是對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的一門科學(xué)技術(shù)。經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，人類在機(jī)器人技術(shù)方面取得了長足的進(jìn)步。然而市面上大部分機(jī)器人跟孩子的互動只是簡單的語音互動或用手機(jī)控制進(jìn)行簡單肢體運動，且語音對話也達(dá)不到順暢的程度。另外，現(xiàn)在不少機(jī)器人實現(xiàn)“陪伴”的方式只是講故事，教育內(nèi)容和交互方式都偏于單調(diào)和匱乏。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]陪伴型機(jī)器人的設(shè)計難點不在于結(jié)構(gòu)和外觀上，而在于如何使機(jī)器人具有情感交互的能力以及機(jī)器人的自學(xué)習(xí)能力。本實用新型提供的多功能陪伴型機(jī)器人針對以上問題做出了顯著改進(jìn)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出了如下技術(shù)方案:
[0007]所述多功能陪伴型機(jī)器人，包括機(jī)器人骨骼、功能模塊安裝骨架、控制中心板、聽音辯位模塊、聲音輸出模塊、表情模塊、關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊、攝像頭和顯示屏等組成部分。此外還可以包括仿人肢體。
[0008]所述機(jī)器人骨骼高0.6-1.2m，優(yōu)選0.8-1.0m，為3_8歲兒童身高設(shè)計。適當(dāng)?shù)臋C(jī)器人骨骼高度能夠給孩子心理上提供伙伴的感覺。
[0009]所述功能模塊安裝骨架為連接機(jī)器人骨骼和各功能模塊的支架，其固定于機(jī)器人骨骼上，用于固定所述機(jī)器人的各種功能模塊。
[0010]所述控制中心板相當(dāng)于所述機(jī)器人的大腦，采用ARM內(nèi)核結(jié)構(gòu)，帶有無線通訊模塊，并與云端服務(wù)器連接，用于處理所述機(jī)器人產(chǎn)生的各類語音、圖片、視頻數(shù)據(jù)，以及控制所述機(jī)器人的關(guān)節(jié)運動、表情等動作。在一個優(yōu)選實施方案中，所述控制中心板通過移動網(wǎng)絡(luò)或W1-Fi與云端服務(wù)器連接。在另一個實施方案中，所述控制中心板通過以太網(wǎng)與云端服務(wù)器連接。
[0011]在一個優(yōu)選實施方案中，所述控制中心板至少采用友善之臂控制中心板;在另一個優(yōu)選實施方案中，所述控制中心板至少為友善之臂cortex A9tiny4412o
[0012]在一個優(yōu)選實施方案中，所述云端服務(wù)器采用結(jié)構(gòu)化的存儲模式，使用mysql作為數(shù)據(jù)庫引擎，在數(shù)據(jù)庫中保存了本體庫數(shù)據(jù)和人機(jī)交互文檔的記錄信息。
[0013]在一個優(yōu)選實施方案中，所述云端服務(wù)器接收到機(jī)器人發(fā)送的請求后，對提問者發(fā)出的問題的文本先進(jìn)行NLP處理，結(jié)合問題上下文，初步理解問題的基本含義，通過本體庫中知識圖譜進(jìn)行關(guān)聯(lián)查詢，如果查詢到則直接將回復(fù)內(nèi)容返回給機(jī)器人;否則通過爬蟲從搜索引擎抓取結(jié)果，從抓取的結(jié)果中選擇合適的回答返回給機(jī)器人，從而實現(xiàn)對問題的智能回復(fù)。
[0014]所述聽音辯位模塊相當(dāng)于所述機(jī)器人的耳朵，其通過安裝于其上的四個方向的聲音子模塊判別音源距離所述機(jī)器人的方位，提高與孩子的交互體驗。所述聽音辯位模塊還可進(jìn)行聲音的錄入。
[0015]所述聲音輸出模塊相當(dāng)于所述機(jī)器人的嘴巴，其可以根據(jù)所述控制中心板的指令進(jìn)行發(fā)音，并可以個性化定制音調(diào)、音色等，例如模仿媽媽、爸爸、老師或小朋友等的聲音。
[0016]所述表情模塊相當(dāng)于所述機(jī)器人的臉，通過機(jī)器人后端分析出來的語氣等或通過從云端服務(wù)器獲取的信息如個性化偏好等，給表情模塊出命令字，表情模塊根據(jù)給出的命令字進(jìn)行顯示。
[0017]所述關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊相當(dāng)于所述機(jī)器人的四肢，其根據(jù)所述控制中心板的指令產(chǎn)生相應(yīng)動作命令字，從而使所述機(jī)器人產(chǎn)生相應(yīng)運動。
[0018]所述攝像頭相當(dāng)于所述機(jī)器人的眼睛，用于獲取圖片、視頻信息以及實時環(huán)境信息，傳輸至控制中心板用于存儲、處理和上傳等后續(xù)操作。
[0019]所述顯示屏是所述機(jī)器人的人機(jī)接口，根據(jù)所述控制中心板的指令進(jìn)行顯示變化，為孩子提供更加豐富的互動和交流。在一個優(yōu)選的實施方案中，所述顯示屏為觸摸屏，可以用于輸入命令行和信息，例如用于輸入觸摸屏指令。
[0020]本實用新型的多功能陪伴型機(jī)器人包括以下幾個功能:
[0021]1.聽音辯位:本實用新型的多功能陪伴型機(jī)器人可以判別音源距離所述機(jī)器人的方位，并提供相對應(yīng)的響應(yīng)，提高與孩子的交互體驗。
[0022]2.智能回復(fù):本實用新型的多功能陪伴型機(jī)器人提供更加貼近孩子的說話方式，更加適合孩子陪伴交流。
[0023]3.智能表情:本實用新型的多功能陪伴型機(jī)器人可根據(jù)環(huán)境、語境、對話者的表情等提供實時的機(jī)器人表情調(diào)控。
[0024]4.智能行走:本實用新型的多功能陪伴型機(jī)器人可以根據(jù)音源和命令行進(jìn)行自主行走。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型一個實施方案的機(jī)器人框架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是本實用新型一個實施方案的聽音辯位模塊的印刷電路示意圖。
