头部结构及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种头部结构及机器人。


背景技术：

2.随着人工智能技术的发展，智能机器人越来越广泛地应用到人们的生活。较为常见的如机器狗，机器狗不仅能够播放语音，还可以与用户进行智能交互。但传统的机器狗的头部往往只起到装饰的作用，或者只有单个的摄像头对前方障碍进行检测，检测范围较窄，使得机器狗容易出现碰撞，导致机器狗无法正常使用。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型的主要目的在于提供一种头部结构及机器人，旨在解决传统的机器人的头部无法提供有效的检测的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型实施例提出的一种机器人的头部结构，包括：
5.头部壳体；以及，
6.第一检测机构，设于所述头部壳体内，所述第一检测机构包括第一检测组件和第二检测组件，所述第一检测组件的第一检测视场在垂直方向上的第一轴线和所述第二检测组件的第二检测视场在垂直方向上的第二轴线呈非平行设置。
7.在一实施例中，所述第一检测组件的第一检测视场朝向机器人的机身的前方，用于对机器人前方的物体进行检测；
8.所述第二检测组件的第二检测视场朝向所述机身的前方且所述第二轴线向上倾斜。
9.在一实施例中，所述头部结构还包括触摸组件，所述触摸组件设于所述头部壳体内的顶部。
10.在一实施例中，所述触摸组件包括柔性电路板，所述头部壳体上设有与所述柔性电路板相对应的触摸区域。
11.在一实施例中，所述第一轴线与所述第二轴线呈夹角设置，其中，所述夹角θ为30
°
～40
°
。
12.在一实施例中，所述第一检测组件包括定位导航模块；和/或，
13.所述第一检测组件包括多个摄像头，多个所述摄像头中的至少一个所述摄像头设置为广角摄像头；和/或，
14.所述第一检测组件包括第一超声探测模块；和/或，
15.所述第二检测组件包括ai识别模块。
16.本实用新型实施例还提供一种机器人，包括机身以及头部结构，所述头部结构设置于所述机身的前端；所述头部结构包括：
17.头部壳体；以及，
18.第一检测机构，设于所述头部壳体内，所述第一检测机构包括第一检测组件和第
二检测组件，所述第一检测组件的第一检测视场在垂直方向上的第一轴线和所述第二检测组件的第二检测视场在垂直方向上的第二轴线呈非平行设置。
19.在一实施例中，还包括第二检测机构，所述第二检测机构设于所述机身上。
20.在一实施例中，所述第二检测机构包括设于所述机身底部的第三检测组件，所述第三检测组件的第三检测视场朝向所述机身的底部；和/或，
21.所述第二检测机构包括设于所述机身的后部的第四检测组件，所述第四检测组件的第四检测视场朝向所述机身的后部。
22.在一实施例中，所述第二检测机构包括设于所述机身底部的第三检测组件和设于所述机身的后部的第四检测组件；
23.其中，所述第三检测组件包括设于所述机身壳体内的第一摄像头；和/或，
24.所述第四检测组件包括第二超声探测模块。
25.本实用新型提供的技术方案中，通过在头部壳体设置有第一检测机构，用以对机器人前方的障碍物进行检测，以及时避障；而且第一检测机构包括有第一检测组件和第二检测组件，且第一检测组件的第一检测视场在垂直方向上的第一轴线和所述第二检测组件的第二检测视场在垂直方向上的第二轴线呈非平行设置，使得第一检测视场和第二检测视场的覆盖面更广，头部结构的检测范围更广，可提高机器人的避障能力，机器人在移动时更为灵活，用户体验感也更佳。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
27.图1为本实用新型提供的一种机器人的一实施例的结构示意图；
28.图2为图1中所述头部结构的结构示意图；
29.图3为图2中所述头部结构的剖面结构示意图；
30.图4为图1中所述头部结构的一实施例的结构示意图；
31.图5为图1中所述头部结构的另一视角的结构示意图；
32.图6为图1中所述机身和尾部结构的结构示意图；
33.图7为图1中所述机身和尾部结构的另一视角的结构示意图。
34.附图标号说明：
[0035][0036][0037]
本实用新型目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。
[0039]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0040]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0041]
本实用新型提供一种头部结构及机器人，图1至图7为本实用新型提供的所述头部结构和所述机器人的一实施例。
[0042]
