一种陪伴机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种陪伴机器人。

背景技术

随着我国经济的发展，老龄化问题日益突出，随着社会老龄化程度的加深，空巢老人越来越多，已经成为一个不容忽视的社会问题。当子女由于工作、学习、结婚等原因而离家后，独守“空巢”的中老年夫妇因此而产生的心理失调症状，到2050年，我国临终无子女的老年人将达到7900万左右，独居和空巢老年人将占54%以上，空巢老人的养老问题，也再次引发关注。社会上也涌现出入一系列如电视盒子等专为老人设计的科技产品，提升老人的晚年生活质量，最大程度的解决空巢老人寂寞的问题。此外也出现了一些能够为老人提供简单按摩、协助翻身、简单聊天等类型的机器人。老年人由于身体的衰老，经常都需要服用药物，由于记性下降，还容易出现漏服药物或者多服药等问题，目前还没有发现针对老人服药的服务类机器人。

发明内容

为解决上述老人因记性下降，服药时容易出现漏服或者多服等问题，本发明采用如下技术方案实现：

一种陪伴机器人，包括运动机构、身体、手臂以及头部，所述运动机构包括电机支架，所述电机支架为中空长方体结构，其两端分别固定设置有行进电机，所述行进电机的输出轴凸出于所述电机支架的侧面；所述行进电机的输出轴上固定设置有行进轮；采用这样的结构，比较简单，而且能够降低重量，更为主要的是活动非常方便，前进、后退或者转弯通过两台行进电机的转速、转向配合就可以实现，甚至原地转圈也不会占用很多空间。

所述电机支架上面固定设置有身体，所述身体的两侧分别可转动设置有所述手臂；所述身体的顶部设置有头部；身体、手臂以及头部采用模拟人体形状的结构设计，这样设计的目的在于，看起来比较亲切，从心理上容易接受和由亲近感。

所述身体为中空结构，身体的中部开设有第一药盒滑道，所述第一药盒滑道内可滑动设置有第一药盒；这个药盒主要用于放置紧急用的药物，可以手动开启，方便操作。

所述身体的上部开设有第二药盒滑道，所述身体内设置有旋转分药装置，所述旋转分药装置与所述第二药盒滑道相对应，旋转分药装置内的药物能够通过第二药盒滑道伸出；

所述头部的正前方固定设置有显示屏，所述显示屏的上方固定设置有摄像头和声音传感器，所述头部的两侧固定设置有扬声器；

所述身体内还设置有电池、控制电路板，所述控制电路板上设置有微控制器以及网络通讯模块，所述控制电路板分别与行进电机、摄像头、声音传感器、扬声器以及旋转分药装置的执行机构、传感器分别电性连接。通过网络通讯模块能够使得机器人可以远程通讯，比如通过微信或者QQ等终端软件与机器人进行对话，以方便老人与子女的互动。此外，机器人还具有人工智能算法或者人工智能芯片，具有自主学习的能力。

优选地，所述第一药盒滑道的内壁固定设置有压簧，所述第一药盒滑道的内侧壁设置有锁紧机构，当所述第一药盒向内移动，对所述压簧进行压缩并被所述锁紧机构锁紧。

优选地，所述锁紧机构为L形结构，其水平设置在所述第一药盒滑道的底部内侧壁，L形结构的锁紧机构中部穿设有转轴，该锁紧机构能够沿着转轴前后转动形成跷跷板的结构。L形结构的锁紧机构为平躺在第一药盒滑道的底部内侧壁上，当第一药盒向内移动时，压缩压簧的同时就被该L形结构的前端部钩住，不会被压簧弹出。需要取出第一药盒时，按下L形结构的前端，在压簧的作用下，第一药盒自动从第一药盒滑道内弹出。这样就可以节省取药的不方便，还能防止药盒卡在机器人内部。这个弹出结构不限于上述的形式，可以借鉴现有的能通过按压弹出的结构，比如在第一药盒和第一药盒滑道之间设置按压式碰珠实现锁紧等。

