本發(fā)明涉及一種機器人，尤其涉及一種盲人引路用自動導(dǎo)航型機器人。

背景技術(shù)：

導(dǎo)航是引導(dǎo)某一設(shè)備，從指定航線的一點運動到另一點的方法。導(dǎo)航分兩類：自主式導(dǎo)航：用飛行器或船舶上的設(shè)備導(dǎo)航，有慣性導(dǎo)航、多普勒導(dǎo)航和天文導(dǎo)航等；非自主式導(dǎo)航：用于飛行器、船舶、汽車等交通設(shè)備與有關(guān)的地面或空中設(shè)備相配合導(dǎo)航，有無線電導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航。在軍事上，還要配合完成武器投射、偵察、巡邏、反潛和援救等任務(wù)。導(dǎo)航有兩種意思，一種意思是引導(dǎo)飛行器或船舶沿一定航線從一點運動到另一點的方法。而另一種意思則是由于互聯(lián)網(wǎng)的興起而興起的網(wǎng)站導(dǎo)航，幫助上網(wǎng)者找到想要瀏覽的網(wǎng)頁，想要查找的信息，基本上每個網(wǎng)站都有自己的網(wǎng)站導(dǎo)航系統(tǒng)為網(wǎng)頁的瀏覽者提供導(dǎo)航服務(wù)，也有專業(yè)的導(dǎo)航網(wǎng)站提供專業(yè)導(dǎo)航服務(wù)。

機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。

現(xiàn)有的導(dǎo)航型機器人存在可適用范圍小、不利于盲人的出行和難以主動繞過障礙的缺點，因此亟需設(shè)計一種適用范圍廣、有利于盲人的出行和會主動繞過障礙的盲人引路用自動導(dǎo)航型機器人。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(1)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有的導(dǎo)航型機器人可適用范圍小、不利于盲人的出行和難以主動繞過障礙的缺點，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適用范圍廣、有利于盲人的出行和會主動繞過障礙的盲人引路用自動導(dǎo)航型機器人。

(2)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了這樣一種盲人引路用自動導(dǎo)航型機器人裝置，包括有輪子、下轉(zhuǎn)軸、滑套、第一錐齒輪、第二錐齒輪、支桿、第三電機、圓盤、第二電機、第一下連桿、右手臂、上轉(zhuǎn)軸、曲形桿、肢干、第一上連桿、控制器、右攝像頭、圓環(huán)、拉線、左攝像頭、頭部、第二上連桿、第一電機、第二下連桿和左手臂；頭部頂部中央設(shè)置有拉線，拉線上端連接有圓環(huán)，頭部左側(cè)鉸接連接有第一上連桿，頭部右側(cè)鉸接連接有第二上連桿，頭部右眼部位設(shè)置有右攝像頭，頭部左眼部位設(shè)置有左攝像頭，頭部嘴巴部位設(shè)置有控制器，頭部下方設(shè)置有肢干，肢干的頂部中央設(shè)置有第一電機，第一電機上端和頭部底部連接，肢干的左側(cè)上方鉸接連接有右手臂，右手臂前側(cè)中部鉸接連接有第一下連桿，肢干的右側(cè)上方鉸接連接有左手臂，左手臂前側(cè)中部鉸接連接有第二下連桿，肢干的前側(cè)中部上方設(shè)置有上轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有曲形桿，曲形桿左側(cè)中部和第一上連桿鉸接連接，曲形桿右側(cè)中部和第二上連桿鉸接連接，曲形桿左側(cè)底端和第一下連桿連接，曲形桿右側(cè)底端和第二下連桿連接，肢干底部中央設(shè)置有第二電機，第二電機下端連接有圓盤，圓盤底部中央設(shè)置有第三電機，圓盤底部左右兩側(cè)關(guān)于第三電機對稱設(shè)置有支桿，第三電機下端連接有第二錐齒輪，支桿底端均設(shè)置有滑套，滑套上設(shè)置有下轉(zhuǎn)軸，下轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有第一錐齒輪，第二錐齒輪和第一錐齒輪嚙合，下轉(zhuǎn)軸左右端均設(shè)置有輪子，第一電機、第二電機、第三電機、右攝像頭和左攝像頭均與控制器連接。

