本發(fā)明涉及投影機器人及其投影方法。

背景技術(shù)：

目前市面上的投影儀是單一的，而機器人則是側(cè)重于陪伴、看護、早教等。

機器人技術(shù)作為戰(zhàn)略高科技技術(shù)，深受世界各國的重視，而服務(wù)性機器人作為前沿高科技研究最活躍的一個領(lǐng)域，更是備受關(guān)注，現(xiàn)在市場上家用服務(wù)類機器人功能比較單一，主要是一些清潔型機器人，并不能滿足用戶多樣性的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述內(nèi)容，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題總的來說是提供一種設(shè)計合理、成本低廉、結(jié)實耐用、安全可靠、操作簡單、省時省力、節(jié)約資金、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便的投影機器人及其投影方法；詳細解決的技術(shù)問題以及取得有益效果在后述內(nèi)容以及結(jié)合具體實施方式中內(nèi)容具體描述。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種投影機器人，包括底座、設(shè)置在底座上方的軀干、可轉(zhuǎn)動伸縮設(shè)置在軀干上端的頸部、設(shè)置在頸部上的頭部、設(shè)置在底座下方的電機驅(qū)動車輪、設(shè)置在底座上的BOX喇叭、設(shè)置在底座殼體上且與BOX喇叭電連接的觸摸音量調(diào)節(jié)開關(guān)、設(shè)置在軀干上的充電喚醒呼吸燈、分別設(shè)置在軀干內(nèi)的處理器與電池模塊、豎直貫穿設(shè)置在軀干內(nèi)的導(dǎo)向套、設(shè)置在頭部上的五麥克輸入聲源定位陣列模塊、分別設(shè)置在頭部上的3D攝像頭、設(shè)置在頭部上且控制3D攝像頭焦距的調(diào)焦距開關(guān)以及分別設(shè)置在頭部上的投影光機與光機分辨率調(diào)節(jié)開關(guān)；

電池模塊與處理器電連接，3D攝像頭用于采集圖像并與處理器電連接，五麥克輸入聲源定位陣列模塊用于采集聲音并與處理器的IIS接口連接，投影光機用于投影并與處理器電連接，光機分辨率調(diào)節(jié)開關(guān)與投影光機電連接；充電喚醒呼吸燈與電池模塊電連接，處理器與BOX喇叭電連接；

頸部包括伸縮頸、通過軸承設(shè)置在伸縮頸上的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸、與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸鍵連接的轉(zhuǎn)動頸，轉(zhuǎn)動頸上端與頭部下端固定連接，在軀干上端分別設(shè)置有控制電機與減速機，控制電機輸出軸通過減速機與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸傳動連接，導(dǎo)向套下端設(shè)置在底座內(nèi)腔中，在導(dǎo)向套內(nèi)豎直設(shè)置有直線電動推桿，在直線電動推桿的伸縮軸上端設(shè)置有連接座，連接座在導(dǎo)向套內(nèi)豎滑動設(shè)置，直伸縮頸設(shè)置連接座上；在導(dǎo)向套內(nèi)分別設(shè)置有與連接座對應(yīng)的下限位開關(guān)與上限位開關(guān)。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

還包括無線傳輸模塊、通信傳輸模塊、觸摸屏、電源管理模塊、設(shè)備HDMI視頻模塊、光機信號處理器、光機電源管理模塊、光學(xué)投影鏡頭、充電器、直流供電模塊、MCU模塊、行走驅(qū)動模塊、轉(zhuǎn)動驅(qū)動模塊、紅外防跌傳感器以及移動終端；

處理器通過無線傳輸模塊或通信傳輸模塊與移動終端無線連接，觸摸屏的輸出端與處理器相應(yīng)的輸入接口電連接，電源管理模塊與處理器電連接，處理器通過充電器與電池模塊電連接，電池模塊通過直流供電模塊分別給MCU模塊、光機信號處理器以及處理器供電，MCU模塊與處理器通過UART接口電連接，MCU模塊的輸出端分別與行走驅(qū)動模塊、轉(zhuǎn)動驅(qū)動模塊以及紅外防跌傳感器電連接，電池模塊與光機電源管理模塊電連接，處理器通過HDIM接口與設(shè)備HDMI視頻模塊電連接，設(shè)備HDMI視頻模塊通過RGB接口與光機信號處理器電連接，處理器與光機信號處理器電連接，光機信號處理器將音像信號輸出給光學(xué)投影鏡頭，光機信號處理器通過光機電源管理模塊控制光學(xué)投影鏡頭。