优选地，所述显示屏为触摸屏，该触摸屏上显示有眼睛和鼻子。进一步拟人化，可以把眼睛画得大而圆，显现出萌呆的可爱模样。

优选地，所述电机支架的后面两侧还分别固定设置有一个尾架，所述尾架的端部可转动设置有平衡轮。设置平衡轮后，能够很好地实现机器人的平衡，减少了采用平衡传感器或者平衡算法的成本，还能够从硬件上保证机器人的稳定性。

优选地，所述旋转分药装置包括底座，所述底座上面固定设置有支撑柱；

所述支撑柱上开设有齿条孔以及推料电机安装孔，所述齿条孔与所述推料电机安装孔垂直设置，且二者位于中心处部分连通；

所述齿条孔内可滑动设置有齿条；

所述推料电机安装孔内固定设置有推料电机，所述推料电机的输出转轴上套设固定有推料齿轮，所述推料齿轮与所述齿条相互啮合；

所述支撑柱上可转动设置有转盘，所述转盘包括转盘本体，所述转盘本体为环形结构，其径向均匀开设有7个旋转药盒滑道，所述旋转药盒滑道内可滑动设置有旋转药盒；所述旋转药盒滑道与所述齿条相互对应；这里设置7个旋转药盒滑道和7个旋转药盒，对应一周的用药量，每天推出一个旋转药盒为老人提供服用，一周后子女回来看望老人再将药物分别装入旋转药盒内，这样就可以保证老人能够按时吃药。

所述转盘本体的底部固定设置有齿环，所述底座上固定设置有转盘电机，所述转盘电机的输出转轴上固定套设有转盘主动齿轮，所述转盘主动齿轮与所述齿环相互啮合；

所述底座上还固定设置有位置检测传感器，用于检测转盘的转动位置；位置检测传感器可以采用旋转编码器或者电容传感器等实现，如果采用电容传感器，则应该在每一个对应的个旋转药盒滑道下面设置有被检测标记，比如铁片或者感应片等。所述齿条孔内设置有齿条检测传感器，用于检测齿条的移动位置。齿条检测传感器可以采用霍尔传感器或者电容传感器，能够检测齿条的移动是否到位。

优选地，所述支撑柱为台阶状圆柱体结构。

优选地，所述旋转药盒滑道为圆柱体结构，其两侧对称开设有导向滑槽；

所述旋转药盒为中空圆柱体结构，其顶部开设有取药口；旋转药盒内还通过隔板将整个空间分隔成3个小空间；这样的结构可以放置一天3次的药量，每次只露出固定的药量，防止老人多服用。

旋转药盒的两侧分别设置有与所述导向滑槽对应的滑动翼。

优选地，所述导向滑槽的长度小于所述旋转药盒滑道的长度。这样的结构可以防止旋转药盒向内移动超程，影响整个转盘的运动。工作的时候，旋转药盒只能够在限定的位置内移动，无法干涉转盘的工作。

优选地，所述旋转药盒采用导磁性材料制成，或者在旋转药盒后面粘贴有磁性材料；

所述齿条的一端固定设置有磁体。这样的结构，可以使得磁体能够与旋转药盒紧密接触，在齿条缩回到支撑柱内时，通过磁体的作用给旋转药盒一个向内移动的拉力，从而使得旋转药盒向内移动收缩回来，这样就可以节省很多机械结构，简单方便，成本低廉还容易维护。

本发明通过将身体、手臂以及头部设置在可以跟着人移动的运动机构，并在身体内部设置有旋转分药装置，该旋转分药装置能够定时、定量地为老人提供特定药量的药品，防止老人漏服或者多服。由于机器人外表是拟人化设计，结构萌呆可爱，很容易受欢迎。该发明设计合理，结构巧妙，便于携带。

