一种具有超声波眼睛的人形机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有超声波眼睛的人形机器人，将一组超声波传感器放在人形机器人眼睛部位，通过与头部运动机构的配合，使得人形机器人探测角度更加广泛，更加具有指向性，并且降低了机器人硬件成本和程序的复杂性，提高了人形机器人的观赏性。包括机器人头部，机器人头部的眼睛部位固定有超声波测距模块，超声波测距模块包括两个作为机器人眼睛的超声波传感器，机器人头部具有能带动头部运动的舵机，舵机及超声波测距模块均连接机器人主控板，由主控板发出控制信号，控制超声波测距模块与机器人头部同步运动并发出探测信号，使机器人通过头部运动实现多方位超声波扫描探测。

A humanoid robot with ultrasonic eyes

The utility model provides a humanoid robot with ultrasonic eyes, a set of ultrasonic sensor in humanoid robot eye position, with the head and body movement, the humanoid robot detection angle is more extensive, more has the directivity, and reduce the hardware cost and complexity of the robot program, improving the appreciation of the humanoid robot. Including the robot head, the eye robot head is fixed on the ultrasonic ranging module, ultrasonic ranging module consists of two ultrasonic sensors as the eyes of the robot, the robot can drive the rudder head having a head movement, steering gear and ultrasonic ranging module are connected with the robot main control board, issued by the main control board control signal, control and ultrasonic ranging module the robot head movement and a synchronization detection signal, through the head movement to achieve multi azimuth scanning ultrasonic detection robot.

【技术实现步骤摘要】
一种具有超声波眼睛的人形机器人
本技术属于机器人
，特别是涉及一种具有超声波眼睛的人形机器人。
技术介绍
超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。目前，超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波传感器探测距离可调、进度可控，性价比高等特点。在机器人行业中,超声波传感器运用尤其广泛，具有多种用途，例如，用于轮式机器人、人形机器人、旋翼机器人的避障与探测距离，在医用机器人中用于测量身高等，它可以得知机器人与物体之间的距离,从而使机器人作出快速稳定的各种反应。超声波传感器的体积有大有小，可以在不同设备上方便安装,一般在用于机器人避障或探测距离时，都会将其安装在胸部\后背\手\脚等各部位,如果需要检测多个空间方向的数据,只能增加超声波传感器的数量,才能实现全方位检测，无形中增加了成本和程序的复杂性。此外，在应用时也只是考虑其作为探测距离或避障使用,很少会考虑到其美观性，以及与其他设备的配合性。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的缺陷和不足，提供一种具有超声波眼睛的人形机器人，将超声波传感器放在人形机器人眼睛部位，通过与头部运动机构的配合，使得人形机器人探测角度更加广泛，更加具有指向性，并且降低了机器人硬件成本和程序的复杂性，提高了人形机器人的观赏性。本技术的技术方案是：1.一种具有超声波眼睛的人形机器人，其特征在于，包括机器人头部，所述机器人头部固定有超声波测距模块，所述超声波测距模块包括安装在机器人眼睛部位的超声波传感器，所述机器人头部具有能带动头部运动的舵机，所述舵机及所述超声波测距模块均连接机器人主控板，由主控板发出控制信号，控制所述超声波测距模块与机器人头部同步运动并发出探测信号，使机器人通过头部运动实现多方位超声波扫描探测。2.所述机器人头部包括头部前壳，所述头部前壳的眼睛部位上具有与超声波传感器尺寸相适配的安装孔，所述安装孔向内拉伸出安装凸台，所述超声波测距模块固定在安装凸台上，两个超声波传感器分别嵌套在所述安装孔内。3.所述安装凸台四角预留安装螺纹孔，所述超声波测距模块螺纹连接在安装凸台上。4.所述头部前壳的眼睛部位周围具有起加固和美观作用的加强箍。5.所述超声波测距模块采用一块包括两个超声波传感器的超声波测距模块，所述超声波测距模块的信号控制端连接机器人主控板，由主控板控制其中一个传感器发射超声波信号，通过另一个传感器接收反射回响信号；通过发射信号到收到的回响信号时间间隔即可得到探测距离，距离＝时间*声速(340M/S)/2。6.所述超声波测距模块采用两块只有一个超声波传感器的超声波测距模块，两块超声波测距模块的信号控制端分别连接机器人主控板，由主控板分别控制每个传感器既发射超声波信号又接收反射回响信号。7.所述舵机包括水平输出轴舵机和/或垂直输出轴舵机；所述机器人头部的底座上具有将水平输出轴舵机的输出轴水平安装和/或将垂直输出轴舵机的输出轴垂直安装的安装装置。8.所述安装装置包括将舵机输出轴水平安装的架构件，所述架构件的两端具有将舵机输出轴水平安装的连接孔；在水平输出轴舵机的下方具有安装垂直输出轴舵机的卡件，所述卡件中心部位具有将舵机输出轴垂直安装的连接孔。9.所述舵机采用数字舵机，所述数字舵机的信号控制端分别连接机器人主控板，当需要机器人头部上下运动时，由主控板控制水平输出轴舵机发送角度命令，控制机器人头部抬头/低头相应角度；当需要机器人头部左右转动相应角度时，由主控板向垂直输出轴舵机发送角度命令，控制机器人头部左右转动相应角度；并带动超声波传感器同步运动，实现超声波传感器在舵机运动范围内的多方位扫描探测。10.所述机器人主控板包括超声波数据主动检测单元，用于检测超声波传感器的反馈数据，将超声波传感器的反馈数据与设定的阈值做对比，如果超出规定的阈值，机器人停止当前主程序执行，跳转到异常处理程序，执行异常处理程序后，再返回继续执行主程序。本技术的技术效果：本技术提供的一种具有超声波眼睛的人形机器人，将超声波传感器安装在人形机器人头部眼睛部位当机器人眼睛使用，通过与头部运动机构的配合，从而达到只使用一组超声波传感器即可扫描检测头部运动机构运动范围内的超声波数据，实现多角度空间扫描检测，使得人形机器人探测角度更加广泛，更加具有指向性，检测空间环境效率更高、更快，降低了机器人硬件成本和程序的复杂性；并且超声波传感器放在人形机器人头部眼睛部位不仅仅作为眼睛的效果，还能通过程序模仿人类眼睛的功能，眼睛大小及位置符合人体工程学原理，使人形机器人更加像人，提高了人形机器人的观赏性。附图说明图1-1为本技术的人形机器人头部前壳实施例正视图。图1-2为本技术的人形机器人头部前壳实施例后视图。图2为本技术的超声波眼睛和人形机器人头部前壳组合的实施例正视图。图3为本技术的超声波眼睛和人形机器人头部前壳组合的实施例后视图之一。图4为本技术的超声波眼睛和人形机器人头部前壳组合的实施例后视图之二。图5为本技术的具有超声波眼睛的人形机器人头部舵机安装示意图。图6为主控板的超声波数据主动检测单元的工作流程图。附图标记列示如下：1-机器人头部前壳，2-安装孔，3-安装凸台，4-螺纹孔，5-加强箍，6-底座，7-超声波传感器，8-HC-SR04模块，9-左超声波测距模块，10-右超声波测距模块，11-水平输出轴舵机，12-垂直输出轴舵机，13-架构件，14-架构件连接孔，15-卡件，16-卡件连接孔，17-信号控制端。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例做进一步的详细说明。本技术的设计思路是将超声波传感器固定在人形机器人头部的眼睛部位，将机器人的头部壳体做造型，切除机器人头部壳体眼睛部位的型材，留出超声波传感器尺寸大小的安装孔，并向内部拉伸出安装凸台。达到超声波传感器一物两用，既作为眼睛，又用于探测距离，节约了空间，提高了人形机器人的美观性和实用性。在不影响机器人的动作的情况下，充分利用眼睛位置的优势，利用超声波传感器，解决了人形机器人的美观、探测与避障以及与其他设备的配合的问题。一种具有超声波眼睛的人形机器人，包括机器人头部，机器人头部固定有超声波测距模块，超声波测距模块包括安装在机器人眼睛部位的超声波传感器，机器人头部具有能带动头部运动的舵机，舵机及超声波测距模块均连接机器人主控板，由主控板发出控制信号，控制超声波测距模块与机器人头部同步运动并发出探测信号，使机器人通过头部运动实现多方位超声波扫描探测。图1-1、图1-2为本技术的人形机器人头部前壳实施例的正视图、后视图。机器人头部包括头部前壳1，头部前壳1的眼睛部位上具有与超声波传感器尺寸相适配的安装孔2，安装孔向内拉伸出安装凸台3，凸台四角预留安装螺纹孔4，用于固定超声波测距模块；前壳的眼睛部位周围还具有加强箍5，起到对头部前壳构件加固以及美观的作用。图2、3、4分别为本技术的超声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有超声波眼睛的人形机器人，其特征在于，包括机器人头部，所述机器人头部固定有超声波测距模块，所述超声波测距模块包括安装在机器人眼睛部位的超声波传感器，所述机器人头部具有能带动头部运动的舵机，所述舵机及所述超声波测距模块均连接机器人主控板，由主控板发出控制信号，控制所述超声波测距模块与机器人头部同步运动并发出探测信号，使机器人通过头部运动实现多方位超声波扫描探测。