请参阅图1至图2，在本实施例中，机器人1000的头部结构300包括头部壳体310及第一检测机构510；头部壳体310用于安装至机器人1000的机身200上，头部壳体310的形状可根据实际机器人1000的用途来进行适应性调整，在此不作限定，如当机器人1000为机器
狗时，可将头部壳体310的形状设置为狗头的形状；第一检测机构510设于所述头部壳体310内，用于对机器人1000前方的物体进行检测，使机器人1000可及时避障或进行其他动作，以保护机器人1000。具体地，所述第一检测机构510包括第一检测组件511和第二检测组件512，所述第一检测组件511的第一检测视场在垂直方向上的第一轴线和所述第二检测组件512的第二检测视场在垂直方向上的第二轴线呈非平行设置，使得机器人1000的头部结构300的检测范围更广，移动更灵活。
[0043]
需要说明的是，这里的检测视场指的是第一检测组件511或第二检测组件512的检测区域。例如，当检测组件为摄像头时，检测视场则为摄像头的视场角覆盖的范围，此时第一检测视场在垂直方向上的第一轴线，则指垂直于摄像头所在头部壳体310表面的轴线，且该轴线为摄像头视场角的角平分线。具体可参照图3，第一检测组件511的第一检测视场在垂直方向上的第一轴线，则为垂直于第一检测组件511所在的头部壳体310表面(即垂直于头部壳体310的第一侧壁311)，且平分第一检测组件511的视场角的第一轴线x1；第二检测组件512的第二检测视场在垂直方向上的第二轴线，则为垂直于第二检测组件512所在的头部壳体310表面(即垂直于头部壳体310的第二侧壁312)，且平分第二检测组件512的视场角的第二轴线x2。
[0044]
本实用新型实施例，通过在头部壳体310上设置第一检测机构510，用以对机器人1000前方的障碍物进行检测，以及时避障或进行其他动作；而且第一检测机构510包括有第一检测组件511和第二检测组件512，且第一检测组件511的第一检测视场在垂直方向上的第一轴线和所述第二检测组件512的第二检测视场在垂直方向上的第二轴线呈非平行设置，使得第一检测视场和第二检测视场的覆盖面更广，头部结构300的检测范围更广，可提高机器人1000的避障能力，机器人1000在移动时更为灵活，用户体验感也更佳。
[0045]
上述头部结构300可应于各种类型的机器人1000，比如送餐机器人1000、巡航机器人1000、家庭智能机器人1000或仿生机器人1000等。为方便说明，下面将以头部结构300安装于仿生机器人1000，如机器狗上为例，对头部结构300的具体结构进行说明，其他类型机器人1000可参照作适应性设置。
[0046]
在本实施例中，由于机器狗在前进时，头部位于整个机器人1000的最前端，视野最开阔，因此，可参阅图2，可将所述第一检测组件511的第一检测视场朝向机器人1000的机身200的前方，用于对机器人1000前方的物体进行检测，以根据检测结果控制机器人1000调整姿态或是调整移动方向；所述第二检测组件512的第二检测视场朝向所述机身200的前方且所述第二轴线向上倾斜，由于第一检测组件511的第一检测视场正对前方，且由于第一检测视场的视场角有限，处于过高的物体，则无法检测出或检测结果不可靠，因此，将第二检测组件512的第二检测视场的第二轴线向上倾斜，则可对第一检测组件511的检测范围进行补充，使处于较高处的物体也能被检测到，检测范围大大提高。
[0047]
而且，由于机器狗一般较矮，用户在正对机器狗时，人脸一般处于机器狗头部的斜上方，因此，将第二检测组件512的第二检测视场朝前并朝上设置，使机器狗可更好的检测到用户的人脸信息或是手部动作，机器狗可更好的与用户互动，用户体验感更好。
[0048]
第一检测组件511和第二检测组件512均设于头部壳体310的前端，以使得视野更好。而且所述第一轴线与所述第二轴线呈夹角设置，但当第一轴线与第二轴线的夹角过小时，第一检测视场和第二检测视场则存在过多的重叠区域，起不到扩大视野的效果；但如果
将第一轴线与第二轴线之间的夹角设置过大时，第一检测视场和第二检测视场之间可能会存在检测盲区，造成用户动作指令失效或是反应不灵敏；因此，第一轴线和第二轴线之间的夹角θ一般设置在30
°
～40
°
之间，可有效扩大机器狗的视野，用户体验感也更好。
[0049]
可选地，第一轴线和第二轴线之间的夹角θ为33
°
时，效果尤佳。
[0050]
头部壳体310的形状则可根据第一轴线和第二轴线之间的夹角进行设置。将第一检测组件511设置于头部壳体310正对前方设置的第一侧壁311上，第二检测组件512设于头部壳体310的第二侧壁312上，且第二侧壁312所在平面与第一侧壁311所在平面呈非共面设置。第二侧壁312可以呈凸出于第一侧壁311设置，以形成机器狗的额头，可对第一侧壁311进行遮挡，避免雨淋，以保护第一检测组件511。
[0051]
在本实施例中，所述第一检测组件511可包括定位导航模块5111、摄像头和第一超声探测模块5112中的至少一种。且当所述第一检测组件511包括有多个摄像头时，多个所述摄像头中的至少一个所述摄像头可以设置为广角摄像头，使得检测范围更大。