附图说明

图1是本发明提供的实施例主视图；

图2是本发明提供的实施例左视图；

图3是本发明提供的实施例俯视图；

图4是本发明提供的实施例爆炸示意图；

图5是本发明提供的实施中旋转分药装置的总体结构示意图；

图6是本发明提供的实施中旋转分药装置的爆炸示意图；

图7是本发明提供的实施中旋转分药装置的局部剖视图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~7，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1~7所示，一种陪伴机器人，包括运动机构1、身体2、手臂3以及头部4。运动机构1包括电机支架10，电机支架10为中空长方体结构，可以采用铝型材制成。电机支架10的两端分别固定设置有行进电机，行进电机可以用直流减速电机或者步进电机等，为了节省成本，本实施例优选直流减速电机。行进电机的输出轴凸出于电机支架10的侧面。行进电机的输出轴上固定设置有行进轮11。采用这样的结构，比较简单，而且能够降低重量，更为主要的是活动非常方便，前进、后退或者转弯通过两台行进电机的转速、转向配合就可以实现，甚至原地转圈也不会占用很多空间。此外，电机支架10的后面两侧还分别固定设置有一个尾架12，尾架12的端部可转动设置有平衡轮5。设置平衡轮5后，能够很好地实现机器人的平衡，减少了采用平衡传感器或者平衡算法的成本，还能够从硬件上保证机器人的稳定性。

电机支架10上面固定设置有身体2，身体2的两侧分别可转动设置有手臂3。身体2的顶部设置有头部4。身体2、手臂3以及头部4采用模拟人体形状的结构设计，这样设计的目的在于，看起来比较亲切，从心理上容易接受和由亲近感。

身体2为中空结构，可以采用组合式外壳结构制成。身体2的中部开设有第一药盒滑道20，第一药盒滑道20内可滑动设置有第一药盒21。这个药盒主要用于放置紧急用的药物，可以手动开启，方便操作。具体地，第一药盒滑道20的内壁固定设置有压簧，第一药盒滑道20的内侧壁设置有锁紧机构，当第一药盒21向内移动，对压簧进行压缩并被锁紧机构锁紧。锁紧机构为L形结构，其水平设置在第一药盒滑道20的底部内侧壁，L形结构的锁紧机构中部穿设有转轴，该锁紧机构能够沿着转轴前后转动形成跷跷板的结构。L形结构的锁紧机构为平躺在第一药盒滑道20的底部内侧壁上，当第一药盒21向内移动时，压缩压簧的同时就被该L形结构的前端部钩住，不会被压簧弹出。需要取出第一药盒21时，按下L形结构的前端，在压簧的作用下，第一药盒21自动从第一药盒滑道20内弹出。这样就可以节省取药的不方便，还能防止药盒卡在机器人内部。这个弹出结构不限于上述的形式，可以借鉴现有的能通过按压弹出的结构，比如在第一药盒21和第一药盒滑道20之间设置按压式碰珠实现锁紧等。

身体2的上部位于胸部处，开设有第二药盒滑道22，这个高度便于取药。身体2内设置有旋转分药装置23，旋转分药装置23与第二药盒滑道22相对应，旋转分药装置23内的药物能够通过第二药盒滑道22伸出。更具体地，如图5~7所示，旋转分药装置23包括底座230，底座230上面固定设置有支撑柱231，支撑柱231为台阶状圆柱体结构。支撑柱231的顶部固定设置有手臂支架24，该手臂支架24包括T形架240，T形架240的底部与支撑柱231顶部固定连接，T形架240的两侧可转动设置有手臂固定盘241，手臂固定盘241与手臂3的根部固定连接，整个手臂可以沿着T形架240上下做95度的转动。

支撑柱231中部上开设有齿条孔2310以及推料电机安装孔2311，齿条孔2310与推料电机安装孔2311垂直设置，且二者位于中心处部分连通。齿条孔2310内可滑动设置有齿条2314。推料电机安装孔2311内固定设置有推料电机2312，推料电机2312的输出转轴上套设固定有推料齿轮2313，推料齿轮2313与齿条2314相互啮合。支撑柱231上可转动设置有转盘232，转盘232包括转盘本体2320，转盘本体2320为环形结构，其径向均匀开设有7个旋转药盒滑道2322，旋转药盒滑道2322内可滑动设置有旋转药盒2324。旋转药盒滑道2322与齿条2314相互对应。这里设置7个旋转药盒滑道2322和7个旋转药盒2324，对应一周的用药量，每天推出一个旋转药盒2324为老人提供服用，一周后子女回来看望老人再将药物分别装入旋转药盒2324内，这样就可以保证老人能够按时吃药。转盘本体2320的底部固定设置有齿环2321，底座230上固定设置有转盘电机233，转盘电机233的输出转轴上固定套设有转盘主动齿轮2330，转盘主动齿轮2330与齿环2321相互啮合。底座230上还固定设置有位置检测传感器，用于检测转盘232的转动位置。位置检测传感器可以采用旋转编码器或者电容传感器等实现，如果采用电容传感器，则应该在每一个对应的个旋转药盒滑道2322下面设置有被检测标记，比如铁片或者感应片等。齿条孔2310内设置有齿条检测传感器，用于检测齿条的移动位置。齿条检测传感器可以采用霍尔传感器或者电容传感器，能够检测齿条的移动是否到位。