無線傳輸模塊為藍牙、GPS或wifi，電源管理模塊為MT6328，處理器為MT8735，通信傳輸模塊為2G/3G/4G。

在軀干上設(shè)置有USB插口，設(shè)備HDMI視頻模塊通過USB插口與光機信號處理器電連接。

一種投影方法，借助于上述的投影機器人，其包括以下步驟：

步驟一，定位驅(qū)動：包括以下方法：

方法一：聲音采集定位；五麥克輸入聲源定位陣列模塊接收外界聲音信號，通過五麥克輸入聲源定位陣列模塊上的ADC芯片將聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；然后通過麥克輸入五麥克輸入聲源定位陣列模塊上的FPGA芯片整合數(shù)字信號并將整合好的數(shù)字信號傳遞給處理器，處理器采集聲音位置信息并通過算法對聲音位置信息進行識別與定位，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊通過行走驅(qū)動模塊控制電機驅(qū)動車輪的行走與轉(zhuǎn)向；

方法二：圖像采集定位；通過3D攝像頭采集圖像，通過圖像傳感器將圖像變成數(shù)字信號，通過數(shù)字信號進行濾波處理后傳遞給處理器，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊通過行走驅(qū)動模塊控制電機驅(qū)動車輪的行走與轉(zhuǎn)向；

方法三：無線定位；移動終端通過通信傳輸模塊或無線傳輸模塊控制處理器，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊通過行走驅(qū)動模塊控制電機驅(qū)動車輪的行走與轉(zhuǎn)向；

步驟二：光機投影，在步驟一之后，光機信號處理器將內(nèi)置的設(shè)備HDMI視頻模塊或外置USB接口的設(shè)備HDMI視頻模塊傳送給光學(xué)投影鏡頭，光學(xué)投影鏡頭的HDMI轉(zhuǎn)光學(xué)成像芯片將HDMI信號轉(zhuǎn)為圖像投影，并通過設(shè)置在投影光機的光學(xué)鏡頭進行投影。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

還包括步驟三，頭部轉(zhuǎn)動控制方法；移動終端通過通信傳輸模塊或無線傳輸模塊控制處理器，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊通過轉(zhuǎn)動驅(qū)動模塊控制控制電機，實現(xiàn)頭部繞轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。

還包括步驟四，頭部伸縮控制方法；MCU模塊與直線電動推桿的驅(qū)動電機電連接，移動終端通過通信傳輸模塊或無線傳輸模塊控制處理器，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊控制直線電動推桿的驅(qū)動電機，實現(xiàn)頭部的伸縮。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

使用本發(fā)明時，通過電機驅(qū)動車輪5實現(xiàn)行走與轉(zhuǎn)向，通過紅外防跌傳感器實現(xiàn)智能控制，防止跌倒，通過3D攝像頭10可以采集圖像攝像，通過BOX喇叭6播放聲音，通過直線電動推桿18帶動連接座20在導(dǎo)向套21升降，實現(xiàn)頭部4的伸縮，通過電機-減速機-轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸15實現(xiàn)頭部4的轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明本體內(nèi)部包括主控制模塊、電機控制模塊、視覺模塊、語音采集模塊以及自動充電模塊。該家用機器人通過設(shè)置視覺模塊、語音模塊等功能性模塊，提高家用機器人的智能化和人性化，交互性，無線控制。

本發(fā)明設(shè)計合理、成本低廉、對電機負載要求低、結(jié)實耐用、安全可靠、操作簡單、省時省力、節(jié)約資金、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明帶有局部剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的電氣控制框圖。

