專利名稱：一種家庭防盜報警機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機(jī)器人，具體是一種家庭防盜報警機(jī)器人。
背景技術(shù)：
家庭防盜報警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施，一旦發(fā)生突發(fā)事件，能將信號傳給他人，以便迅速采取應(yīng)急措施。 現(xiàn)在的家庭防盜系統(tǒng)大多是用物理方法或電子技術(shù)，自動探測發(fā)生在布防監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報警信號，并提示值班人員發(fā)生報警的區(qū)域部位，顯示可能采取對策的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)大多是多個子機(jī)采集數(shù)據(jù)再傳給主機(jī)，其采集數(shù)據(jù)的方式則多為定點采集。這樣雖然能在一定成度上保證一個小區(qū)的治安，但是，在具體到每一戶的時候就顯得很不夠，這樣少數(shù)點的定點的數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了單個用戶的安全要求。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種家庭防盜報警機(jī)器人，可以進(jìn)行移動數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)在室內(nèi)巡邏報警的功能，而且可以實現(xiàn)人工遙控或自主控制，滿足單個用戶室內(nèi)防盜報警的要求。一種家庭防盜報警機(jī)器人，包括頭部裝置、身體裝置、手臂裝置、履帶式底盤及電路控制系統(tǒng)，所述頭部裝置包括熱釋電紅外傳感器和超聲波傳感器，熱釋電紅外傳感器和超聲波傳感器在頸部俯仰舵機(jī)和頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)的帶動下在上下左右的自由度上旋轉(zhuǎn)，所述履帶式底盤包括底盤驅(qū)動輪、用于驅(qū)動所述底盤驅(qū)動輪的空心杯電機(jī)，所述電路控制系統(tǒng)包括電機(jī)驅(qū)動模塊、人機(jī)交互模塊、巡線模塊、無線通信模塊及主控制單元，巡線模塊安裝在所述履帶式底盤的前端，其中電機(jī)驅(qū)動模塊、人機(jī)交互模塊、巡線模塊、無線通信模塊、熱釋電紅外傳感器和超聲波傳感器分別與所述主控制單元連接。進(jìn)一步的，所述頭部裝置還包括傳感器固定架，所述熱釋電紅外傳感器安裝在傳感器固定架的頂部，超聲波傳感器安裝在傳感器固定架的前端。進(jìn)一步的，傳感器固定架與頸部連接板連接，頸部連接板上固定安裝所述頸部俯仰舵機(jī)；頸部連接板通過頸部鉸接板與所述頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)實現(xiàn)鉸接。進(jìn)一步的，所述身體裝置包括上層固定板及與上層固定板的兩個側(cè)邊分別連接的側(cè)面固定板，上層固定板和其兩側(cè)的側(cè)面固定板組成所述身體裝置的主體結(jié)構(gòu)，所述頭部裝置安裝在上層固定板上。進(jìn)一步的，所述手臂裝置包括手臂本體及與所述手臂本體連接的肩部舵機(jī)，其中肩部舵機(jī)安裝在側(cè)面固定板的內(nèi)側(cè)。進(jìn)一步的，所述履帶式底盤還包括底盤固定板，底盤固定板與所述身體裝置固定連接，底盤固定板的兩側(cè)分別設(shè)有底盤側(cè)板，底盤固定板與設(shè)在底盤側(cè)板的底盤連接角鋁固定連接，每一底盤側(cè)板上安裝有底盤驅(qū)動輪、底盤承重輪、履帶導(dǎo)輪，底盤驅(qū)動輪、底盤承重輪、履帶導(dǎo)輪外側(cè)包覆有橡膠履帶。[0011]進(jìn)一步的，所述底盤側(cè)板上還設(shè)有彈簧支撐桿和底盤前桿，彈簧支撐桿和底盤前桿上套設(shè)履帶張緊彈簧。進(jìn)一步的，所述主控制單元集成有蜂鳴器。進(jìn)一步的，所述頭部裝置還安裝有微型攝像頭，所述微型攝像頭與主控制單元連接。