優(yōu)選地，還包括有導(dǎo)航儀，頭部鼻子部位設(shè)置有導(dǎo)航儀，導(dǎo)航儀與控制器連接。

優(yōu)選地，肢干底部開有凹槽。

優(yōu)選地，還包括有警示燈，右手臂和左手臂底端均設(shè)置有警示燈，警示燈與控制器連接。

優(yōu)選地，頭部為球形。

優(yōu)選地，輪子直徑為30cm。

優(yōu)選地，第一電機、第二電機和第三電機均為伺服電機。

工作原理：當(dāng)盲人要在外面行走時，控制器控制開啟右攝像頭和左攝像頭，控制器控制第三電機開始轉(zhuǎn)動，第三電機轉(zhuǎn)動帶動第二錐齒輪轉(zhuǎn)動，第二錐齒輪帶動第一錐齒輪轉(zhuǎn)動，第一錐齒輪帶動下轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，下轉(zhuǎn)軸帶動輪子轉(zhuǎn)動，此時機器人可以帶著盲人向前走。當(dāng)機器人的左攝像頭和右攝像頭檢測到前方有障礙物需要繞道時，左攝像頭和右攝像頭把信息反饋到控制器，當(dāng)機器人要從右側(cè)繞過障礙時，控制器控制關(guān)閉第三電機，控制器控制第一電機順時針轉(zhuǎn)動一定角度，第一電機帶動頭部向右轉(zhuǎn)動一定角度，頭部帶動第一上連桿和第二上連桿向右轉(zhuǎn)動一定角度，第一上連桿帶動曲形桿左端向上移動，曲形桿左端帶動右手臂向上抬起，第二上連桿帶動曲形桿右端向下運動，曲形桿右端帶動左手臂向下運動，此時可以告訴行人機器人將向右轉(zhuǎn)向。與此同時控制器控制第二電機順時針轉(zhuǎn)動和第一電機相同的角度，第二電機帶動圓盤向右轉(zhuǎn)動一定角度，圓盤帶動支桿向右轉(zhuǎn)動一定角度，進而帶動轉(zhuǎn)軸向右轉(zhuǎn)動一定角度，最后帶動輪子轉(zhuǎn)動一定的角度。轉(zhuǎn)向結(jié)束后，控制器控制關(guān)閉第一電機和第二電機，同時控制第三電機轉(zhuǎn)動，第三電機最終帶動輪子向前運動，此時機器人可以帶著盲人從右邊繞過障礙。當(dāng)機器人要從左邊繞過障礙時，控制器控制關(guān)閉第三電機，控制器控制第一電機逆時針轉(zhuǎn)動一定角度，第一電機帶動頭部向左轉(zhuǎn)動一定角度，頭部帶動第一上連桿和第二上連桿向左轉(zhuǎn)動一定角度，第一上連桿帶動曲形桿左端向下運動，曲形桿左端帶動右手臂向下運動，第二上連桿帶動曲形桿右端向上運動，曲形桿右端帶動左手臂向上抬起，此時可以告訴行人，機器人將向左轉(zhuǎn)向，同時控制器控制第二電機逆時針轉(zhuǎn)動和第一電機相同的角度，第二電機帶動圓盤向左轉(zhuǎn)動一定角度，圓盤帶動支桿向左轉(zhuǎn)動一定角度，進而帶動轉(zhuǎn)軸向左轉(zhuǎn)動一定角度，最后帶動輪子轉(zhuǎn)動一定的角度。轉(zhuǎn)向結(jié)束后，此時控制器控制關(guān)閉第一電機和第二電機，同時控制第三電機轉(zhuǎn)動，第三電機最終帶動輪子向前運動，此時機器人可以帶著盲人從左邊繞過障礙。當(dāng)盲人不需要機器人引路時，控制器控制第一電機、第二電機和第三電機工作，進而帶動頭部、肢干和輪子等復(fù)位后，控制器控制關(guān)閉第一電機、第二電機和第三電機。