在另一实施例中，旋转药盒滑道2322为圆柱体结构，其两侧对称开设有导向滑槽2323，这样可以防止旋转导致药物掉落。旋转药盒2324为中空圆柱体结构，其顶部开设有取药口。旋转药盒2324内还通过隔板将整个空间分隔成3个小空间。这样的结构可以放置一天3次的药量，每次只露出固定的药量，防止老人多服用。旋转药盒2324的两侧分别设置有与导向滑槽2323对应的滑动翼。导向滑槽2323的长度小于旋转药盒滑道2322的长度。这样的结构可以防止旋转药盒2324向内移动超程，影响整个转盘的运动。工作的时候，旋转药盒2324只能够在限定的位置内移动，无法干涉转盘的工作。旋转药盒2324采用导磁性材料制成，或者在旋转药盒2324后面粘贴有磁性材料。齿条2314的一端固定设置有磁体2315。这样的结构，可以使得磁体2315能够与旋转药盒2324紧密接触，在齿条2314缩回到支撑柱231内时，通过磁体的作用给旋转药盒2324一个向内移动的拉力，从而使得旋转药盒2324向内移动收缩回来，这样就可以节省很多机械结构，简单方便，成本低廉还容易维护。

头部4的正前方固定设置有显示屏40，显示屏40的上方固定设置有摄像头42和声音传感器，头部4的两侧固定设置有扬声器41。显示屏40为触摸屏，该触摸屏上显示有眼睛和鼻子。进一步拟人化，可以把眼睛画得大而圆，显现出萌呆的可爱模样。

身体2内还设置有电池、控制电路板，控制电路板上设置有微控制器以及网络通讯模块，控制电路板分别与行进电机、摄像头42、声音传感器、扬声器41以及旋转分药装置23的执行机构、传感器分别电性连接。通过网络通讯模块能够使得机器人可以远程通讯，比如通过微信或者QQ等终端软件与机器人进行对话，以方便老人与子女的互动。此外，机器人还具有人工智能算法或者人工智能芯片，具有自主学习的能力。

工作的时候，机器人根据摄像头以及内置时钟的设定，在需要吃药的时间自动找到人，找人的动作主要由摄像头进行扫描人体，然后由行进待机带动行进轮进行移动。移动到人的身边后，控制电路控制转盘电机233 转动，转盘电机233转轴上的转盘主动齿轮2330也被带动，同时带动齿环2321和转盘本体2320，当对应的旋转药盒滑道2322转动到位，底部的传感器接收到信号后，转盘电机233停止转动。接着，推料电机2312带动推料齿轮2313正转，并将齿条2314推出齿条孔2310，齿条2314的一端与其中一个旋转药盒2324相互抵触，并将旋转药盒2324沿着旋转药盒滑道2322及导向滑槽2323向外移动，从第二药盒滑道22伸出机器人身体外，供人取药。完成取药后，推料电机2312带动推料齿轮2313反转，齿条2314向内移动，通过磁铁带动旋转药盒2324向机器人身体内部移动收缩，完成整个给药的过程。机器人的控制电路上自带语音芯片，能够记录老人的子女的语音，通过与机器人对话能够掉出语音，并通过扬声器41播放。由于语音对话以及人工智能这方面都比较成熟，而且也不是本申请所要保护的具体内容，因此此处不做过多赘述。

本发明通过将身体2、手臂3以及头部4设置在可以跟着人移动的运动机构1，并在身体2内部设置有旋转分药装置23，该旋转分药装置23能够定时、定量地为老人提供特定药量的药品，防止老人漏服或者多服。由于机器人外表是拟人化设计，结构萌呆可爱，很容易受欢迎。该发明设计合理，结构巧妙，便于携带。