[發明專利]用于迎賓的服務機器人

在審

• 申請號: 201911133334.5
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110815245A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 張繼文;劉琛;陳懇;宋立濱;徐靜;吳丹
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J17/02;B25J18/00;B25J19/02;B25J19/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本發明提供了一種用于迎賓的服務機器人，其包括：基于麥克納姆輪的全方位移動底盤；基于Stewart并聯機構的六自由度腰部關節，安裝在全方位移動底盤上；軀干及頭部，固定安裝在腰部關節的上端；兩個協作機械臂，對稱安裝在軀干及頭部的兩側；兩個機械手，分別安裝在協作機械臂的末端。迎賓服務機器人腰部可以在一定范圍內實現六自由度運動，增加了機器人的靈活性和仿人程度，能夠實現鞠躬動作，能夠模擬人類行走過程中的軀干擺動動作，還能夠模擬人類的扭腰動作。在增加機器人的靈活性和仿人程度的同時，機器人的體積并沒有明顯增加。由此，能提高用于迎賓的服務機器人的仿人程度，提高用于迎賓的服務機器人的服務質量和被服務對象的滿意程度。

技術領域

本發明涉及智能服務機器人領域，尤其涉及一種用于迎賓的服務機器人。

背景技術

隨著科技的發展，機器人已經不僅僅被局限在工業生產線中，而是逐步進入了人們的日常生活當中，物流機器人、掃地機器人等都是非常典型的代表。同時，服務機器人作為機器人家族中主要用來直接與人類進行交互的一種新型機器人，具有較大的應用前景，在當前人工智能發展熱潮的帶動之下，有了一定程度的發展。

服務機器人，理想情況下是完全參考真實的人的服務進行工作，包括人的語言、動作、表情等。但是實際上由于當前機器人控制技術的限制，完全的仿人機器人自由度過多，控制極為復雜，實現的難度非常高。

目前已公開的服務機器人中具有腰部關節的很少，缺少腰部關節直接影響機器人的仿真程度，導致機器人表現過度剛硬，使得服務質量和被服務對象的滿意程度較低。于2019年1月1日公布的中國發明專利申請CN109108934A公開了一種基于麥克納姆輪的導游服務機器人，包括底盤及固定在底盤上的機器人本體，這種機器人僅能完成頭部及手臂的基本動作。其他一些機器人的腰部自由度則很少，例如于2016年11月30日授權公告的中國實用新型專利申請CN205734880U公開了一種用于科技館迎賓的機器人移動裝置，引入了單自由度腰部關節，但仿人程度仍然出于較低的程度，存在一定的提升空間。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種用于迎賓的服務機器人，其能提高用于迎賓的服務機器人的仿人程度，提高用于迎賓的服務機器人的服務質量和被服務對象的滿意程度。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于迎賓的服務機器人，其包括：基于麥克納姆輪的全方位移動底盤；基于Stewart并聯機構的六自由度腰部關節，安裝在全方位移動底盤上；軀干及頭部，固定安裝在腰部關節的上端；兩個協作機械臂，對稱安裝在軀干及頭部的兩側；兩個機械手，分別安裝在協作機械臂的末端。

在一實施例中，基于麥克納姆輪的全方位移動底盤包括四個基于麥克納姆輪的驅動單元、三個底盤激光雷達、底盤本體、電源及控制器，三個底盤激光雷達安裝在底盤本體上。

在一實施例中，底盤本體為中空結構，用于放置電源及控制器。

在一實施例中，各驅動單元包括聯軸器、麥克納姆輪、連接法蘭、連接軸、安裝架、驅動電機，安裝架固定安裝在底盤本體的底面上，驅動電機固定安裝在安裝架上，聯軸器的一端與驅動電機的輸出軸連接，聯軸器的另一端與連接軸的一端連接，連接軸的另一端與連接法蘭連接，連接法蘭固定安裝在麥克納姆輪上。

在一實施例中，四個麥克納姆輪均布在底盤本體底面的左前方、左后方、右前方、右后方，以任意三個麥克納姆輪的中心作為頂點的三角形都是直角三角形。

在一實施例中，基于Stewart并聯機構的六自由度腰部關節包括：靜平臺，固定安裝在底盤本體的頂面，靜平臺中心與底盤本體中心重合；動平臺，位于靜平臺的上方；六個球鉸，設置在靜平臺的上表面；六個臥式虎克鉸，設置于動平臺的下表面；六根支鏈，各支鏈為直線驅動單元，各支鏈的上端通過臥式虎克鉸與動平臺連接，各支鏈的下端通過球鉸與靜平臺連接。

在一實施例中，各支鏈為電機直線驅動單元、液壓直線驅動單元或氣壓直線驅動單元。