【技术特征摘要】
1.一种具有超声波眼睛的人形机器人，其特征在于，包括机器人头部，所述机器人头部固定有超声波测距模块，所述超声波测距模块包括安装在机器人眼睛部位的超声波传感器，所述机器人头部具有能带动头部运动的舵机，所述舵机及所述超声波测距模块均连接机器人主控板，由主控板发出控制信号，控制所述超声波测距模块与机器人头部同步运动并发出探测信号，使机器人通过头部运动实现多方位超声波扫描探测。2.根据权利要求1所述的具有超声波眼睛的人形机器人，其特征在于，所述机器人头部包括头部前壳，所述头部前壳的眼睛部位上具有与超声波传感器尺寸相适配的安装孔，所述安装孔向内拉伸出安装凸台，所述超声波测距模块固定在安装凸台上，两个超声波传感器分别嵌套在所述安装孔内。3.根据权利要求2所述的具有超声波眼睛的人形机器人，其特征在于，所述安装凸台四角预留安装螺纹孔，所述超声波测距模块螺纹连接在安装凸台上。4.根据权利要求2或3所述的具有超声波眼睛的人形机器人，其特征在于，所述头部前壳的眼睛部位周围具有起加固和美观作用的加强箍。5.根据权利要求1所述的具有超声波眼睛的人形机器人，其特征在于，所述超声波测距模块采用一块包括两个超声波传感器的超声波测距模块，所述超声波测距模块的信号控制端连接机器人主控板，由主控板控制其中一个传感器发射超声波信号，通过另一个传感器接收反射回响信号；通过发射信号到收到的回响信号时间间隔即可得到探测距离，距离＝时间*声速(340M/S)/2。6.根据权利要求1所述的具有超声波眼睛的人形机器人，其特征在于，所述超声波测距模块采用两块只有一个超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宝海，梁燚，
申请(专利权)人：智能佳北京机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11