[发明专利]一种基于电子皮肤的服务机器人

说明书

本发明公开了一种基于电子皮肤的服务机器人，包括：可移动底座和机器人本体。机器人本体包括机器人胸部，以及设有控制器和信息接收模块的机器人腰部。机器人外壳设有电子皮肤层，电子皮肤层与机器人外壳之间设有压力传感器。可移动底座内设有安全回路和避障模块。当机器人碰到障碍物时，压力传感器感应的压力增加，信息接收模块将压力信号反馈给控制器，控制机器人停止工作，保护人或物体安全。同时，利用安全回路实时监控机器人的运行状态，以便立即停止运转；利用避障模块可以对低矮障碍与透明障碍进行探测，提高防碰撞效果。可见，本实施例提供的机器人，具有防护措施，防碰撞效果好，成本低，可使机器人在突发情况下立刻自动停止工作。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于电子皮肤的服务机器人。

背景技术

服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。目前的大部分服务机器人是没有工作臂的或者有工作臂的也只有一个自由度，手臂部分不具备安全防护装置，运行过程中主要依靠底盘部分的防撞触边感知碰撞。机器人在运行中如果手臂部分接触到障碍物，此时机器人不能感知到碰撞，继续运动的话，就有损伤的可能。

目前，部分服务机器人手臂靠检测电机的电流来感知外力，如果触碰压力小，电机电流变化很小，从而无法精确感知碰触，即触碰信号的产生需要基于一定的力度。

现有技术中，检测碰撞有两种方式，一种是接触式，另一种是非接触式。接触式主要分为基于电容薄膜结构的检测和力敏材料检测。非接触式主要分为红外测障传感器和超声波测距传感器。电容薄膜结构的检测是在导体触碰或人体触碰的情况下才能产生信号，实现检测，而非导体则无法检测到。力敏材料传感器通过传感器变形检测电阻变化来判断是否有物体触碰，但精度不高。红外测障传感器电路简单，检测范围大，但是多个红外传感器之间容易互相干扰，安装位置也要尽可能避免红外信号的碰撞。超声波测距的优点在于测量范围较大且不使用光学信号，被测物体的颜色对于测量结果没有影响，但成本高，对于一些影响声速的因素较敏感，比如温度、风速等，而且最大允许角度较小。可见，现有的服务机器人在碰撞检测上存在防碰效果差的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于电子皮肤的服务机器人，以解决现有的服务机器人在碰撞检测上存在防碰效果差的问题。

本发明提供了一种基于电子皮肤的服务机器人，包括：机器人本体和可移动底座，所述机器人本体设置在可移动底座上部，其中，

所述机器人本体包括机器人胸部，以及与机器人胸部连接的机器人腰部；所述机器人胸部的顶端设有头部，所述头部上设有摄像头；所述机器人胸部的相对两端分别通过连接销连接工作臂；

所述工作臂和头部的表面分别设有电子皮肤层，所述电子皮肤层与工作臂的外壳之间、以及电子皮肤层与头部的外壳之间分别设有压力传感器；

所述机器人腰部的内部设有控制器和信息接收模块；所述控制器通过信息接收模块分别与压力传感器和头部的摄像头连接；

所述可移动底座内设有安全回路和与安全回路连接的避障模块，所述安全回路和避障模块分别通过信息接收模块与控制器连接；

所述可移动底座的底部对称设有驱动轮，所述驱动轮由设于可移动底座内部的电机驱动，所述电机与安全回路连接。

可选地，所述安全回路包括电池、开关、保险丝、电池监控器、蜂鸣器和安全继电器；

所述电池的输出端与开关的输入端连接，所述开关的输出端与保险丝的输入端连接，所述保险丝的输出端与电池监控器的输入端连接，所述电池监控器的输出端分别连接蜂鸣器和安全继电器。

可选地，还包括：安全边缘开关和电机控制器；所述安全边缘开关设于可移动底座上，所述电机控制器设于可移动底座内；