圖5是本發(fā)明的圖像采集流程示意圖。

圖6是本發(fā)明的聲音采集流程示意圖。

圖7是本發(fā)明的音像投影流程示意圖。

其中：1、底座；2、軀干；3、頸部；4、頭部；5、電機驅(qū)動車輪；6、BOX喇叭；7、觸摸音量調(diào)節(jié)開關(guān)；8、充電喚醒呼吸燈；9、轉(zhuǎn)動頸；10、3D攝像頭；11、五麥克輸入聲源定位陣列模塊；12、調(diào)焦距開關(guān)；13、投影光機；14、伸縮頸；15、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸；16、光機分辨率調(diào)節(jié)開關(guān)；17、下限位開關(guān)；18、直線電動推桿；19、上限位開關(guān)；20、連接座；21、導(dǎo)向套。無線傳輸模塊、通信傳輸模塊、觸摸屏、電源管理模塊、設(shè)備HDMI視頻模塊、光機信號處理器、光機電源管理模塊、光學(xué)投影鏡頭、充電器、直流供電模塊、MCU模塊、行走驅(qū)動模塊、轉(zhuǎn)動驅(qū)動模塊、紅外防跌傳感器、移動終端

具體實施方式

如圖1-7所示，本實施例的投影機器人，包括底座1、設(shè)置在底座1上方的軀干2、可轉(zhuǎn)動伸縮設(shè)置在軀干2上端的頸部3、設(shè)置在頸部3上的頭部4、設(shè)置在底座1下方的電機驅(qū)動車輪5、設(shè)置在底座1上的BOX喇叭6、設(shè)置在底座1殼體上且與BOX喇叭6電連接的觸摸音量調(diào)節(jié)開關(guān)7、設(shè)置在軀干2上的充電喚醒呼吸燈8、分別設(shè)置在軀干2內(nèi)的處理器與電池模塊、豎直貫穿設(shè)置在軀干2內(nèi)的導(dǎo)向套21、設(shè)置在頭部4上的五麥克輸入聲源定位陣列模塊11、分別設(shè)置在頭部4上的3D攝像頭10、設(shè)置在頭部4上且控制3D攝像頭10焦距的調(diào)焦距開關(guān)12以及分別設(shè)置在頭部4上的投影光機13與光機分辨率調(diào)節(jié)開關(guān)16；

電池模塊與處理器電連接，3D攝像頭10用于采集圖像并與處理器電連接，五麥克輸入聲源定位陣列模塊11用于采集聲音并與處理器的IIS接口連接，投影光機13用于投影并與處理器電連接，光機分辨率調(diào)節(jié)開關(guān)16與投影光機13電連接；充電喚醒呼吸燈8與電池模塊電連接，處理器與BOX喇叭6電連接；

頸部3包括伸縮頸14、通過軸承設(shè)置在伸縮頸14上的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸15、與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸15鍵連接的轉(zhuǎn)動頸9，轉(zhuǎn)動頸9上端與頭部4下端固定連接，在軀干2上端分別設(shè)置有控制電機與減速機，控制電機輸出軸通過減速機與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸15傳動連接，導(dǎo)向套21下端設(shè)置在底座1內(nèi)腔中，在導(dǎo)向套21內(nèi)豎直設(shè)置有直線電動推桿18，在直線電動推桿18的伸縮軸上端設(shè)置有連接座20，連接座20在導(dǎo)向套21內(nèi)豎滑動設(shè)置，直伸縮頸14設(shè)置連接座20上；在導(dǎo)向套21內(nèi)分別設(shè)置有與連接座20對應(yīng)的下限位開關(guān)17與上限位開關(guān)19。

還包括無線傳輸模塊、通信傳輸模塊、觸摸屏、電源管理模塊、設(shè)備HDMI視頻模塊、光機信號處理器、光機電源管理模塊、光學(xué)投影鏡頭、充電器、直流供電模塊、MCU模塊、行走驅(qū)動模塊、轉(zhuǎn)動驅(qū)動模塊、紅外防跌傳感器以及移動終端；