因為還包括有導(dǎo)航儀，頭部鼻子部位設(shè)置有導(dǎo)航儀，導(dǎo)航儀與控制器連接，所以盲人指定要去的位置，控制器控制啟動導(dǎo)航儀，導(dǎo)航儀選擇更快、障礙少和更安全的路線，進而更好地保護盲人。當(dāng)?shù)竭_目的地后，控制器控制關(guān)閉導(dǎo)航儀。

因為肢干底部開有凹槽，所以機器人的制造可以更省材料，同時也使第二電機和第三電機得到更好的保護。

因為還包括有警示燈，右手臂和左手臂底端均設(shè)置有警示燈，警示燈與控制器連接，所以機器人要向左轉(zhuǎn)向時，控制器控制左警示燈亮起，機器人要向右轉(zhuǎn)向時，控制器控制右警示燈亮起，進而更好地提示其他行人注意讓行，轉(zhuǎn)向結(jié)束后，控制器控制關(guān)閉警示燈。

因為輪子直徑為30cm，所以機器人可以爬一定高度的臺階，適用于更多場合。

因為第一電機、第二電機和第三電機均為伺服電機，所以第一電機、第二電機和第三電機可以更為精確地控制轉(zhuǎn)速，使運行更平穩(wěn)。

控制器選擇廈門海為科技有限公司生產(chǎn)的海為S24S0T型PLC控制器，主機外部24VDC供電，16路輸入，8路輸出。輸入輸出端口的定義為：X0為啟動開關(guān)，X1為停止開關(guān)，X2為導(dǎo)航儀；Y0為右攝像頭，Y1左攝像頭，Y2為第一電機，Y3為第二電機，Y4為第三電機，Y5為警示燈。根據(jù)圖5所示的電氣控制原理圖，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要創(chuàng)造性的勞動，通過編程即可實現(xiàn)控制器控制各部件按上述工作原理進行動作，編程的相關(guān)指令都為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

(3)有益效果

本發(fā)明達到了適用范圍廣、有利于盲人的出行、會自動選擇路線和會主動繞過障礙，同時可以給盲人提供更好走、更便捷和更安全的出行路線的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第一種主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的第二種主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的第三種主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的第四種主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的電氣控制原理圖。

附圖中的標記為：1-輪子，2-下轉(zhuǎn)軸，3-滑套，4-第一錐齒輪，5-第二錐齒輪，6-支桿，7-第三電機，8-圓盤，9-第二電機，10-第一下連桿，11-右手臂，12-上轉(zhuǎn)軸，13-曲形桿，14-肢干，15-第一上連桿，16-控制器，17-右攝像頭，18-圓環(huán)，19-拉線，20-左攝像頭，21-頭部，22-第二上連桿，23-第一電機，24-第二下連桿，25-左手臂，26-導(dǎo)航儀，27-凹槽，28-警示燈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