進(jìn)一步的，電機(jī)驅(qū)動模塊安裝在身體裝置內(nèi)，與頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、頸部俯仰舵機(jī)、空心杯電機(jī)連接。本實用新型采用人機(jī)交互模塊可方便地對機(jī)器人進(jìn)行模式設(shè)置，使人更好的控制機(jī)器人的行為；采用超聲波傳感器來判斷前方是否存在障礙物，可感知四周的環(huán)境情況并且進(jìn)行分析進(jìn)而避開障礙；使用熱釋電紅外線模塊來判斷是否家中出現(xiàn)入侵者，所述無線通信模塊可以在發(fā)現(xiàn)可疑人員的第一時間將信息發(fā)送給屋子的主人；機(jī)械部分行動采用履帶式結(jié)構(gòu)，便于在室內(nèi)越障，其他部分的活動由舵機(jī)帶動，可實現(xiàn)運(yùn)動精確達(dá)成。

圖I是本實用新型家庭防盜報警機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型家庭防盜報警機(jī)器人的分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型頭部裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型履帶式底盤的分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖中10_頭部裝置，11-熱釋電紅外傳感器，12-超聲波傳感器，13-頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)，14-舵機(jī)固定板，15-頸部活動連桿，16-頸部俯仰舵機(jī)，17-傳感器固定架，18-頸部連接板，19-頸部鉸接板，20-身體裝置，21-上層固定板，22-側(cè)面固定板，30-手臂裝置，31-肩部舵機(jī),32-手臂本體，40-履帶式底盤，41-底盤固定板，42-底盤側(cè)板，43-橡膠履帶，44-空心杯電機(jī)，45-底盤驅(qū)動輪，46-底盤承重輪，47-履帶導(dǎo)輪，48-彈簧支撐桿，49-履帶張緊彈簧，50-電路控制系統(tǒng),51電機(jī)驅(qū)動模塊,52-人機(jī)交互模塊,53-巡線模塊。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。圖I所示為本實用新型家庭防盜報警機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖，所述家庭防盜報警機(jī)器人包括頭部裝置10、身體裝置20、手臂裝置30、履帶式底盤40及電路控制系統(tǒng)50。請結(jié)合參考圖2及圖3，所述頭部裝置10包括熱釋電紅外傳感器11和超聲波傳感器12，其中所述熱釋電紅外傳感器11作為人體感應(yīng)模塊，可選用型號為DYP-ME003的熱釋電紅外線模塊，其是基于紅外線技術(shù)的自動控制模塊，具有靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式的特點。所述超聲波傳感器12可采用超聲波模塊URM37，用于檢測障礙。所述熱釋電紅外傳感器11安裝在傳感器固定架17的頂部，超聲波傳感器12安裝在傳感器固定架17的前端，如圖3所示，可以在機(jī)器人的兩個眼睛處分別安裝一個超聲波傳感器12。傳感器固定架17與頸部連接板18連接，頸部連接板18上固定安裝有頸部俯仰舵機(jī)16，所述頸部俯仰舵機(jī)16可通過舵機(jī)固定板14安裝在頸部連接板18上。所述頸部俯仰舵機(jī)16的運(yùn)動可帶動所述熱釋電紅外傳感器11和所述超聲波傳感器12模擬人的頭部作俯仰動作。頸部連接板18通過頸部鉸接板19與頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)13實現(xiàn)鉸接，頸部俯仰舵機(jī)16的一側(cè)安裝有與頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)13的頸部鉸接板連接的頸部活動連桿15。頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)13的運(yùn)動可帶動所述熱釋電紅外傳感器11和所述超聲波傳感器12做左右旋轉(zhuǎn)，與所述頸部俯仰舵機(jī)16配合可使得頭部裝置10在上下左右的自由度上旋轉(zhuǎn)，這樣便于所述超聲波傳感器12感知四周的環(huán)境情況并且進(jìn)行分析進(jìn)而避開障礙；同時便于安裝在頂部的熱釋電紅外傳感器11大范圍地檢測是否有入侵者。所述身體裝置20包括上層固定板21及與上層固定板21的兩個側(cè)邊分別連接的側(cè)面固定板22，上層固定板21和其兩側(cè)的側(cè)面固定板22組成所述身體裝置20的主體結(jié)構(gòu)。所述頭部裝置10安裝在上層固定板21上，其中頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)13位于上層固定板21下方。所述手臂裝置30包括手臂本體32及與所述手臂本體32連接的肩部舵機(jī)31，其中 肩部舵機(jī)31安裝在側(cè)面固定板22的內(nèi)側(cè)。所述手臂本體32包括手臂U型連接支架、手臂擺動舵機(jī)、手臂外側(cè)板、手臂固定板、抓取控制舵機(jī)、抓取活動連桿、手掌、活動手指。肩部舵機(jī)31和手臂本體32的配合可實現(xiàn)模擬人手的手臂的擺動和抓取等動作。請繼續(xù)參考圖4，所述履帶式底盤40包括底盤固定板41，底盤固定板41與所述身體裝置20固定連接，具體，所述底盤固定板41的與兩個側(cè)面固定板22固定連接，進(jìn)而實現(xiàn)與身體裝置20的固定安裝。底盤固定板41的兩側(cè)分別設(shè)有底盤側(cè)板42，底盤固定板41與設(shè)在底盤側(cè)板42的底盤連接角鋁固定連接，每一底盤側(cè)板42上安裝有底盤驅(qū)動輪45、底盤承重輪46、履帶導(dǎo)輪47，底盤驅(qū)動輪45、底盤承重輪46、履帶導(dǎo)輪47外側(cè)包覆有橡膠履帶43，底盤驅(qū)動輪45與空心杯電機(jī)44連接。本實用新型空心杯電機(jī)44可使用小型的Maxton空心杯直流電機(jī)作為底盤的驅(qū)動電機(jī)，可以獲得很高的驅(qū)動效率，配合鋰電池可最大限度地提高續(xù)航時間。所述底盤側(cè)板42上還設(shè)有彈簧支撐桿48和底盤前桿，彈簧支撐桿48和底盤前桿上套設(shè)履帶張緊彈簧49，這樣可形成彈簧懸掛式減震機(jī)構(gòu)，既能減小一部分的機(jī)械震動，又可為履帶提供張緊力，配合類似坦克的底盤承重輪46，更加合理地分配重心。請參考圖2，所述電路控制系統(tǒng)50包括電機(jī)驅(qū)動模塊51、人機(jī)交互模塊52、巡線模塊53及主控制單元，其中電機(jī)驅(qū)動模塊51、人機(jī)交互模塊52、巡線模塊53、熱釋電紅外傳感器11和超聲波傳感器12分別與所述主控制單元連接。電機(jī)驅(qū)動模塊51可安裝在身體裝置20內(nèi)，與頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)13、頸部俯仰舵機(jī)16、肩部舵機(jī)31、手臂擺動舵機(jī)、空心杯電機(jī)44連接，用于控制舵機(jī)、電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向、速度。人機(jī)交互模塊52可設(shè)置在身體裝置20的背面，其可采用ZLG7290B作為數(shù)碼管顯示驅(qū)動及鍵盤掃描管理，來實現(xiàn)人機(jī)交互，使人更好的控制機(jī)器人的行為。巡線模塊53安裝在所述履帶式底盤40的前端，實現(xiàn)固定路徑巡邏功能。較佳的，所述電路控制系統(tǒng)50還可包括無線通信模塊，例如GSM模塊，所述無線通信模塊與所述主控制單元連接，當(dāng)熱釋電紅外傳感器11檢測到入侵者時，所述主控制單元控制所述無線通信模塊將入侵信息發(fā)送給房屋的主人或小區(qū)的保安，以便其及時采取措施，保證財產(chǎn)安全。在初始化正常條件下，機(jī)器人將巡邏路線數(shù)據(jù)讀入計算機(jī)內(nèi)存并將路線數(shù)據(jù)翻譯成對應(yīng)的機(jī)器指令，然后巡邏路線顯示在顯示設(shè)備上在巡邏過程中，所述主控制單元根據(jù)超聲波傳感器12采集的信息，按照信息融合算法來確定所處的位置，進(jìn)行運(yùn)動參數(shù)設(shè)置或者狀態(tài)變換，避開周圍的障礙物，自主地修正巡邏的路線，然后返回原來設(shè)定運(yùn)動路線上繼續(xù)巡邏。