處理器通過無線傳輸模塊或通信傳輸模塊與移動終端無線連接，觸摸屏的輸出端與處理器相應(yīng)的輸入接口電連接，電源管理模塊與處理器電連接，處理器通過充電器與電池模塊電連接，電池模塊通過直流供電模塊分別給MCU模塊、光機信號處理器以及處理器供電，MCU模塊與處理器通過UART接口電連接，MCU模塊的輸出端分別與行走驅(qū)動模塊、轉(zhuǎn)動驅(qū)動模塊以及紅外防跌傳感器電連接，電池模塊與光機電源管理模塊電連接，處理器通過HDIM接口與設(shè)備HDMI視頻模塊電連接，設(shè)備HDMI視頻模塊通過RGB接口與光機信號處理器電連接，處理器與光機信號處理器電連接，光機信號處理器將音像信號輸出給光學(xué)投影鏡頭，光機信號處理器通過光機電源管理模塊控制光學(xué)投影鏡頭。

無線傳輸模塊為藍牙、GPS或wifi，電源管理模塊為MT6328，處理器為MT8735，通信傳輸模塊為2G/3G/4G。

在軀干2上設(shè)置有USB插口，設(shè)備HDMI視頻模塊通過USB插口與光機信號處理器電連接。

本實施例的投影方法，借助于權(quán)利要求1-4任一項的投影機器人，其包括以下步驟：

步驟一，定位驅(qū)動：包括以下方法：

方法一：聲音采集定位；五麥克輸入聲源定位陣列模塊11接收外界聲音信號，通過五麥克輸入聲源定位陣列模塊11上的ADC芯片將聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；然后通過麥克輸入五麥克輸入聲源定位陣列模塊11上的FPGA芯片整合數(shù)字信號并將整合好的數(shù)字信號傳遞給處理器，處理器采集聲音位置信息并通過算法對聲音位置信息進行識別與定位，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊通過行走驅(qū)動模塊控制電機驅(qū)動車輪5的行走與轉(zhuǎn)向；

方法二：圖像采集定位；通過3D攝像頭10采集圖像，通過圖像傳感器將圖像變成數(shù)字信號，通過數(shù)字信號進行濾波處理后傳遞給處理器，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊通過行走驅(qū)動模塊控制電機驅(qū)動車輪5的行走與轉(zhuǎn)向；

方法三：無線定位；移動終端通過通信傳輸模塊或無線傳輸模塊控制處理器，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊通過行走驅(qū)動模塊控制電機驅(qū)動車輪5的行走與轉(zhuǎn)向；

步驟二：光機投影，在步驟一之后，光機信號處理器將內(nèi)置的設(shè)備HDMI視頻模塊或外置USB接口的設(shè)備HDMI視頻模塊傳送給光學(xué)投影鏡頭，光學(xué)投影鏡頭的HDMI轉(zhuǎn)光學(xué)成像芯片將HDMI信號轉(zhuǎn)為圖像投影，并通過設(shè)置在投影光機13的光學(xué)鏡頭進行投影。

還包括步驟三，頭部4轉(zhuǎn)動控制方法；移動終端通過通信傳輸模塊或無線傳輸模塊控制處理器，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊通過轉(zhuǎn)動驅(qū)動模塊控制控制電機，實現(xiàn)頭部4繞轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動。

還包括步驟四，頭部4伸縮控制方法；MCU模塊與直線電動推桿18的驅(qū)動電機電連接，移動終端通過通信傳輸模塊或無線傳輸模塊控制處理器，處理器將信號傳遞給MCU模塊，MCU模塊控制直線電動推桿18的驅(qū)動電機，實現(xiàn)頭部4的伸縮。

使用本發(fā)明時，通過電機驅(qū)動車輪5實現(xiàn)行走與轉(zhuǎn)向，通過紅外防跌傳感器實現(xiàn)智能控制，防止跌倒，通過3D攝像頭10可以采集圖像攝像，通過BOX喇叭6播放聲音，通過直線電動推桿18帶動連接座20在導(dǎo)向套21升降，實現(xiàn)頭部4的伸縮，通過電機-減速機-轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸15實現(xiàn)頭部4的轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明本體內(nèi)部包括主控制模塊、電機控制模塊、視覺模塊、語音采集模塊以及自動充電模塊。該家用機器人通過設(shè)置視覺模塊、語音模塊等功能性模塊，提高家用機器人的智能化和人性化，交互性，無線控制。

本發(fā)明設(shè)計合理、成本低廉、對電機負載要求低、結(jié)實耐用、安全可靠、操作簡單、省時省力、節(jié)約資金、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；作為本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的多個技術(shù)方案進行組合是顯而易見的。而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。