[0027]圖3是本實用新型一個實施方案的智能回復(fù)的處理流程圖。
[0028]其中的附圖標(biāo)記:
[0029]100-機(jī)器人骨骼；110-功能模塊安裝骨架；120-控制中心板；130-聽音辯位模塊；140-聲音輸出模塊;150-表情模塊;160-關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊;170-攝像頭；180-顯示屏;210-通道I ； 220-通道2 ； 230-通道3 ； 240-通道4 ； 250-聲源。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本實用新型的多功能陪伴型機(jī)器人作進(jìn)一步詳盡描述:
[0031]實施例1
[0032]如圖1所示，其顯示了本實用新型的多功能陪伴型機(jī)器人的一個優(yōu)選實施方案。
[0033]其中所述機(jī)器人包括機(jī)器人骨骼100、功能模塊安裝骨架110、控制中心板120、聽音辯位模塊130、聲音輸出模塊140、表情模塊150、關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊160、攝像頭170和顯示屏 180。
[0034]其中功能模塊安裝骨架110安裝在機(jī)器人骨骼100上，并位于機(jī)器人骨骼100的“上肢部”和“下肢部”之間。
[0035]其中表情模塊150和攝像頭170安裝于所述機(jī)器人骨骼100的“頭部”，顯示屏180、控制中心板120、關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊160、聽音辯位模塊130和聲音輸出模塊140設(shè)置在功能模塊安裝骨架110上。
[0036]該多功能陪伴型機(jī)器人通過各組成模塊的功能和運行機(jī)理來控制機(jī)器人的各項活動，實現(xiàn)所述技術(shù)效果。
[0037]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種多功能陪伴型機(jī)器人，包括機(jī)器人骨骼、功能模塊安裝骨架、控制中心板、聽音辯位模塊、聲音輸出模塊、表情模塊、關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊、攝像頭和顯示屏，其特征在于，所述控制中心板采用ARM內(nèi)核結(jié)構(gòu)并與云端服務(wù)器連接，用于處理所述機(jī)器人產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并控制所述機(jī)器人的動作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述控制中心板通過以太網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)或W1-Fi與所述云端服務(wù)器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人骨骼的高度為0.6-1.2米。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述功能模塊安裝骨架固定于所述機(jī)器人骨骼上，用于固定多個功能模塊，包括顯示屏、控制中心板、關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊、聽音辯位模塊和聲音輸出模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述云端服務(wù)器采用結(jié)構(gòu)化的存儲模式，使用mysql作為數(shù)據(jù)庫引擎，在數(shù)據(jù)庫中保存了本體庫數(shù)據(jù)和人機(jī)交互文檔的記錄信息。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述聽音辯位模塊通過安裝于其上的四個方向的聲音子模塊判別音源距離所述機(jī)器人的方位。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述聽音辯位模塊還進(jìn)行聲音的錄入。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述聲音輸出模塊根據(jù)所述控制中心板的指令進(jìn)行發(fā)音。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述聲音輸出模塊個性化定制音調(diào)和音色。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述表情模塊通過機(jī)器人后端分析出來的語氣或通過從云端服務(wù)器獲取的信息，給表情模塊出命令字，表情模塊根據(jù)所述命令字進(jìn)行顯示。11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述關(guān)節(jié)機(jī)電控制模塊根據(jù)所述控制中心板的指令產(chǎn)生相應(yīng)動作命令字，從而使所述機(jī)器人產(chǎn)生相應(yīng)運動。12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述顯示屏根據(jù)所述控制中心板的指令進(jìn)行顯示變化。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多功能陪伴型機(jī)器人，其特征在于，所述顯示屏用于輸入命令行和信息。
【文檔編號】A63H3/38GK205516449SQ201620095413
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】楊志明
【申請人】深思考人工智能機(jī)器人科技（北京）有限公司