[0052]
所述第二检测组件512则可包括ai识别模块5121，主要用于对用户人脸识别和/或用户动作的识别，以更好的实现人机互动。
[0053]
在一实施例中，可结合图4和图5，所述头部结构300还包括触摸组件，所述触摸组件设于所述头部壳体310内的顶部，可通过人手触摸可以实现对机器狗的控制，例如，通过人手触摸机器狗的头顶实现机器狗的开启、转向或是播放音乐等。
[0054]
具体地，所述触摸组件包括柔性电路板，所述头部壳体310上设有与所述柔性电路板相对应的触摸区域3131，触摸区域3131位于头部结构300的头顶，以方便人手触摸，当人手触摸到触摸区域3131时，则触发柔性电路板发出信号，以传输给机器人1000的主控制器，进而控制机器狗进行相关动作。通过触摸触摸区域3131以触发柔性电路板工作的原理属于传统技术，在此不作具体解释。
[0055]
具体地，头部壳体310的头顶呈弧状设置，头部壳体310还包括自所述第二侧壁312向后呈弧状设置的弧状壁313，触摸区域3131则位于弧状壁313上，且位于靠近第二侧壁312的一端。
[0056]
本实用新型实施例还提供一种机器人1000，该机器人1000可为送餐机器人1000、巡航机器人1000、家庭智能机器人1000或仿生机器人1000等，下面仍以机器狗为例，对机器人1000的结构进行说明。可结合图1和图2，该机器人1000包括有机身200及上述的头部结构300，头部结构300设于机身200的前端，当然该机器人1000具有上述头部结构300的所有技术特征，也具有头部结构300所有技术特征带来的所有技术效果，在此，不对机器人1000的头部结构300作重复说明。
[0057]
在本实施例中，机器人1000不仅在头部结构300上设置有检测机构，而且为了保证检测的全面性，机器人1000还包括设置在机身200上的第二检测机构520，以在机身200上对检测范围进一步补充。
[0058]
可以理解的是，第二检测机构520可设置于机身200的任意一侧，例如，第二检测机构520可设置于机身200的顶部和/或机身200的左右两侧，用以对机身200的上方和/或机身200的左右方向上的物体进行检测，但由于机器狗在前进的过程中，机器狗正前方、左前方、右前方及上方的物体均在第一检测机构510的检测范围内，因此机身200的顶部和/或机身200的左右两侧不必再重复设置第二检测机构520进行检测，以节约成本。
[0059]
在一实施例中，可参阅图6，所述第二检测机构520包括设于所述机身200底部的第三检测组件521，所述第三检测组件521的第三检测视场朝向所述机身200的底部，由于第一检测机构510对于较矮的物体还是存在检测盲区，因此，将第三检测组件521设置在机身200的底部，可对机器狗行进过的区域中的较矮物体进行检测，以避免机器狗在原地转向或是动作时，碰撞到机身200底部的物体，机器人1000的检测范围更完善，因此行动起来也更为灵活。
[0060]
在另一实施例中，可参阅图7，所述第二检测机构520可包括设于所述机身200的后部的第四检测组件522，所述第四检测组件522的第四检测视场朝向所述机身200的后部，第四检测组件522则用于对机器人1000后方的物体进行检测。当机器人1000进行后退动作时，则可避免碰撞到后方物体或是用户。
[0061]
当然，第四检测组件522也可设置有多个，参照头部结构300的第一检测机构510的设置方式，使得多个第四检测组件522的检测视场在垂直方向的轴线呈夹角设置，以扩大检测范围。但考虑到机器人1000倒退的机率要远小于前进的机率，为了节约成本，只设置一个第四检测组件522己经可以满足机器人1000全方位移动的需求。
[0062]
显然，上述两个实施例也可结合在一起实施，可结合图6和图7，第二检测机构520既包括设于机身200底部的第三检测组件521，又包括设于机身200后部的第四检测组件522，从而使得检测范围能够涵盖机器人1000周身范围内的物体，该实施例的第二检测机构520的布设更合理，且成本更低。
[0063]
具体地，所述第三检测组件521可包括设于所述机身200壳体内的第一摄像头5211，通过第一摄像头5211来获取机身200底部的影像，以传输给机器人1000的主控制器，通过主控制器来控制机器人1000的动作。
[0064]
所述第四检测组件522可包括第二超声探测模块5221，通过超声波来检测机器人1000后方的情况，以辅助机器人1000进行后退或是转向。
[0065]
本实用新型实施例提供的机器人1000人仅头部设置有检测机构，可对机器人1000前方的情况进行探测，而且在机身200上也设置有检测机构，使得检测范围涵盖机器人1000周侧的情况，机器人1000在进行移动或是执行动作时可提前作出判断，反应更灵敏，动作更智能化。
[0066]
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。