實施例1

一種盲人引路用自動導(dǎo)航型機器人裝置，如圖1-5所示，包括有輪子1、下轉(zhuǎn)軸2、滑套3、第一錐齒輪4、第二錐齒輪5、支桿6、第三電機7、圓盤8、第二電機9、第一下連桿10、右手臂11、上轉(zhuǎn)軸12、曲形桿13、肢干14、第一上連桿15、控制器16、右攝像頭17、圓環(huán)18、拉線19、左攝像頭20、頭部21、第二上連桿22、第一電機23、第二下連桿24和左手臂25；頭部21頂部中央設(shè)置有拉線19，拉線19上端連接有圓環(huán)18，頭部21左側(cè)鉸接連接有第一上連桿15，頭部21右側(cè)鉸接連接有第二上連桿22，頭部21右眼部位設(shè)置有右攝像頭17，頭部21左眼部位設(shè)置有左攝像頭20，頭部21嘴巴部位設(shè)置有控制器16，頭部21下方設(shè)置有肢干14，肢干14的頂部中央設(shè)置有第一電機23，第一電機23上端和頭部21底部連接，肢干14的左側(cè)上方鉸接連接有右手臂11，右手臂11前側(cè)中部鉸接連接有第一下連桿10，肢干14的右側(cè)上方鉸接連接有左手臂25，左手臂25前側(cè)中部鉸接連接有第二下連桿24，肢干14的前側(cè)中部上方設(shè)置有上轉(zhuǎn)軸12，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有曲形桿13，曲形桿13左側(cè)中部和第一上連桿15鉸接連接，曲形桿13右側(cè)中部和第二上連桿22鉸接連接，曲形桿13左側(cè)底端和第一下連桿10連接，曲形桿13右側(cè)底端和第二下連桿24連接，肢干14底部中央設(shè)置有第二電機9，第二電機9下端連接有圓盤8，圓盤8底部中央設(shè)置有第三電機7，圓盤8底部左右兩側(cè)關(guān)于第三電機7對稱設(shè)置有支桿6，第三電機7下端連接有第二錐齒輪5，支桿6底端均設(shè)置有滑套3，滑套3上設(shè)置有下轉(zhuǎn)軸2，下轉(zhuǎn)軸2上設(shè)置有第一錐齒輪4，第二錐齒輪5和第一錐齒輪4嚙合，下轉(zhuǎn)軸2左右端均設(shè)置有輪子1，第一電機23、第二電機9、第三電機7、右攝像頭17和左攝像頭20均與控制器16連接。