本設(shè)計作為家庭使用的智能化小型機(jī)器人，具有多種實用功能。在機(jī)器人的背部裝有人機(jī)交互模塊52 (即鍵盤與液晶顯示器，可以拆卸下來作為遙控器使用)，可以對機(jī)器人進(jìn)行模式設(shè)置，以實現(xiàn)不同的功能。有 以下模式可以通過人機(jī)交互模塊進(jìn)行選擇I)防盜模式由于目前的防盜裝置一般安裝在門窗等房間入口處，竊賊很容易避開或拆除。而本設(shè)計采用機(jī)器人防盜，根據(jù)主人所設(shè)定的模式在房間內(nèi)巡邏，并使用短信報警，可以使竊賊防不勝防。實現(xiàn)原理在主人離開家之前，需通過人機(jī)交互模塊52對機(jī)器人進(jìn)行模式設(shè)定。機(jī)器人的巡邏方式即巡線巡邏和自由巡邏；報警方式即短信報警或聲音報警。巡線巡邏模式下采用機(jī)器人底盤前端的巡線模塊53 (例如光電傳感器)檢測地上的循跡線，由程序控制沿主人鋪設(shè)的軌跡前行，使用機(jī)器人頂部的熱釋電紅外傳感器11檢測是否有人進(jìn)入房間，一旦發(fā)現(xiàn)則可以使用機(jī)器人底盤上端的與主控制單元集成的蜂鳴器發(fā)出警報聲，可以嚇退入侵者；同時所述無線通信模塊(例如GSM模塊)會發(fā)送短信提醒主人有外人入侵。如有需要機(jī)器人頭部裝置10還可以安裝擴(kuò)展器件例如微型攝像頭，所述微型攝像頭與主控制單元連接，用以拍攝照片并通過所述無線通信模塊發(fā)送至有關(guān)部門報警。手臂裝置30還可安裝能發(fā)光的模塊(例如LED閃光燈)，由主控制單元控制，在遇到入侵者時發(fā)光，以警告入侵者。自由巡邏模式下機(jī)器人可以按照已有算法在房間中自由地行走，利用頭部前端的超聲波傳感器12檢測物體并控制機(jī)器人避開障礙，報警原理與巡線巡邏模式一致。2)鬧鐘模式在此模式下機(jī)器人可以作為一個鬧鐘使用，機(jī)器人背部安裝的液晶屏可以顯示當(dāng)前時間，當(dāng)鬧鐘設(shè)定的時間到達(dá)時，機(jī)器人會發(fā)出鬧鈴聲并開始移動，當(dāng)主人抓到機(jī)器人，并按下相應(yīng)按鍵的時候才會停止，以使主人快速清醒。3)娛樂模式可以使用人機(jī)交互模塊控制機(jī)器人的各種動作，類似于遙控玩具。4)自定義模式結(jié)合電腦上配套的軟件工具，用戶可以方便地使用圖形化界面對機(jī)器人進(jìn)行編程，實現(xiàn)一些用戶需要的功能。也可以作為兒童智力開發(fā)的教學(xué)工具。
權(quán)利要求1.一種家庭防盜報警機(jī)器人，包括頭部裝置(10)、身體裝置(20)、手臂裝置(30)、履帶式底盤(40)及電路控制系統(tǒng)(50)，其特征在于所述頭部裝置(10)包括熱釋電紅外傳感器(11)和超聲波傳感器(12)，熱釋電紅外傳感器(11)和超聲波傳感器(12)在頸部俯仰舵機(jī)(16)和頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(13)的帶動下在上下左右的自由度上旋轉(zhuǎn)，所述履帶式底盤(40)包括底盤驅(qū)動輪(45)、用于驅(qū)動所述底盤驅(qū)動輪(45)的空心杯電機(jī)(44)，所述電路控制系統(tǒng)(50)包括電機(jī)驅(qū)動模塊(51)、人機(jī)交互模塊(52)、巡線模塊(53)、無線通信模塊及主控制單元，巡線模塊(53)安裝在所述履帶式底盤(40)的前端，其中電機(jī)驅(qū)動模塊(51)、人機(jī)交互模塊(52)、巡線模塊(53)、無線通信模塊、熱釋電紅外傳感器(11)和超聲波傳感器(12)分別與所述主控制單元連接。
2.如權(quán)利要求I所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于所述頭部裝置(10)還包括傳感器固定架(17)，所述熱釋電紅外傳感器(11)安裝在傳感器固定架(17)的頂部，超聲波傳感器(12)安裝在傳感器固定架(17)的前端。