還包括有導(dǎo)航儀26，頭部21鼻子部位設(shè)置有導(dǎo)航儀26，導(dǎo)航儀26與控制器16連接。

肢干14底部開有凹槽27。

還包括有警示燈28，右手臂11和左手臂25底端均設(shè)置有警示燈28，警示燈28與控制器16連接。

頭部21為球形。

輪子1直徑為30cm。

第一電機23、第二電機9和第三電機7均為伺服電機。

工作原理：當(dāng)盲人要在外面行走時，控制器16控制開啟右攝像頭17和左攝像頭20，控制器16控制第三電機7開始轉(zhuǎn)動，第三電機7轉(zhuǎn)動帶動第二錐齒輪5轉(zhuǎn)動，第二錐齒輪5帶動第一錐齒輪4轉(zhuǎn)動，第一錐齒輪4帶動下轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動，下轉(zhuǎn)軸2帶動輪子1轉(zhuǎn)動，此時機器人可以帶著盲人向前走。當(dāng)機器人的左攝像頭20和右攝像頭17檢測到前方有障礙物需要繞道時，左攝像頭20和右攝像頭17把信息反饋到控制器16，當(dāng)機器人要從右側(cè)繞過障礙時，控制器16控制關(guān)閉第三電機7，控制器16控制第一電機23順時針轉(zhuǎn)動一定角度，第一電機23帶動頭部21向右轉(zhuǎn)動一定角度，頭部21帶動第一上連桿15和第二上連桿22向右轉(zhuǎn)動一定角度，第一上連桿15帶動曲形桿13左端向上移動，曲形桿13左端帶動右手臂11向上抬起，第二上連桿22帶動曲形桿13右端向下運動，曲形桿13右端帶動左手臂25向下運動，此時可以告訴行人機器人將向右轉(zhuǎn)向。與此同時控制器16控制第二電機9順時針轉(zhuǎn)動和第一電機23相同的角度，第二電機9帶動圓盤8向右轉(zhuǎn)動一定角度，圓盤8帶動支桿6向右轉(zhuǎn)動一定角度，進而帶動轉(zhuǎn)軸向右轉(zhuǎn)動一定角度，最后帶動輪子1轉(zhuǎn)動一定的角度。轉(zhuǎn)向結(jié)束后，控制器16控制關(guān)閉第一電機23和第二電機9，同時控制第三電機7轉(zhuǎn)動，第三電機7最終帶動輪子1向前運動，此時機器人可以帶著盲人從右邊繞過障礙。當(dāng)機器人要從左邊繞過障礙時，控制器16控制關(guān)閉第三電機7，控制器16控制第一電機23逆時針轉(zhuǎn)動一定角度，第一電機23帶動頭部21向左轉(zhuǎn)動一定角度，頭部21帶動第一上連桿15和第二上連桿22向左轉(zhuǎn)動一定角度，第一上連桿15帶動曲形桿13左端向下運動，曲形桿13左端帶動右手臂11向下運動，第二上連桿22帶動曲形桿13右端向上運動，曲形桿13右端帶動左手臂25向上抬起，此時可以告訴行人，機器人將向左轉(zhuǎn)向，同時控制器16控制第二電機9逆時針轉(zhuǎn)動和第一電機23相同的角度，第二電機9帶動圓盤8向左轉(zhuǎn)動一定角度，圓盤8帶動支桿6向左轉(zhuǎn)動一定角度，進而帶動轉(zhuǎn)軸向左轉(zhuǎn)動一定角度，最后帶動輪子1轉(zhuǎn)動一定的角度。轉(zhuǎn)向結(jié)束后，此時控制器16控制關(guān)閉第一電機23和第二電機9，同時控制第三電機7轉(zhuǎn)動，第三電機7最終帶動輪子1向前運動，此時機器人可以帶著盲人從左邊繞過障礙。當(dāng)盲人不需要機器人引路時，控制器16控制第一電機23、第二電機9和第三電機7工作，進而帶動頭部21、肢干14和輪子1等復(fù)位后，控制器16控制關(guān)閉第一電機23、第二電機9和第三電機7。

因為還包括有導(dǎo)航儀26，頭部21鼻子部位設(shè)置有導(dǎo)航儀26，導(dǎo)航儀26與控制器16連接，所以盲人指定要去的位置，控制器16控制啟動導(dǎo)航儀26，導(dǎo)航儀26選擇更快、障礙少和更安全的路線，進而更好地保護盲人。當(dāng)?shù)竭_目的地后，控制器16控制關(guān)閉導(dǎo)航儀26。

因為肢干14底部開有凹槽27，所以機器人的制造可以更省材料，同時也使第二電機9和第三電機7得到更好的保護。

因為還包括有警示燈28，右手臂11和左手臂25底端均設(shè)置有警示燈28，警示燈28與控制器16連接，所以機器人要向左轉(zhuǎn)向時，控制器16控制左警示燈28亮起，機器人要向右轉(zhuǎn)向時，控制器16控制右警示燈28亮起，進而更好地提示其他行人注意讓行，轉(zhuǎn)向結(jié)束后，控制器16控制關(guān)閉警示燈28。

因為輪子1直徑為30cm，所以機器人可以爬一定高度的臺階，適用于更多場合。

因為第一電機23、第二電機9和第三電機7均為伺服電機，所以第一電機23、第二電機9和第三電機7可以更為精確地控制轉(zhuǎn)速，使運行更平穩(wěn)?？刂破?6選擇廈門海為科技有限公司生產(chǎn)的海為S24S0T型PLC控制器16，主機外部24VDC供電，16路輸入，8路輸出。輸入輸出端口的定義為：X0為啟動開關(guān)，X1為停止開關(guān)，X2為導(dǎo)航儀26；Y0為右攝像頭17，Y1左攝像頭20，Y2為第一電機23，Y3為第二電機9，Y4為第三電機7，Y5為警示燈28。根據(jù)圖5所示的電氣控制原理圖，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要創(chuàng)造性的勞動，通過編程即可實現(xiàn)控制器16控制各部件按上述工作原理進行動作，編程的相關(guān)指令都為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、改進及替代，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。