3.如權(quán)利要求2所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于傳感器固定架(17)與頸部 連接板(18)連接，頸部連接板(18)上固定安裝所述頸部俯仰舵機(jī)(16);頸部連接板(18)通過頸部鉸接板(19)與所述頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(13)實現(xiàn)鉸接。
4.如權(quán)利要求I所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于所述身體裝置(20)包括上層固定板(21)及與上層固定板(21)的兩個側(cè)邊分別連接的側(cè)面固定板(22)，上層固定板(21)和其兩側(cè)的側(cè)面固定板(22)組成所述身體裝置(20)的主體結(jié)構(gòu)，所述頭部裝置(10)安裝在上層固定板(21)上。
5.如權(quán)利要求I所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于所述手臂裝置(30)包括手臂本體(32)及與所述手臂本體(32)連接的肩部舵機(jī)(31)，其中肩部舵機(jī)(31)安裝在側(cè)面固定板(22)的內(nèi)側(cè)。
6.如權(quán)利要求I所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于所述履帶式底盤(40)還包括底盤固定板(41)，底盤固定板(41)與所述身體裝置(20)固定連接，底盤固定板(41)的兩側(cè)分別設(shè)有底盤側(cè)板(42)，底盤固定板(41)與設(shè)在底盤側(cè)板(42)的底盤連接角鋁固定連接，每一底盤側(cè)板(42)上安裝有底盤驅(qū)動輪(45)、底盤承重輪(46)、履帶導(dǎo)輪(47)，底盤驅(qū)動輪(45)、底盤承重輪(46)、履帶導(dǎo)輪(47)外側(cè)包覆有橡膠履帶(43)。
7.如權(quán)利要求6所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于所述底盤側(cè)板(42)上還設(shè)有彈簧支撐桿(48)和底盤前桿，彈簧支撐桿(48)和底盤前桿上套設(shè)履帶張緊彈簧(49)。
8.如權(quán)利要求I所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于所述主控制單元集成有蜂鳴器。
9.如權(quán)利要求I所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于所述頭部裝置(10)還安裝有微型攝像頭，所述微型攝像頭與主控制單元連接。
10.如權(quán)利要求I所述的家庭防盜報警機(jī)器人，其特征在于電機(jī)驅(qū)動模塊(51)安裝在身體裝置(20)內(nèi)，與頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(13)、頸部俯仰舵機(jī)(16)、空心杯電機(jī)(44)連接。
專利摘要一種家庭防盜報警機(jī)器人，包括頭部裝置、身體裝置、手臂裝置、履帶式底盤及電路控制系統(tǒng)。頭部裝置包括熱釋電紅外傳感器和超聲波傳感器，熱釋電紅外傳感器和超聲波傳感器在頸部俯仰舵機(jī)和頭部旋轉(zhuǎn)舵機(jī)的帶動下在上下左右的自由度上旋轉(zhuǎn)。履帶式底盤包括底盤驅(qū)動輪、用于驅(qū)動所述底盤驅(qū)動輪的空心杯電機(jī)。電路控制系統(tǒng)包括電機(jī)驅(qū)動模塊、人機(jī)交互模塊、巡線模塊、無線通信模塊及主控制單元，其中電機(jī)驅(qū)動模塊、人機(jī)交互模塊、巡線模塊、無線通信模塊、熱釋電紅外傳感器和超聲波傳感器分別與所述主控制單元連接。本實用新型可以進(jìn)行移動數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)在室內(nèi)巡邏報警的功能，而且可以實現(xiàn)人工遙控或自主控制，滿足單個用戶室內(nèi)防盜報警的要求。
文檔編號G08B13/191GK202486909SQ20122009443
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者李開, 李重陽, 王茜, 王頔, 田開望, 陳德?lián)P, 陳鵬 申請人:王頔